杉木-枫香混交林生长状况和土壤理化性质研究

2018-01-12黄秋萍

防护林科技 2017年12期

黄秋萍

(福建省永春县林业局，福建泉州 362600)

杉木(Cunninghamialanceolate)是我国南方地区主要的造林树种，也是我省山区普遍栽种的树种，由于杉木生长较快，干形通直，而且用途又比较广泛，因此，杉木无论在闽西北山区还是在闽南丘陵山地都有大面积的人工种植[1]。虽然杉木林有许多优良的特性，但杉木林在经营中由于纯林的模式且多代连栽，存在着林分结构简单、抗病虫害和抗火灾能力弱、生产力下降和地力退化等问题[2]。开展杉木混交造林，尤其是杉木与阔叶树混交是改善杉木人工林结构和改善群落生态环境的有力措施。枫香(LiquidambarformosanaHance)是金缕梅科枫香树属的落叶乔木树种，耐干旱贫瘠，深根性，主根发达，抗风力和抗火灾能力强[3]。为了探索杉木混交树种，笔者在永春县下洋镇大荣村开展了杉木与枫香的混交试验，从中筛选出较为合适的混交模式，为闽南丘陵山地杉木-枫香混交造林提供依据。

1 试验点概况

试验点设在永春县下洋镇大荣村，25°39′ N，117°56′ E，气候属于亚热带季风气候，年平均气温18 ℃，年均降水量1 800～2 000 mm，无霜期260 d左右，海拔470 m，坡度20°，土壤类型为红壤，土层较厚。林下植被主要有桃金娘、狗脊、乌饭、胡枝子等。

2 研究方法

2.1 试验设计和造林

2006年2月，在大荣村杉木林采伐迹地上进行杉木与枫香混交造林试验，杉木与枫香混交的比例分为杉木∶枫香=7∶3和杉木∶枫香=9∶1两种，混交方式采用插花混交，杉木纯林作为对照。试验采用随机区组设计，3次重复，试验小区沿上、中、下坡排列，每个坡位上设3块试验小区为一个区组，每个小区面积20 m×20 m。造林前进行整地，挖穴规格60 cm×40 cm×40 cm，造林株行距2 m×2 m，杉木和枫香苗木均为裸根苗，在2月份阴雨天种植。

2.2 试验林调查

2.2.1 试验林管理及生长量调查造林后头3年连续进行除草松土，造林当年调查成活率和生长量，以后每年进行常规的保存率和生长量调查。2015年10月，对试验林进行全面调查，分树种每木检尺，调查每株树的高度和胸径，统计平均值，计算单株材积，杉木单株材积V杉= 0.000 058 061 860D1.955 335 1H0.894 033 04，枫香单株材积V枫= 0.000 052 764 291D1.882 161 1H1.009 316 6，蓄积量=平均单株材积×保留株树。

2.2.2 试验林土壤调查在试验样地中，按“S”形路线在每个样地中设置4个土壤采样点，挖土壤刨面，分0～20 cm、20～40 cm两个土层，采用“环刀法”取土样进行土壤物理性质测定，同时在每个土层分别用塑料袋取大约1 kg的土用于土壤化学性质的测定。土壤物理-化学性质测定方法见文献[4]和文献[5]。

3 结果与分析

3.1 杉木-枫香混交林生长量比较

通过对10年生的杉木-枫香混交林和杉木纯林生长量调查，结果可知(表1)，杉木-枫香混交林中杉木的生长量大于杉木纯林。在混交比例为7∶3的杉木-枫香混交林中，杉木的平均树高、平均胸径和平均单株材积与杉木纯林相比分别增加了30.0%、20.5%和95.2%；在混交比例为9∶1的杉木-枫香混交林中，杉木的平均树高、平均胸径和平均单株材积与杉木纯林相比分别增加了17.1%、12.0%和46.6%。从林分蓄积量来看，杉木-枫香混交林的蓄积量大于杉木纯林，其中混交比例为7∶3的杉木-枫香混交林其蓄积量与杉木纯林相比增加了144.3%，混交比例为9∶1的杉木-枫香混交林其蓄积量与杉木纯林相比增加了67.3%。经方差分析，杉木-枫香混交林中杉木与杉木纯林的平均树高、平均胸径和平均单株材积存在显著差异，杉木-枫香混交林与杉木纯林的蓄积量存在极显著的差异。可见，杉木与枫香混交促进了杉木的生长，这是由于枫香为落叶阔叶树种，秋冬季丰富的落叶量及容易分解的特性使得枫香落叶中的营养物质回归土壤，改善了土壤肥力，这样对于杉木的生长起到较好的作用；另一个方面是杉木与枫香之间种间关系比较协调，混交林的结构较为合理，杉木生长的空间有充分的保证，这也为杉木的良好生长创造了条件。本试验中，杉木与枫香按7∶3的比例混交，其效果优于杉木与枫香按9∶1的比例混交。

表1 杉木-枫香混交林和杉木纯林生长情况

注：FH=6.21*，FD=8.07*，FV=5.53*，F蓄积量=22.06**.F0.05(2,6)=5.14，F0.01(2,6)=10.9

3.2 杉木-枫香混交林与杉木纯林土壤理化性质分析

经过对杉木-枫香混交林和杉木纯林的林地进行土样采集和测定，结果见表2、表3。

表2 杉木-枫香混交林和杉木纯林土壤物理性质

从表2中看出，在土壤物理性质方面，杉木-枫香混交林土壤的容重小于杉木纯林，而土壤孔隙度和通气度大于杉木纯林。例如在0～20 cm土层，混交比例为7∶3的杉木-枫香混交林土壤容重与杉木纯林相比降低了8.8%，土壤总孔隙度和通气度则分别增加了12.5%和22.7%；混交比例为9∶1的杉木-枫香混交林土壤容重与杉木纯林相比降低了7.1%，土壤总孔隙度和通气度则分别增加了8.0%和20.5%。说明杉木与枫香混交可以改善土壤结构，使土壤更加疏松透气，这有利于林木根系的生长和伸展。

在土壤化学性质方面(表3)，杉木与枫香混交后，土壤的养分包括有机质、速效磷和速效钾均有不同程度的提高，例如在0～20 cm的土层中，混交比例为7∶3的杉木-枫香混交林土壤中有机质、速效磷和速效钾与杉木纯林相比分别提高了20.6%、24.2%和23.2%；混交比例为9∶1的杉木-枫香混交林土壤中有机质、速效磷和速效钾与杉木纯林相比分别提高了11.8%、15.2%和9.0%。说明杉木与枫香混交可以提高土壤肥力。可见，杉木与枫香混交即改善了土壤结构又提高了土壤肥力。这是由于枫香丰富的落叶及时分解，使营养物质回归土壤，促进了土壤中各种动物和微生物活动，提高了土壤肥力。