全 文 ：* 作者简介:章文前(1969 －) ，男，福建大田人，林业工程师，主要从事森林资源培育、森林资源调查规划设计工作。
杉木壳菜果混交林不同留养模式生长
状况与土壤肥力变化
章文前*
(梅列区林业局 福建三明 365000)
摘 要 对 10 年生处于竞争阶段的杉木壳菜果混交林进行不同留养模式对比试验。试验
结果表明，在留养株数的留养比例合理的情况下，保留混交状态，可以同时促进杉木和壳菜果的
生长。在营造杉木壳菜果混交林时，应该根据不同生长发育期及时调整林分结构，控制合理密
度，以利于改善土壤肥力，促进林地生产力的充分发挥。
关键词 杉木 壳菜果 留养模式 混交林 生长效应 土壤肥力
中图分类号 S725． 2 文献标识码 A
杉木(Cunninghamia lanceolata)生长迅速，材性优良，用途广泛，是我国南方集体林区主要的用材树
种［1］。由于大面积纯林栽培，杉木林地地力衰退严重，林分生产力下降［2，3］。解决杉木林地地力衰退问题
是重要的课题。壳菜果(Mytilaria laosensis) ，又名米老排，是我国南亚热带地区的一种速生优良的用材树
种［4］，适生地区主要为我国北回归线以南的两广及云南地区。福建省 20 世纪 90 年代开始引种，生长良
好［5］。有关杉木壳菜果混交林的研究已有一些报道［6 － 12］，认为:杉木壳菜果混交林因为混交比例不同易
出现杉木或壳菜果被压现象［5］，甚至混交林生长力不及各自纯林，而且人工混交林最终向纯林演变。龚
辉认为:原因主要在于杉木、壳菜果两物种的光生态位重叠较多［13］，两树种生物学特性，尤其是生长量与
喜光程度的相似性，决定了杉木壳菜果混交林的复杂性。鉴于此，我们进行了不同留养模式的试验研究，
试图通过调控林分结构，探索杉木壳菜果混交林的经营方向，使其发挥混交效应。
1 试验地概况
试验地位于福建省三明市梅列区陈大林业采育场场部工区 30 林班 1 大班 9 小班。属中亚热带大陆
性兼海洋性季风气候，年平均温度 19． 5℃，极端最低 － 5． 5℃，最高温度为 4O℃ ，≥10℃年积温为 6
215℃;年平均降水量 1 700 ～ 1 900 mm，3 月至 8 月的降雨量占全年的 75%，＞ 0． 1mm 的年降雨日数 163
d，平均相对湿度 79%;年平均风速 1． 6 m /s;冬短夏长，四季分明，属福建武夷山东伸支脉地带，东南方为
戴云山脉，海拔 200 ～ 500m，有利于岩石风化、土壤淋溶和植物生长，土壤类型为山地红壤。
2 试验方法
2． 1 试验设计
2001 年在 10 年生(1993 年春造林)的 3:1(杉木:壳菜果)行间混交林分中进行杉木壳菜果混交林不
同留养模式的试验。试验设:①间伐壳菜果，留养杉木 1 500 株 /hm －2(代号 HS) ;②间伐部分杉木、壳菜
果，留养杉木 1 125 株·hm －2、壳菜果 375 株·hm －2(代号 HH) ;③间伐杉木，留养壳菜果 900 株·hm －2
(代号 HK)3 个水平，采取随机区组试验设计，设 3 次重复。每小区面积 20m × 20m。以邻近相似立地条
件，同样 1993 年春营造，2001 年间伐后保留杉木 1 500 株·hm －2的纯林为对照(代号 ck)。
2． 2 生长量调查方法
从 2001 年开始每年测定每木胸径，每隔 3 株测高、枝下高、冠幅等生长因子。2011 年进行全面的调
查分析，通过下式分别计算杉木、壳菜果的立木材积:
V杉 = 0． 00005806D
1． 955335H0． 894033
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林业勘察设计 (福建) 2012 年第 1 期
V壳 = 0． 00005276D
1． 882161H1． 009317
2． 3 凋落物现存量测定
2011 年在各标准地内设立 5 个 1m ×1m小样方，采用样方收获法分别 L、F、H 层称重后带回室内，取
少量样品，于 105℃烘干至恒重后，根据含水率把凋落物各组分核算为干重。
2． 4 土壤肥力分析方法
在各标准地内采用“S”形线路，多点(5 点)建立土壤剖面，混交林土壤样品取自杉木与杉木间及杉木
与壳菜果之间。调查土壤剖面性状、土层厚度、母质等，并按 0 ～ 20cm，20 ～ 40cm分层取土样，同一标准地
