全 文 ：2006年 9月 防 护 林 科 技 Sep., 2006
第 5期(总 74期) ProtectionForestScienceandTechnology No.5(SumNo.74)
文章编号:1005-5215(2006)05-0005-03
收稿日期:2006-03-09
作者简介:邹礼光(1966 -), 男 , 大学 , 工程师 , 主要从
事森林经营和管理工作.
马尾松银荆混交林生产力和土壤性状的研究
邹礼光
(福建省闽清县美菰林场 ,福建闽清 350805)
摘 要:通过马尾松银荆混交林和马尾松纯林的生长量 、生物量及土壤理化性质的对比研究 , 结果表明 ,马尾松与
银荆混交能较大幅度地提高马尾松的生长量和生物量。混交林地土壤容重小 、持水性能和通透性能强 ,土壤养分
含量高。马尾松银荆混交改土效果明显。银荆是提高马尾松林分生产力 、防止地力衰退的良好伴生树种。
关键词:马尾松;银荆;纯林;混交林;生产力;土壤理化性质
中图分类号:S718.556 文献标识码:A
StudyonProductivityandSoilPhysicalandChemicalPropertyofMixed
StandofPinusmassonianawithAcaciadealbataLink
ZOULi-guang
(MeiguForestFarmofMinqingCountyinFujianProv., Minqing350805, Fujian, China)
Abstract:Basedonthestudyofcomparisononincrement, biomass, soilphysicalandchemicalpropertiesbetweenmixed
standofPinusmassonianawithAcaciadealbataLinkandpurestandofPinusmasoniana, theresultsshowedthatthemixed
standofPinusmassonianawithAcaciadealbatacoulddramaticalyincreasetheincrementandbiomassofPinusmasoni-
ana.Thebulkdensitywaslower, water-holdingabilitywasstrongeraswellasaeratingdegree, andtheconcentrationofnu-
tritionwashigherinthesoilofmixedstandthanthoseofpurestand.Mixedstandcouldobviouslyimprovethesoilfertility.
AcaciadealbataistheidealassociatedtreespeciesforPinusmassonianatoimproveitsproductivityandpreventthedecline
ofsoilfertility.
Keywords:Pinusmassoniana;AcaciadealbataLink;purestand;mixedstand;productivity;soilphysicalandchemical
property
马尾松(Pinusmassoniana)是我国南方主要的
速生用材树种 ,因具有耐贫瘠 、生长快 、对立地条件
适应性广等优点而深得林农喜爱 ,并被大面积种植 。
但近年来马尾松经营过程中出现了诸如连栽导致生
产力下降 、地力衰退 、病虫害发生等生态问题 ,因此 ,
如何提高马尾松生产力 、改善生态环境是摆在林业
工作者面前的迫切任务。在众多的策略中 ,采用生
物措施是一项切实有效的途径 。银荆 (Acaciadeal-
bata)属于豆科 ,含羞草亚科 ,金合欢属的一种阳性
常绿乔木树种 ,具有速生丰产 ,耐低温 、贫瘠 ,萌生能
力强 ,生物量大 ,改良土壤等特性 [ 1] 。马尾松与阔
叶树混交不仅能预防松毛虫危害 ,而且可以利用种
间关系的互补优势 ,改善生态环境 , 提高林分生产
力。当前 ,已见报道的可与马尾松混交的阔叶树种
主要有木荷 、檫树 、火力楠等 ,而马尾松与银荆混交
造林尚未见报 ,为此 ,本文开展了马尾松银荆混交造
林研究 ,通过马尾松银荆混交林生长特性 、生物量及
其对土壤理化性状影响的探讨 ,揭示其生产力和改
土效果 ,为马尾松人工林合理经营提供理论指导 。
1 试验地自然概况
试验地位于福建省永泰县下拔乡南坑村 ,东经
118°23′、北纬 25°29′,属于亚热带季风气候 。年均
气温 19.5 ℃,最高气温 40.9 ℃, 最低气温 -3.4
℃,年降雨量 1 400 ～ 1 870 mm,年均蒸发量 1 570
mm,年平均相对湿度 79%。试验区为低山丘陵 ,海
拔高 650 ～ 690m,坡度 25°,土壤为红壤 ,土层厚度
