李裕和

摘要 为实现杉木人工林科学高效经营，对9年生不同混交模式（10杉、9杉1椎、8杉2椎、7杉3椎、6杉4椎、5杉5椎）杉木+红椎混交林生长量、凋落物量及土壤养分含量的变化进行了研究。结果表明：混交模式显著影响了杉木的生长量与土壤养分含量，其中7杉3椎混交模式下杉木胸径和树高生长量最大，而5杉5椎混交模式下林分凋落物量及土壤中全氮、有效氮、有效磷和有效钾含量最高。在立地指数16的情况下，杉木林中红椎混交比例宜控制在30%以内，过高的红椎混交比例虽改善了土壤养分状况，但受红椎生长竞争优势的影响，杉木生长受到抑制。

关键词 混交模式;杉木;红椎;地力维持

中图分类号：S725.2 文献标识码：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.04.006

Effects of Mix Proportions on Growth and Soil Nutrients of Cunninghamia lanceolata and Castanopsis hystrix Mixed Forest

Li Yuhe

（Qingyuan Yingde Forest Farm，Qingyuan 511500，Guangdong）

AbstractIn order to realize scientific and efficient management of Cunninghamia lanceolata plantation，the changes of growth，litter amount and soil nutrient contents of nineyearold C.  lanceolata and Castanopsis hystrix mixed forest with several mix proportions （pure C.  lanceolata plantation，9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5 C.  lanceolata and C.  hystrix） was studied. The results showed that mix proportion significantly influenced the growth and soil nutrient content of C. lanceolata. DBH and growth of C. lanceolata were the highest at mix proportion of 7∶3 C.  lanceolata to C. hystrix. The litter amount and the contents of total nitrogen，available nitrogen，available phosphorus and available potassium in the soil was the highest at 5∶5 mix proportion. In the forestland with site index 16，the mix proportion of C.  lanceolata to C. hystrix should be controlled within 30%. The growth of C. lanceolata was inhibited by the growth competitive advantage of C. hystrix，although the high mixed ratio of C. hystrix improved the soil nutrient.

Key wordsmixed forest;Cunninghamia lanceolata;Castanopsis hystrix;soil fertility maintenance

杉木（Cunninghamia lanceolata）作为欧亚大陆东南部湿润亚热带地区的重要用材树种，由于其丰产优质的特性，在我国造林面积较大[1]。清远市英德林场以木材经营为主，全场造林面积约1.2万hm²，其中杉木造林面积最大，占全场总造林面积的39.1%，树种结构严重不合理，加之杉木连作出现严重的地力衰退问题，林分质量普遍不高。红椎（Castanopsis hystrix）为常绿乔木，其干形通直，心材褐红色，边材淡红色，色泽纹理美观，木材干燥后开裂小，材质坚硬，耐水湿且不易腐蚀，是我国优良的工业及家具用材造林树种，推广应用前景好[2]。以往研究发现，红椎凋落物量大，具有较好的维持地力的功能[3]。鉴于此，本研究通过设置不同混交模式的杉木+红椎混交林，根据不同混交模式下林分的生長量与土壤养分变化，以期筛选出最佳的杉木+红椎混交模式，为杉木丰产高效栽培提供指导。

1 研究区概况

研究区位于广东清远市英德林场，地理位置113°30′37″ E，24°07′42″ N，属南亚热带季风气候，雨量充沛，年降雨量1 750～2 200 mm，年平均气温21 ℃左右，最高气温35 ℃，最低气温0 ℃，年平均相对湿度79%。土壤大部分为红壤，土层厚度45～60 cm。试验地前身为杉木林，立地指数16，坡度20～25°，东南坡向，坡位为中、下坡。炼山后采用带状整地的方式，挖明穴回填表土，种植穴规格为：50 cm×30 cm×30 cm。造林采用种子园生产的由种子培育的2年生容器苗，造林密度：杉木2 m×2 m、红椎3 m×2 m，采用行间混交方式。造林前1个月，每穴放0.5 kg氮磷钾复合肥作为基肥，造林后连续2年对林地进行除草和施肥管理。E19B0AF6-8299-42FC-A669-1A3563D4FA1A

