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山杜英人工林生长特性及对土壤的影响分析

2019-07-18李保彬

防护林科技 2019年6期
关键词:毛管材积混交林

李保彬

(广东省东江林场(广东东江森林公园管理处), 广东 河源 517000)

在我国南方人工造林活动中,山杜英得到了广泛的应用,尤其是近年来在对马尾松等树木开展补植工作时,山杜英在其中的应用具有良好的效果,除此之外,山杜英还能有效提高森林覆盖率,尤其是在广东、福建等亚热带地区,山杜英作为绿化植物等被广泛应用,在开展山杜英人工造林活动时,相关单位应充分结合山杜英的生产规律,掌握其生长特性,以便最终能够有效促进人工造林活动顺利开展。基于此,本文针对山杜英人工林生长特性以及对土壤的影响的研究具有十分重要的现实意义。

山杜英是一种常绿阔叶乡土树种,其产地为我国南方的台湾、浙江以及广东等地区,并且多数情况生长在丘陵山地,因其自身具备良好的抗逆性、生长快以及适应性较广等特点,被广泛应用与绿化工程以及优良用材中,当前在我国广东地区,山杜英人工造林被广泛应用并取得了诸多效果。

1 研究区概况

本次主要以广东某地区的林场为主要研究区域,该区域处于河流的长流阶段,并且是山脉的支脉,整个林场处于低山丘陵地带,平均海拔400 m,坡度25°左右。平均年降水量1 800 mm。除此之外,无霜期时间占全年的5/6,气候类型处于我国亚热带地区,常年气候较为温和,雨量充沛,非常适宜山杜英的生长。研究地点林木的生长土壤为红壤,土壤肥力较高。在开展研究活动之前,选取了该林场中的山杜英混交林以及其余的对照混交林,两块林地所处条件等因素大致一样。研究区域林地调查情况见表1[1]。

表1 林地调查情况表

2 研究方法

分别在两种林地类型中选取明显的上坡、中坡以及下坡典型地段,随后在山杜英中选取长势良好的山杜英树种开展树干解析。按照 2 m×2 m的规格选取样方,针对林下枯枝落叶量进行测量,且按照S形的路线对林地土壤开展剖面取样,最后采用0~40 cm的混合土样对其开展养分分析。除此之外,对其原状土开展采集工作,采集规格分别为0~20 cm、20~40 cm的原状土,对其开展土壤水分的测量,同时,运用国际标准针对相关土壤的化学性质进行测量。

3 结果与分析

3.1 树高生长特性

图1 山杜英树高的生长动态曲线图

结合图1得知,山杜英在生长过程中,自身的生长量是随着年龄的增长而增长的,12 a的山杜英(龄阶定为2 a)最高可达11.5 m,平均年生长高接近1 m,除此之外,由上图可知山杜英在生长过程中,在人工造林当年自身生长速度较为缓慢,在生长到3~10 a期间每年的平均生长量高达1 m,连续多年生长速度达每年0.82~1.45 m,生长的高峰期处于3 a时期。在此期间山杜英的最高生长量达到每年1.5 m,连续多年生长量高达1.45 m,而10 a后山杜英的生长逐渐降低,最终山杜英的连年生长量降低到了每年0.7 m以下[2]。

3.2 山杜英的胸径生长特性

结合图2可知,山杜英在生长过程中其胸径的生长情况与其树高的生长情况十分相似,在山杜英12 a期间,其去皮胸径达近12 cm,平均每年生长量大约为0.98 cm,与树高生长状况相类似的是其在2 a之前,胸径的生长量较慢,平均每年增长量只有0.6 cm,在2 a之后山杜英的胸径生长速度加快,其胸径的速生期在3到11 a期间,在此期间的山杜英平均年胸径增长1 cm,连年生长量高达2 cm。11 a之后,其胸径的增长量连年下降,截止到研究实验活动之前,山杜英的连年生长量只有0.8 cm左右,且呈现出了平顶状的发展,这在一定程度上说明了就算在12 a之后,山杜英自身的生长情况仍然较快[3]。