多个样点同一层次土壤混匀后，供室内分析。取样时间为 2011 年 9 月 16 日，按常规方法对土壤理化性质
进行分析测定［14］。土壤组成的微团聚体用吸管法;土壤团聚体用机械筛分法;土壤水分物理性质用室内
环刀法。土壤有机质用硫酸重铬酸钾法;全氮用蒸馏法;水解性氮用扩散法;全磷用钼锑抗比色法;速效磷
用盐酸———氟化铵消化法;全钾用火焰光度计法;速效钾用四苯硼钠比浊法。
3 结果与分析
3． 1 杉木壳菜果混交林生长量分析
混交林营造成功与否很大程度上取决于在整个生产期内混交林树种的种间关系是否协调。种间关系
的协调与否首先体现在林分的生长上。表 1 是杉木壳菜果混交林 10 年生未采取不同留养模式前的林分
生长状况。从表 1 中可知:10 年生混交林中杉木平均胸径、平均树高分别为 9． 5cm和 10． 2m，壳菜果平均
胸径、平均树高分别为 13． 4cm和 12． 1m，壳菜果平均胸径、平均树高分别为杉木的 141． 1%和 118． 6%，混
交林中的杉木高径生长均高于杉木纯林。混交林中杉木平均胸径、平均树高分别比杉木纯林增加 15． 9 %
和 13． 3%，表明混交有利于杉木早期生长。这与杉木幼林时喜侧方庇荫的特性有关。杉木在壳菜果上方
和侧方庇荫条件下早期能加快高、径生长。从混交林林层结构分析，10 年生杉木与壳菜果相差 2 ～ 2． 4m，
已经进入相持竞争阶段。种群间竞争主要发生在相邻个体间，互相对邻体形成干扰，壳菜果利用早期速生
的特性压抑林冠下杉木个体的生长，杉木早期稍耐荫在壳菜果的庇荫下生长较好，进入中龄林后，由于生
态位的相似性与壳菜果出现竞争，试图摆脱壳菜果的压制。在相持竞争阶段，杉木处于上升期，壳菜果逐
渐处于劣势，表现在高径比增大(高径比 90． 8) ，直径生长受抑制，高生长被胁迫生长。杉木随着光照水平
的提高，生长将进一步加速，并逐渐高于壳菜果，直至壳菜果受压而被迫淘汰，林分变成杉木纯林。为此，
要维持混交状态或单纯保留壳菜果，使壳菜果从被压状态下解放出来，必须及时进行人工调控，创造壳菜
果在混交林中的生长空间。
表 1 10 年生未处理前杉木壳菜果混交林生长情况
处理 树种
现存株数
(株 /hm2)
平均胸径
(㎝)
平均树高
(m)
高径比
杉壳混交林
杉木 2 480 9． 5 10． 2 106． 9
壳菜果 877 13． 4 12． 1 90． 8
ck 杉木 3 405 8． 2 9． 0 109． 8
注:表中数据为各重复的平均值，下同。
笔者认为:由于杉木壳菜果达到速生期的时间迟早有差别，速生持续时限也不甚相同，因此在经营杉
木壳菜果混交林时，要按照不同生长发育期及时调整林分结构。
表 2 是采用不同留养模式后 10 年的林分生长状况。从表 2 中可知:HH处理杉木平均胸径、平均树高
分别达到 18． 2cm和 15． 0m，与 HS中杉木相比平均胸径、平均树高分别增加 11． 0%和 3． 4%，与 ck杉木纯
林相比平均胸径、平均树高增加 16． 7%和 2． 7%，而 HS 与 ck 相比杉木平均胸径增加 5． 1%，平均树高略
低，HH增加的幅度明显大于 HS。HH处理壳菜果平均胸径、平均树高分别达到 18． 6cm 和 15． 4m，与 HK
中相比平均胸径、平均树高分别增加 3． 9%和 4． 8%，高径比(82． 8)趋于合理。从林分蓄积量分析，不同
处理间有差异。林分蓄积量以 HH 混交林最高，达 290． 5940 ㎡ /hm2;HS、ck 次之，分别为 225． 7852
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林业勘察设计 (福建) 2012 年第 1 期
㎡ /hm2，和 206． 0163 ㎡ /hm2，HK最少，为 167． 2786 ㎡ /hm2。方差分析与多重比较表明:HH 与 HK 林分
蓄积量差异达到极显著水平，HH与 HS，HS与 HK林分蓄积量差异达到显著水平(ck 未参加方差分析)。
HH的蓄积量分别比 HS、HK、CK提高 28． 7 ﹪、73． 7%和 41． 1 ﹪。表明保留混交状态，不仅能够促进杉木
生长，而且有利于壳菜果生长。说明根据不同生长发育期及时调整林分结构，控制合理密度，可以满足两
树种对光照、土壤营养及水肥的需求，保持混交模式仍然具有较高的生产力。