2 試验方法

2.1 样地布置与样品采集

选择9年生杉木纯林和不同混交比例杉木+红椎混交林（9杉1椎、8杉2椎锥、7杉3椎、6杉4椎、5杉5椎）为研究对象，在每个林分中各设置20 m×20 m的3个固定样地，按每木检尺的方法，调查每株树的树高与胸径。在每个样地中沿对角线布置5个1 m×1 m小样方，用于凋落物及土壤样品采集。

2.2 凋落物量分析

野外收集各小样方中所有已分解和未分解枯落物后立刻用电子秤称质量，用于估算各林分单位面积凋落物量。

2.3 土壤养分测定

在每个小样方中用内径7 cm不锈钢环刀采集0～20 cm土层的土样，带回实验室将土样烘干去杂后用于土壤养分含量测定。其中，全氮含量采用凯氏定氮法测定，有效氮含量采用碱解扩散法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，有效磷含量采用盐酸—氟化铵法测定，全钾、速效钾含量采用火焰光度法测定[4]。

2.4 数据分析

数据利用SPSS19.0统计软件进行分析;不同混交模式林分间各指标差异性采用Duncan's多重比较进行分析。

3 结果与分析

3.1 高径生长量比较

胸径、树高生长量大小直接反映林分的生长情况。通过比较不同混交模式林分中杉木、红椎的生长情况，进行方程拟合。

从图1可以看出，根据方程拟合结果，杉木胸径、树高生长量与红椎混交数量均呈二项式关系（R²=0.64～0.90），即随着混交林中红椎种植数量的增加，杉木胸径与树高表现为先上升后下降的趋势，其中在7杉+3椎混交模式下杉木的胸径与树高生长量最大。从红椎生长情况看，随着混交林中红椎种植数量的增加，红椎胸径变小，而树高变大，在供试5个杉木+红椎混交模式中，以5杉+5椎混交模式下红椎的胸径最小、树高最大。相较红椎种植数量最少的9杉+1椎混交模式，5杉+5椎混交模式下红椎的胸径减少了26.8%，而树高增加了33.3%。通过相关性分析，混交林中红椎的种植数量分别与红椎的胸径、树高呈显著的负相关（R²=1.00）和正相关（R2=0.99）线性关系。这说明，混交一定数量的红椎能促进杉木高径生长量增加，而过多的红椎种植数量则会抑制杉木生长。同时，过多红椎数量也不利于红椎自身胸径的增长。

3.2 凋落物量比较

凋落物在森林生态系统养分循环中起到至关重要的作用，通过分析不同林分凋落物量变化，能反映其地力维持潜力[5]。由图2可知，随着混交林中红椎种植数量的增加，凋落物量显著上升，其中5杉+5椎混交模式下林分凋落物量最多，是杉木纯林的1.2倍。通过相关性分析，林分凋落物量与红椎种植数量呈显著正相关线性关系（R²=0.98）。这表明，杉木与红椎混交能有效提升林分凋落物储量，从而提升林分地力潜力。

3.3 土壤养分含量比较

由表1可知，不同混交模式间全氮含量差异显著，而全磷、全钾含量差异不显著。其中，不同混交模式林地土壤中全氮含量以5杉+5椎最大，杉木纯林最小。从土壤中有效氮、磷、钾含量的变化看，不同混交模式间林地土壤中有效氮、磷、钾含量均达差异显著水平。其中，有效氮含量排序为：5杉+5椎>6杉+4椎>7杉+3椎>8杉+2椎>9杉+1椎>杉木纯林，而有效磷、有效钾含量，在整体上以5杉+5椎混交模式下最高。从上述分析可以看出，杉木与红椎混交，随着红椎种植比例增加至50%，可以显著增加全氮、有效氮、有效磷和有效钾的含量。全磷、全钾含量无显著差异，但有效磷和有效钾含量差异显著，这说明杉木与红椎混交，能促进磷和钾的降解与释放，从而提升杉木生长量。