图2 山杜英胸径生长曲线

3.3 材积生长特性

图3 山杜英材积生长曲线

结合图3山杜英的实际生长情况来看,山杜英在生长到12 a时,其每株的材积量在去皮状态下已经达到了0.065 m3,每年平均生长的材积量为0.005 43 m3。结合图3来看,在5 a之前,山杜英的材积生长量较为平缓,在5 a之后,山杜英的材积量的生长情况处于加速生长期,在6~12 a期间,山杜英自身的连年生长量以及年均生长量一直呈现出不断增长的情况,从未出现峰值,这在一定程度上说明了山杜英在12 a期间仍处于速生期。通过对其进行图形模拟发现,山杜英在到达成熟期时至少在25 a之后。

3.4 山杜英改善土壤性能

根据山杜英混交林的土壤物理性状分析得知,在山杜英混交林中,其土壤容量1.23 g·cm-3,最大持水量45.21%,毛管持水量35.21%,田间持水量26.38%,毛管孔隙43.66%,非毛管孔隙12.4%,总孔隙度12.4%,通气度23.55%。在对照混交林中,其土壤容量1.28 g·cm-3,最大持水量42.14%,毛管持水量33.28%,田间持水量25.64%,毛管孔隙42.60%,非毛管孔隙11.34%,总孔隙度53.94%,通气度21.12%。

由上述数据可知,在山杜英的混交林当中,在0~20 cm的土壤中,其毛管持水量,最大持水量,田间持水量,毛管孔隙等物理特性相较于对照林而言,分别提高了5.80%、7.29%、9.35%等,且山杜英的土壤容量相较于对照混交林下降了3.91%。从表面来看,山杜英混交林与对照混交林两者之间的比例不尽相同,但在两种混交林的混交比例都为1∶1,只是在山杜英混交林中多出了山杜英这一树种,因此在一定程度上可认为两种区域之间的土壤成分不同是由于山杜英而引起的,结合两种类型混交林的比较情况来看,混交林对土壤的影响情况,经过相关研究显示,山杜英的存在会使得林地土壤变得疏松,且将林地的物理性状进行了改善,因此山杜英对于改良土壤性能有着十分重要的作用。

通过对山杜英混交林中土壤化学性状分析得知,在山杜英混交林中,其枯物落量为1 984.41 kg·hm-2,土壤pH值为5.65,有机质含量为2.96%,全氮含量为0.089%,水解氮含量为78.58 mg·kg-1,有效磷含量为4.58 mg·kg-1,速效钾含量为108.64 mg·kg-1。

在对照混交林中,其枯物落量为1 767.23kg·hm-2,土壤pH值为5.60,有机质含量为2.77%,全氮含量为0.076%,水解氮含量为74.73 mg·kg-1,有效磷含量为3.74 mg·kg-1,速效钾含量为103.21 mg·kg-1[4]。

通过上述数据可知,不同类型的林地在生长过程中与土壤成分有着十分密切的关系,不同的树种以及林地类型对土壤的影响程度不同。在上述数据中,除了两种林地类型的pH值相似之外,其余的养分含量均不同,尤其是氮与磷两种元素在土壤中的含量,山杜英混交林相较于混交林的含量有所提升。由此可知,在山杜英混交林中其根系的相互作用促使土壤中发生了养分矿化以及累积现象。

4 结语

综上所述,通过对山杜英开展研究活动可知,山杜英具有良好的土壤改良效果,其枯枝落叶量大,林地土壤水分物理性状以及有机质、氮磷钾等养分含量均有不同程度的改善。根据山杜英的生长规律,在经营抚育管理上,宜在 3~11年生之间的速生期进行施肥抚育。在现有林分密度条件下,10~11年间应适当地进行间伐以调整营养空间和种间关系,促进林分生产力的提高,同时也有助于培育山杜英优质用材林。

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