表 2 20 年生杉木壳菜果混交林生长情况
处理 树种
现存株数
(株 /hm2)
平均胸径
(㎝)
平均树高
(m)
高径比
林分蓄积量
(m3 / hm2)
HS 杉木 1500 16． 4 14． 5 88． 4 225． 7852ABb
HH
杉木 1125 18． 2 15． 0 82． 4
壳菜果 375 18． 6 15． 4 82． 8
290． 5940Aa
HK 壳菜果 880 17． 9 14． 7 82． 1 167． 2786Bc
ck 杉木 1500 15． 6 14． 6 93． 6 206． 0163
3． 2 凋落物现存量与分配
森林凋落物是林地有机质的主要来源，是森林生态系统物质循环和能量流动的重要途径。表 3 是不
同处理凋落物现存量及其分配。从表 3 中可以看出，HH 凋落物现存量组成中 L 层的枯枝落叶现存量为
37． 86 t /hm2，占 78． 0%;杉木则为 10． 68 t /hm2，占 22． 0%。表明壳菜果虽然在林分中的株数较少，但其枯
枝落叶现存量仍然比杉木多 27． 18 t /hm2，足见壳菜果总凋落物量之大。HH处理中壳菜果的叶凋落量最
大，占总凋落量的 71． 30%。壳菜果原属南亚热带树种，引种到闽西北地区后，由于年平均温度较原产地
低，叶的生命期一般只有 1 ～ 2 年，秋冬低温时期树体大量落叶，加速了营养物质的循环。HH、HS、HK、ck
各处理中半分解和腐殖质(H + F层)与枯枝落叶(L 层)的比分别为 1． 54、0． 6、1． 74 和 0． 24，可见三种混
交或曾经混交壳菜果的林分中枯枝落叶分解速率比杉木纯林的快。这一方面是因为杉木枯枝落叶量不及
壳菜果，另一方面，杉木叶和枝是连在一起掉在林地上，很难与土壤紧密接触，同时杉木枝叶含有防腐物
质，较难分解［15］，相比之下，壳菜果凋落物中枝叶分开，与土壤接触紧密，同时混交形成的荫蔽湿润的小环
境也有利于枯枝落叶分解。显然壳菜果对于改善土壤肥力有积极作用。
表 3 不同林分凋落物量及分配 / t·hm －2
处理 树种
枯枝落叶组成
枝 叶 其它
枯枝落叶现存量
F H L
HS 杉木 0． 6 2． 23 6． 02 1． 66 3． 64 8． 85
HH
杉木 0． 4 2． 07 5． 44 1． 22 1． 55 7． 91
壳菜果 0． 8 2． 24 8． 26 12． 51 14． 12 11． 23
HK 壳菜果 1． 2 3． 72 18． 50 14． 53 26． 17 23． 42
ck 杉木 0． 3 2． 08 8． 51 1． 06 1． 55 10． 89
3． 3 土壤肥力变化
3． 3． 1 土壤物理性质
表 4 是采取不同留养模式后不同林分土壤物理性质的分析结果。可见采取不同留养模式土壤物理性
质不同。HH 、HS 、HK土壤容重值均较大幅度的降低，比杉木纯林 0 ～ 20cm土层土壤容重降低了 13． 7 ～
20． 0%，20 ～ 40cm土层也有同样的趋势。土壤容重值的降低，表明该土壤结构和垒结状况趋好，紧实度降
低，壳菜果与杉木混交使林地土壤疏松，为林木根系的扩展延伸创造了有利条件。
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林业勘察设计 (福建) 2012 年第 1 期
表 4 杉木混交林及其纯林土壤水分物理性质比较
处理
土层厚度
(cm)
容重
(g /cm3)
总孔隙度
(%)
非毛管空隙
(%)
＞ 0． 25mm水稳性团聚体含量
(%)
结构体破坏率
(%)
HS
0 ～ 20 0． 984 51． 46 8． 82 66． 23 /84． 47 21． 6
20 ～ 40 1． 278 45． 37 2． 91 61． 15 /86． 37 29． 3
HH
0 ～ 20 0． 947 54． 31 10． 65 69． 17 /86． 12 19． 7
20 ～ 40 1． 274 48． 12 3． 10 67． 47 /87． 08 27． 1
HK
0 ～ 20 0． 912 58． 72 11． 80 75． 13 /89． 72 14． 4
20 ～ 40 1． 261 51． 61 3． 90 64． 51 /89． 14 27． 6
ck