50 ～ 90cm,林地植被以芒萁为主 ,少灌木 ,土壤较贫
瘠。
2 研究方法
2.1 试验设计
1996年春在永泰县下拔乡南坑村 36小班杉木
人工林采伐迹地上开展马尾松银荆混交林试验 ,试
验随机区组设计 ,试验处理分别为:A,马尾松银荆 1
∶1混交;B,马尾松银荆 2∶1混交;C,马尾松纯林 。
试验小区沿上 、中 、下坡各设置 3块 ,共 9个小区 , 3
次重复 ,小区面积 20m×30m。造林前进行穴状整
地 ,挖穴规格 60cm×40 cm×40 cm,雨天造林 。造
林后头 3 a进行常规抚育管理。
2.2 生长量和生物量测定
2003年 12月 ,在 9块试验小区内全面实测马
尾松和银荆的树高 、胸径 、冠幅 、枝下高等测树因子 。
生物量测定以林分平均胸径和平均高选择马尾松和
银荆的标准木 ,按照 Monsi分段法 ,以 1m为区分段 ,
分别测定各段的干 、枝 、叶 、根等器官的鲜重 。根系
采用壕沟全挖法 ,分根桩 、粗根和细根称重 [ 2] 。
2.3 土壤性质测定
分别在每标准地内按对角线随机布设样点 ,分
不同土壤层次(0 ～ 20 cm, 20 ～ 40 cm)取原样土 ,供
室内分析测定[ 3] 。
2.3.1 土壤物理性质分析 采用环刀法测定土壤
容重 、渗透性能和土壤水分物理状况 [ 4] 。
2.3.2 土壤化学性质测定 用硫酸重铬酸钾法测
定有机质;硒粉硫酸铜硫酸消化 ,蒸馏滴定法测定全
氮;钼锑抗比色法测定全磷;扩散吸收法测定水解
氮;盐酸氟化钙法测定速效磷;四苯硼钠比蚀法测定
速效钾[ 4] 。
3 结果与分析
3.1 马尾松银荆混交林生长量比较
针阔混交林与针叶纯林相比有许多优点 ,如混
交林能防止火灾 、预防病虫害 、生物多样性强以及对
土壤的改良作用明显等 [ 5] 。马尾松与银荆混交造
林生长量测定结果(表 1)表明 ,混交林中马尾松胸
径和单株材积都比纯林高。马尾松以混交比例为 1
∶1时生长最好 ,混交比例 2∶1其次 ,纯林最差。
混交比例为 1∶1林分中马尾松平均胸径与混交比
例为 2∶1的林分和马尾松纯林相比 ,增加了26.4%
和 34.4%,平均单株材积增加了 93%和 108%;林
分立木总蓄积量以马尾松与银荆 1∶1混交林分为
最高 ,马尾松纯林次之 ,马尾松与银荆 2∶1比例混
交的林分最低 。表 1还表明 ,混交林中银荆生长速
度较马尾松慢 ,可见 ,马尾松与银荆混交可促进马尾
松生长。
表 1 马尾松银荆混交林生长对比
林分
类型 树 种
林分密度
(株· hm-2)
平均胸径
(cm)
平均单株材积
(m3)
立木蓄积量
(m3· hm-2)
A 马尾松 1 575 6.45 0.011 0
银荆 1 575 4.85 0.004 7 24.73
B 马尾松 2 100 5.10 0.005 7
银荆 1 050 3.90 0.002 9 14.97
C 马尾松纯林 3 150 4.80 0.005 3 16.71
3.2 马尾松银荆混交林生物量分析
表 2 马尾松银荆混交林生物量
林分
类型 树 种
林分密度
(株· hm-2)
地上部分(t· hm-2)
干 枝 叶 小计
地下部分(t· hm-2)
根桩 根 小计
总生物量
(t· hm-2)
A 马尾松 1575 21.20 14.80 10.10 46.10 4.72 3.13 7.85
银荆 1575 11.20 7.74 5.17 24.11 2.16 2.75 4.91 82.90
B 马尾松 2100 17.64 9.92 9.14 36.70 3.44 3.62 7.06
银荆 1050 3.58 1.92 2.41 7.91 1.07 1.10 2.17 53.83
C 马尾松纯林 3150 19.15 14.80 16.19 50.15 5.52 9.26 14.78 64.92
林分生物量是表征林分生产力的一个重要指
标 。马尾松银荆混交林和马尾松纯林生物量测定见
表 2。由表 2可见 ,在 3种林分类型中 ,马尾松与银
荆按 1∶1的比例混交其地上部分生物量和总生物
量最高 ,马尾松纯林地下部分生物量最高 ,总生物量
居第 2位 ,马尾松与银荆 2∶1混交的林分其生物量
最低 ,可见 ,合理混交比例有利于提高混交林林分的
生物量 。马尾松与银荆以 1∶1的比例混交时 ,其林
分总生物量比同密度马尾松纯林提高了 27.70%,
比 2∶1混交林增加了 54.0%,这说明混交比例的
选择对马尾松银荆混交林生产力的影响较为显著 。
这主要是由于马尾松为阳性树种 ,占据上层空间 ,银
荆在幼年期较耐荫 ,在混交林中受到马尾松的侧方
遮光作用 ,二者之间互利共生 ,混交效果明显 。而当
马尾松与银荆比例为 2∶1时 ,由于马尾松比例过
大 ,营养空间利用不充分 ,生产力得不到充分的发
