全 文 ：377--3a~
第l 7卷第4期
1 9 9 7年 7月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINIcA
)
Vo1．17．No 4
Ju1．， 1997
堑垄 ■P’ ●-‘ — 一 ～
(中国林业科学研究院林业研究所．北京，100091) s }． 0
H 摘要 为了防治连栽杉木人工林地力衰退，本文重点论述通过阃他，增大林内透光度．降低林分部闭度．发育
林下植被·改良土壤理、化性质和提高生物活性 研究结果表明；在部闭度 0
． 7以下的林分中，林下植被发育
迅速，间伐4～5 a后，每公顷生物量可达到4～5t．有救地提高了土壤中营养元素含量，增加了土壤中三太类
微生物数量，井使微生物类群也发生了明显的变化，有效地维护和恢复了土壤功能
关麓词 三 地力衰退，圭墨垡里，间伐
RESEARCH 0N EFFECT 0F AM EL10RATING S0IL
PR0PERTIES BY UNDERGR0W TH VEGE—
TAT10N 0F CHINA FIR
Sheng W eitong Yang Chengdong
(TheRe~earchInstitute 0j Forestr3,，CAFt Bn g，100091．Chi~)
Abstract In order to prevent and remedy soil degredation of Chinese fir plantation．This
paper discusses the following issues{increasing stand light intensity，decreasing canopy
closure，developing undergrowth，ameliorating soil properties and enhance soil biological
activity through thinning．Research results show that while canopy closure is less than
0·7，undergrowth vegetation can grow fast，Biomass have 4～ 5 t per hectare after thin—
ning 4～ 5 years．It is obvious to enhance nutrient contents and amount of three kind of mi
crooganism in soil．Undergrowth vegetation make genus of microorganism vary，enhance
soi1 biologicaI activity，maintain，and resume soi1 function obvious1v
．
Key words； China fir，undergrowth vegetation，soil degradation，soil property，thinning
杉木是我国特有的速生丰产树种，约占我国人工林面积的 24蹦，由于高度集约经营以及不合理的营林
和耕作措施t兼之该树种特有的生物学特性，从而导致杉木人工林产量逐代下降，第 2代和第 1代相比，产
量下降 l0 ～15 、第 3代和第 1代相比，产量下降 4O ～50％，有些地区2代杉木^工林成活率很低、甚
至不能成活，严重地威胁到对有限可耕土地的永续利用 ，为了维护和恢复土壤功能，本文重点论述通过
收穑 日期：1995—08—12．修改稿收到日期：1996—08—23
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378 生 态 学 报 1 7卷
问伐发育林下植物植被，改良土壤性质，防治地力衰退。
1 研究地区的自然概况
研究工作在江西省分宜县、中国林业科学院亚热带研究所实验中心大岗山山下林场进行，实验地位于
27。30 N，114。30 E，年平均气温 17．5℃、年降水量 1597．3 mm，属于丘陵地区，地带性植被为常绿同叶
林，土壤类型为红壤，母岩为页岩和砂页岩。
2 试验设计和研究方法
2．I 临时谓查样地的设置
共计设置调查样地 53块，每块样地首先按常规进行镤I封因子调查，然后按梅花形设置 5个 lmXlm的
小样方，详细记录每个样方内的植物种类、株(丛)数、盖度、高度等，最后分港木和草本两类以收获法测定
生物量和死地被物量。
2．2 固定标准样地的设置
在前茬均为次生林、现为不同间伐强度的杉木林下，先后设置固定样地 7块，每块地面积 400m ，立地
指数为l4的样地2块，其中林下植被盏度大的和盖度小的样地各1块。立地指数为l6的样地3块．其中林
下植被盖度大的样地为2块，盖度小的样地 1块·立地指数为l8的样地2块，其中林下植被盖度大的和盖
度小的样地各一块。在每个立地指数级内，林下植被盖度大的和盖度小的样地被联在一起，其小地形和母
岩等立地条件基本～致。每块样地里设置 10个 lm×lm小样方，记录每个样方内植物的种类、株数、盖度、
高度、井统计出每个样方内林下植被的总盖度。
2．3 土壤理、化及生物活性分析项 目和方法
土壤水稳性团聚体组成(人工筛分法)、有机质(重铬酸钾法)、土壤腐殖质组成测定(焦磷酸钠提取一重
铬酸钾法)、全N(凯氏定 N法)、承解 N(碱解扩散法)、速效 P(双酸法)、交换性 Ca 、Mg (EDTA容量
法 )、速效 K(火焰光度法)、磷酸酶活性测定(M．Ka~Mvp和 r．ap~eg法)、、转化酶活性测定(T．九 met~oar．oBa