0 ～ 20 1． 140 49． 72 6． 82 61． 14 /84． 55 27． 7
20 ～ 40 1． 296 41． 12 2． 60 59． 08 /88． 62 33． 3
从表 4 还可以看出，HH 、HS、HK处理土壤毛管孔隙与非毛管隙也都有增加，且毛管孔隙与非毛管空
隙的比例较为适当。混交林地土壤非毛管孔隙占总孔隙的 20%左右，林地保水蓄肥能力得到提高。
土壤团聚体性状是影响土壤肥力的一个重要因素，其在很大程度上表现了土壤物理性质和水、肥、气、
热状况。从表 5 中可以看出 HH 、HK、HS 处理 0 ～ 20cm 土层 ＞ 0． 25mm 的水稳性团聚体含量分别达
69． 51%、75． 13%和 66． 23%，HH处理 ＞ 0． 25mm的水稳性团聚体含量，比杉木纯林增加 13． 1%。结构体
破坏率用于表征土壤团聚体的稳定性，其数值越高，团聚体越不稳定，反之，则团聚体越稳定。混交林中各
土层的结构体破坏率均低于杉木纯林。表明混交不仅土壤团聚体数量增加，而且团聚体的稳定性加强。
3． 3． 2 土壤化学性质
表 5 是不同处理土壤化学性质测定结果。HH 表层土壤有机质，全 N、全 P 比杉木纯林分别提高了
49． 3%、34． 1%、9． 8%，20 ～ 40cm 土层土壤亦有增加。产生这些差异的原因是壳菜果通过大量的枯枝落
叶将有机物质，氮元素和各种灰分元素归还并集中于土壤表面。底层土壤有机质，全氮、全磷的提高与根
系活动和淋溶有关。
从表 5 中还可以看出，混交林中的枯枝落叶经各种土壤微生物分解转化后，补充给土壤的 N，P2O5、
K2O等速效养分比杉木纯林分别提高 23． 9%、12． 5%和 13． 8%。水解氮增加幅度最大。
表 5 混交林及其纯林土壤化学性质比较
处理
土层
(cm)
有机质
(%)
全氮
(%)
全磷
(%)
水解氮
(1 × 10 －6)
速效磷
(1 × 10 －6)
速效钾
(1 × 10 －6)
HS
0 ～ 20 3． 927 0． 1310 0． 0506 123． 82 5． 7 48． 3
20 ～ 40 2． 213 0． 0901 0． 0498 120． 14 4． 5 39． 2
HH
0 ～ 20 5． 112 0． 1573 0． 0561 149． 51 5． 7 51． 2
20 ～ 40 2． 546 0． 0982 0． 0521 128． 82 4． 6 42． 1
HK
0 ～ 20 5． 301 0． 1782 0． 0585 188． 70 5． 9 53． 7
20 ～ 40 2． 984 0． 1097 0． 0533 130． 84 4． 7 44． 8
ck
0 ～ 20 3． 423 0． 1173 0． 0511 120． 64 4． 8 45． 0
20 ～ 40 2． 214 0． 0872 0． 0496 98． 88 4． 4 37． 3
4 小结
三明梅列地区营造杉木壳菜果混交林在林分 10 年生时，通过间伐释放空间，但保持混交状态的经营
模式是可行的，有较好的生长效应和改善土壤肥力的功效。在留养比例合理的情况下，保留混交状态可以
同时促进杉木和壳菜果的生长。在营造杉木壳菜果混交林时，应根据不同生长发育时期及时调整林分结
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林业勘察设计 (福建) 2012 年第 1 期
构，合理控制混交比例和林分密度，以利于林地生产力和充分发挥，。
壳菜果凋落物量大，易分解。壳菜果与杉木混交可以降低土壤容重，改善土壤孔隙状况，提高水稳性
团聚体含量，降低土壤结构体破坏率，同时加快林分凋落物的分解速度，提高土壤的全 N、全 P、水解 N，速
效 P、速效 K等养分的含量。在杉木多代连栽引起的林地地力衰退问题日益突出的情况下，营造壳菜果与
杉木混交林可以成为一种成功的尝试，具有一定的现实意义。
参 考 文 献
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［6］ 南宁地区林科所夏石林试站，南宁地区大青山林场． 米老排引种栽培试验结［J］． 广西林业科学，
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林业勘察设计 (福建) 2012 年第 1 期