挥 ,生物量下降 。 3种林分类型中 ,各器官的生物量
大小由大到小的顺序一般为:主干 、枝 、叶 、根和根
桩。而各林分枝叶总生物量一般都大于主干 ,说明
各林分处于幼林时期。
3.3 马尾松银荆混交林改土效果
混交林与纯林比较因林分结构 、枯枝落叶的数
量和组成的不同引起林地土壤理化性质的差异 [ 5] 。
从表 3看出 ,混交林地不论是 0 ～ 20cm土层还是 20
～ 40 cm土层的土壤水分等物理性状均明显优于马
尾松纯林 。以马尾松银荆 1∶1比例的林分和马尾
6 防 护 林 科 技 2006年
松纯林中 0 ～ 20cm表土层为例 ,混交林地土壤容重
比马尾松纯林下降了 11.9%,而土壤最大持水量 、
毛管持水量 、田间持水量 、毛管孔隙度 、非毛管孔隙
度 、总孔隙度及通气度等分别比马尾松纯林提高了
12.8%、14.1%、15.8%、26.1%、50.0%、28.1%和
31.6%。可见 ,马尾松与银荆混交后 ,林地土壤与马
尾松纯林林地相比显得更加疏松 ,土壤持水性能增
强 ,通气性能得到明显改善 ,土壤物理性状的改变有
利于降雨的渗透和林木根系生长 。混交林中马尾松
与银荆 1∶1比例的林分其物理性状略好于 2∶1比
例的林分 。
表 3 马尾松银荆混交林与马尾松纯林土壤物理性状
林 分
类 型
层 次
(cm)
容 重
(g· cm-3)
最大持
水 量
(%)
毛管持
水 量
(%)
田间持
水 量
(%)
毛管孔
隙 度
(%)
非毛管
孔隙度
(%)
总 孔
隙 度
(%)
通气度
(%)
A 0～ 20 1.18 42.57 40.53 36.62 50.69 5.71 56.40 12.92
20 ～ 40 1.30 35.63 31.42 27.09 42.07 4.61 46.68 9.27
B 0～ 20 1.25 40.26 38.10 33.81 46.58 4.60 51.18 11.01
20 ～ 40 1.37 33.85 30.39 25.31 39.83 3.52 43.35 8.14
C 0～ 20 1.34 37.71 35.52 31.60 40.19 3.81 44.00 9.06
20 ～ 40 1.57 27.30 25.08 21.76 35.74 2.85 38.59 8.13
造林地 0～ 20 1.41 37.8 36.01 26.33 40.11 4.03 38.83 7.15
20 ～ 40 1.59 26.6 23.87 21.05 33.62 2.88 36.41 5.84
土壤养分含量对林木生长起着决定性作用 。从
表 4看出 ,混交林地土壤的养分状况明显优于纯林 。
以马尾松与银荆 1∶1的林分与马尾松纯林相比较
为例 ,混交林地土壤有机质 、全氮 、水解氮 、有效磷和
速效钾的养分含量比纯林分别提高了 40.83、
31.03、49.38、44.73和 21.10个百分点。由此说
明 ,马尾松与银荆混交能明显改善土壤的化学性质 。
其原因主要在于混交林枯枝落叶量多且组成复杂 ,
银荆凋落物分解较快且完全 ,枯落物中养分元素能
及时回归土壤 ,促进营养物质的生物循环 ,而且银荆
本身具有固氮能力 ,起着良好的自肥作用 。可见 ,马
尾松与银荆混交不仅能改善土壤结构 ,增强土壤的
蓄水能力 ,而且可以增加土壤养分 ,促进林分养分的
良性循环 ,这对于提高马尾松生产力和减慢地力衰
退有着极为重要的作用。
表 4 马尾松银荆混交林与马尾松
纯林土壤化学性状(0 ～ 40 cm)
林 分
类 型
有机质
(%)
全氮
(%)
水解氮
(mg· kg-1)
速效磷
(mg· kg-1)
速效钾
(mg· kg-1)
A 2.62 0.076 97.38 4.00 87.50
B 2.40 0.070 90.75 3.85 83.25
C 1.86 0.058 65.20 2.73 71.60
造林地 1.46 0.044 55.42 2.55 70.38
4 结论和讨论
马尾松作为我国南方主要的工业用材树种 ,因
其具有速生 、适应性强等特点而长期被山区林农和
林业生产部门广泛种植。但近年来许多地方出现了
马尾松林分生产力下降 、地力衰退及松毛虫危害等
较为突出的生态问题 ,实践表明 ,马尾松与阔叶树混
交能有效缓解这些不利因素的产生。本项研究结果
说明 ,马尾松与银荆混交能提高马尾松生长量和生
物量 ,而且马尾松银荆混交林可以较大程度地改善
土壤结构 ,使土层变得疏松 、土壤通透性和持水性能
增强 ,更重要的是混交林增加了土壤养分含量 ,提高
了土壤肥力 ,促进了营养物质生物循环 ,防止地力衰
退。因此 ,马尾松与银荆混交造林是提高马尾松生
产力和改良土壤的有效途径 。
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7 第 5期 邹礼光 马尾松银荆混交林生产力和土壤性状的研究