法)、H=O 酶活性测定(J．L．Jonson与K．L．Temple法)、腮酶活性测定(G Hofmann和 K．Teieher法) 璇
生物分析法[2叫]：采用稀释平板法。
3 试验结果与讨论
3．1 杉木林下植物约有 140种、8O个属和45个科，以藏类植物为主，通过对调查结果进行聚类分析，杉木
林下植被大致可分为5个类型。
3．1，1 铁芒箕类型 铁芒箕(咖 ” dic~ (Thunb。)Bernb )_常见的草本植物还有铁线藏(^一
diantum spp．)、鸟韭(Ste~oloma Chuaanum Ch．Ching)等，港木有楗木(Loropetalura chinensis(R．Br．)Oli
vet)、油茶(Camiaia oleifera Abe1．)、映山红(Rhododendron mariesii Hems1．et wills．)等。
1．2 殉脊类型 以狗脊(Woodwardia japonica(h．f．)sm．)为主，常见的还有凸轴藏(Hetathelypteris
spp．)、复叶耳藏 (Arachniodes spp．)、姨竹叶(1ophatherum gracile Brongn)、灌木种类有红漩(Adinandra
spp．)、山檀(Lindera re~eza HemM．)等
3．I．3 蕨类类型 由多种大型藏类组成，常见的有中华短眄藏(Allantadia Chinensls(Bah)Ching)、乌毛
藏(Blechnum Orientale 1．)、鳞毛藏(Dryopteris spp．)、鱼腥草(Houttnynla cordata thunb．)等。
3．1．4 整木一拘脊类型 林下植被除有发育的草本层(以狗脊为主)以外．整木层(以红淡、山、鼠利为主)也
高度发育。
3．1．5 灌木铁芒萁类型 由铁芒箕类型进一步发育成，其组成类似于铁芒箕类型。从42个样地在各植被
类型中的随机分布及其与地形、立地指数关系可以看出，铁芒箕类主要生长在山脊、山坡上部、立地指数小
于 l4的立地上·狗脊类型大多分布在中等立地条件，一般位于山坡中下部和山洼上部，立地指数为 l4和
I6的林分下}蕨类类型分布在山洼和山坡下部、立地指数大于 l8的立地上。
3．2 各林下植被类型与林分主要特征的关系
通过统计分析，以表 1中偏相关系数可知：林下植被生物量与林分郁蜘度呈切负相关，林分郁蜘度只
有在 0．7以下，林下植被才会大量发育}林龄反映着林分自然整技和透光状况，因而与林下植被生物量也
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4期 盛炜彤等 ：关于杉木林下植被对改良土壤性质效用的研究 379
有密切的关系，林龄越大-林下植被越丰富；闻伐后时间长度由于受间伐次数和间伐强度的影响．其关系比
较复杂．但一般要在 2～3 a后才有较多的林下植被产生。
表1 林下植被生物量与主要林分特征的关系
Table l Relation of bimnass of undergrowth vegetation耐也 m n feature of forest crop
} 生橱量 Biomess·xI}郁闭度Canopy c]osu~，X2：间伐时间长度Term aftert~nn[ng⋯X 林龄Tree age，X．：为树
高Th h h。
3 3 不同立地指数条件下的间伐强度、林分密度与林下植被盖度
固定样地杉木林．经过不同强度间伐，出现不同种类、不同盖度的林下植被(表 2、3)。研究结果表明：
通过问伐、降低林分密度、林下植被盖度均相应增加。
表 2 问位置度淋 分密度与林下植被发育
Table 2 The tblnnlng Intensity，Stand density and development of undergrowth vegetatioo In foist crop
(1)林下植被盖度谓查于1992-08。18立地指数杉木林树高、胸径测量时间于1994—08。14和 l6立地指数杉木林．树高
晌径测定时间于 199Z一11。
(2)保留密度t自 l988年问伐之后。再没有进行过问伐。
对植被样方的调查结果表明：提高问伐强度 ，增加林 内透光度，不仅可以增加林下草车和灌木的种类
而且也可以相应地提高每个种的高度、盖度以及增加每个种在样地里出现的总株数。
3 4 林下植被类型与生物量爱营养元素含量的关系
调查研究结果表明：不同林下植被类型的生物量和营养元索的含量，存在着明显的差异 ，如表 4=
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生 态 学 报
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17卷
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4期 盛炜彤等：关于杉木林下植被对改良土壤性质效用的研究 381
寰 4 不同林下植被娄型与蕾井元素含量
Table 4 Different type 0f undergrowth vegetation and~ntents of nutrleat m rs( ／hm’)
3．5 不同林下植被盖度的林分 ，土壤中三大类微生物分布
通过对固定样地的研究结果表明：在不同立地条件、不同林下植被盖度的林分下，土壤微生物区系存
在着明显的差异，如表 6。
试验结果表明：林下植被盖度大小与三大类微生物数量分布存在着较密切的正相关．在 o～5 Cm内尤
为明显。林下植被盏度大小与微生物类群分布也存在明显的数量相关，尤以0～5 CITI土层特别明显。