4 结论与讨论

混交林中红椎种植数量与杉木高径生长量呈二项式关系，而与红椎自身胸径/树高生长呈负/正相关线性关系。这可能与树种自身特性有关，相较杉木，红椎冠幅大，个体之间对营养空间争夺较为激烈，因此种植数量越多，树高生长优势越明显，但相对的胸径生长量就会降低。而杉木属中性树种，特别是本试验中供试杉木林仍处于幼龄林阶段，因此适当荫蔽的环境更有利于杉木的生长。红锥是阔叶树种，其树冠宽大，能有效地提升林分中的空气湿度，从而促进了杉木的生长。杉木、红椎生活特性及对生境的要求具有一定的互补性，通过营建杉木、红椎混交林更有利于杉木生长。但在本试验中，红椎种植比例为40%～50%时，由于红椎对生存环境资源的竞争优势，杉木胸径、树高生长量反而降低，说明种植较多的红椎将导致杉木的生长受到抑制。因此，在生产中进行杉木与红椎混交时，红椎混交比例须控制在一定范围内（7杉3椎，30%）。

不同混交模式下随着红椎种植比例加大，林分枯落物量显著增加，这揭示了相较杉木，红椎枯枝落叶的凋落量较大。通过提升林分枯落物凋落量，在一定程度上可实现对土壤养分的补充，从而提高林地土壤养分含量。如上所述，过高混交比例的红椎种植模式由于红椎的竞争优势不利于杉木生长，然而红椎混交比例在10%～30%（9杉1椎、8杉2椎、7杉3椎）范围内，随着红椎混交比例加大杉木胸径、树高生长量显著提升，这充分验证了“利用树种间的互补性促进林分生长”这一试验结论。

土壤中养分含量在不同混交模式下的差异反映了混交模式对林地土壤肥力的影响。从林地土壤中氮、磷、钾三大主要元素在全量和有效水平的变化看，混交模式对氮素的影响最大。氮作为林木生长中最重要的营养元素，其含量对混交模式的灵敏响应说明在杉木施肥管理中，通过对氮素施用水平的增加能有效改善杉木林的生长质量。土壤中全磷、全钾含量在不同混交模式下含量变化不大，但有效磷、有效钾含量差异显著，并在最高红椎混交比例（5杉5椎，50%）下达最大值，分别为杉木纯林土壤中有效磷、有效钾含量的1.5和1.3倍。另外值得一提的是，在5杉5椎混交模式下，林地土壤中氮、磷、钾含量均达最佳水平，但该模式下杉木生长量接近甚至低于杉木纯林的生长量。本研究中试验地立地质量中等偏上，土层较厚，而红椎冠幅大，对光照、温度、水分等环境因子竞争优势明显，因此该模式下受红椎影响杉木长势较差，这反映了科学的森林经营需要综合考虑光、温、水、肥等多个环境因子的共同作用。相较红椎，研究证实杉木相对较为耐阴，对环境适应性强，在立地指数较低的环境仍能良好生长。南方土壤一般多缺磷少钾，尤其有效磷的补充极为困难，因此在环境阴湿、立地条件较差的林地进行杉木经营时，在增施氮肥的前提下，可通过营造较大红椎混交比例的杉木+红椎混交林来改善土壤中磷和钾的不足，从而促进杉木生长。

参考文献：

[1] 孙国平. 杉木与火力楠不同混交比例造林的效果分析[J]. 林业科技情报，2019，51（2）： 23-25

[2] 赵总，贾宏炎，蔡道雄，等. 红椎天然更新及其影响因子研究[J]. 北京林业大学学报，2018，40（11）： 76-83

[3] 欧萍萍，黄川腾，刘春燕，等. 肇庆北岭山乡土树种生长及其生态效益[J]. 林业与环境科学，2018，34（1）： 87-93

[4] 中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M]. 上海： 上海科学技术出版社，1978

[5] 张鹏，王新杰，衣晓丹，等. 杉木不同生长阶段凋落物持水性与养分储量[J]. 东北林业大学学报，2015，43（10）： 58-62E19B0AF6-8299-42FC-A669-1A3563D4FA1A