3．6 林下植被对土壤 中固氪微生物的影响
对相似立地条件、18立地指数、林下植被盖度不同样地中固氮微生物的分离和鉴定结果如表 5，在o～
5 cm土层中，林下植被盖度 85 样地，每克土壤中含有固氮菌 Enterobacteria和 Achromobaeteria的数量，
是盖度 64 样地中含量的 1o倍。在 5～10 cm土层中，林下植被盖度 85 样地中海 克土壤中含有 Enter-
obacteria和 Achrobacteria的数量是 2500十，而在林下植被盖度 64 的样地里，则未见生长。
寰5 林下植被盖度对土壤中圈氪微生鞠的影响
Tmbleb 5 Coverage of undergrewth vegetatlen htrlemce ol mlc~ vganism fixation of 岍
*原苏联科学院微生物研究所专家 Pe~ He Ta⋯ B ⋯ 协助实验。
3．7 林下植被盖度不同林分下土壤酶活性状况 J
研究结果表明：在 3十不同立地指数级样地里，林下植被盖度大的样地 ．无论是水解酶类活性 ．还是氧
化还原酶类活性，都明显地高于盖度小的样地(如表 7)，这显然是土壤微生物活性和土壤肥力提高的重要
标志之一。
3．8 林下植被盖度与土壤的腐殖质组成
在 3种不同立地指数样地里，土壤中腐殖质全碳量百分率、胡敏酸和富里酸总碳量百分率以及胡敏素
含碳量百分率，均是林下植被盏度大的样地高于盖度小的样地，特别是在 0～5 cm土层尤为明显。在 5～15
Cm土层内．14立地指数条件下，出现相反情况．这可能与原立地条件差异影响有关。
腐殖质酸的主要结构单元，含有一定数量的投基的酚型羟基[‘]，正是这些基团，提高了森林土壤的代
换性能和缓{巾性能。
3．9 林下植被盖度与土壤水稳性团聚体的组成
研究结果表明；不同立地指数杉木林下植被盖度大小，与各级水稳性 团聚体的含量，存在着密切的相
关，研究结果如表 9。
3．10 林下植被盖度与土壤的主要化学性羼
研究结果表明：林下植被通过根系代谢活动，枯落物分解 ，能直接增加土壤中有机养分和无机养分的
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382 生 态 学 报
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17卷
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4期 盛炜彤等：关于杉术林下植被对改良土壤性质效用的研究 383
林下植被调查于 1990—10|土壤样品采集于 1990—08。
寰 8 #下檀被董度与土壤的扁殖质组成
TaMe 8 Ceverage or underlpewlll vegelatlon叽 d Immus~~mpoaltlee or soil
注：林下植被盖度调查于 1990 l0，土壤样品采集于 1 990—08。
寰 9 #下檀被盖度太小与土壤水穗性团聚体的组成
Table 9 C~everase or uⅡde唯 h vegetltlom ned c岫 p帼Itl蚵I or soil御ne hl ~ rep te
含量．特别是对 0～5 c11土层养分含量影响较为明显、对 5～15 c11土层土壤有机养分和无机养分含量影
响逐渐减少 ，研究结果见表 10。
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384 生 态 学 报
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4期 盛炜彤等：关于杉木林下植被对改良土壤性质效用的研究 385
4 结论：
4．1 林下植被生物量与林分郁闭度呈密切的负相关，林分郁闭度在 0．7 下时林下植被才能很好地发
育
4．2 提高问伐强度，不仅可以增加林下草本和灌木的种类，而且也可相应地提高每种的高度、盖度、增加
出现的株数
4．3 通过问伐t发育林下植被能明显地影响到土壤徽生物区系组成、细菌中腊状芽孢杆菌的数量，放线
菌、链霉属中灰色菌丝群数量、真菌中青霉、曲霉和木霉所占的数量比例，均与林下植被盖度太小在数值上
密切相关。
4．4 林下植被能明显地提高土壤中水解酶类和氧‘匕还原酶类牺性。一
4．5 林下植被能明显地影响土壤中有机和无机养分含量，并在数值上与林下植被盖度大小密切相关。
4．6 林下植被对土壤性质的影响主要对 0～5 cm土层效用较明显，而对 5～1 5 cm土层明显减弱
参 考 文 献
1 盛炜彤．人工林地力衰退研究．北京 中国科学技术出版社，49~71
2 中国科学院微生物研究所细菌分类组．一般细菌常甩鉴定方{击 北京，科学出版社，1978
3 邵立平等．真菌分类学．北京 中国林业出版社，1984．29 ～322
4 中国科学院南京土壤研究所微生物室．土壤微生物研究法．北京：科学出版社，1985
5 Py yeBa H n一日 M⋯ a⋯ ⋯ pHH⋯ cu6¨础 ．H H眺TBo《H y聃》．H呻∞H6HpcH，1985，32～43
6 杨承栋等．卧龙 自然保护区森林土壤有机质的研究．土壤学报．1 86．23(1)：30~39
7 Bowen G D，Nambiar E K S．Nutrition of plantation{orest．Nutrai~ of ptanlatio月 ，Academic p㈣ limited
reprinted．1989．488～ 505
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