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        禿杉混交林與禿杉純林生長(zhǎng)及土壤肥力差異性研究

        2015-07-30 01:30:00林讓育
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2015年3期
        關(guān)鍵詞:禿杉柳杉純林

        林讓育

        摘 要:采用火力楠、柳杉分別與禿杉按1∶1混交,以禿杉純林為對(duì)照,開(kāi)展了禿杉混交林生長(zhǎng)及土壤肥力的研究,對(duì)18a生的3種人工林中禿杉生長(zhǎng)量、林分總蓄積量以及土壤理化性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明,禿杉火力楠混交林中禿杉胸徑、樹(shù)高、單株材積、林分總蓄積量比禿杉純林增加了11.35%、17.04%、42.02%和57.61%,比禿杉柳杉混交林中禿杉提高了15.73%、25.40%、62.90%和105.50%;土壤容重以禿杉火力楠混交林最小,其次是禿杉純林,禿杉柳杉混交林最大;土壤孔隙度和通氣度以禿杉火力楠混交林最大,禿杉柳杉混交林最??;土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和水解性氮也以禿杉火力楠混交林最大,禿杉柳杉混交林最小。說(shuō)明禿杉與火力楠混交可以提高禿杉生長(zhǎng)量和林分總蓄積量,而且改善了土壤肥力狀況。

        關(guān)鍵詞:禿杉;火力楠;柳杉;純林;混交林;土壤肥力

        中圖分類(lèi)號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)03-04-103-03

        禿杉(Taiwania cryptomerioides)為杉科臺(tái)灣杉屬第三紀(jì)古老樹(shù)種,屬于世界級(jí)珍稀瀕危植物。禿杉是常綠針葉大喬木,樹(shù)形高大挺拔,主干通直度高,圓滿(mǎn)度高,是理想的用材樹(shù)種;其樹(shù)形優(yōu)美,也是理想的庭園觀賞綠化樹(shù)種;適應(yīng)性廣,對(duì)土壤要求不嚴(yán),可耐-10℃的低溫,是一種很有發(fā)展前途的高海拔山區(qū)造林樹(shù)種[1-2]。生產(chǎn)上禿杉造林多采用純林,林分結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,禿杉人工林生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較弱。理論和實(shí)踐都證明,營(yíng)造混交林有利于改善人工林結(jié)構(gòu)和提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,而且對(duì)改良土壤肥力有一定的作用[3]。為此,筆者于1993年在德化洪田林場(chǎng)開(kāi)展了禿杉分別與木荷(Michelia macclurel)、柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk)混交造林試驗(yàn),旨在通過(guò)禿杉混交林與純林的生長(zhǎng)量及土壤肥力的比較分析,篩選適宜的禿杉人工林類(lèi)型,為禿杉人工林科學(xué)經(jīng)營(yíng)提供借鑒。

        1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

        試驗(yàn)點(diǎn)位于德化縣洪田林場(chǎng)(北緯25°23′~25°57′,東經(jīng)117°56′~118°33′),地處“閩中屋脊”的戴云山麓。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年均氣溫18℃,年平均降雨量1 789mm,年均無(wú)霜期270d。試驗(yàn)地設(shè)在洪田林場(chǎng)3林班2大班5小班,海拔高650~730m,土壤為黃紅壤,立地質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ級(jí),土層深達(dá)80~130cm。主要植被是狗脊、芒草、雜灌等。

        2 研究方法

        2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1993年春,在洪田林場(chǎng)3林班2大班5小班馬尾松采伐跡地上,開(kāi)展禿杉與木荷以及禿杉與柳杉混交造林試驗(yàn),禿杉純林為對(duì)照,禿杉與木荷、柳杉混交比例均為1∶1,試驗(yàn)小區(qū)沿上、中、下坡隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)坡位3塊小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積約667m2(25.82m×25.82m)。造林株行距2m×2m,造林密度2 505株/hm2。

        2.2 試驗(yàn)林管理和調(diào)查 造林后第1年全面劈草,第2年結(jié)合劈草施復(fù)混肥,第3年結(jié)合全面劈草用“白蟻誘殺包”防治蟲(chóng)害。造林后每年調(diào)查成活數(shù)量和生長(zhǎng)量。2011年年底,對(duì)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行每木檢尺,分樹(shù)種測(cè)定小區(qū)內(nèi)每株活力木的胸徑和樹(shù)高。同時(shí)進(jìn)行土壤采樣,按“S”路線(xiàn)在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置4個(gè)土壤剖面,每個(gè)剖面分0~20cm、20~40cm2個(gè)層次,每個(gè)層次環(huán)刀法取土做容重、孔隙組成等物理性質(zhì)測(cè)定,同時(shí)每個(gè)土層取0.5kg土帶回室內(nèi)混合均勻后取適量用于測(cè)定有機(jī)質(zhì)等土壤化學(xué)性質(zhì)。土壤物理性質(zhì)測(cè)定采用常規(guī)方法[4],土壤化學(xué)分析按國(guó)際分析方法測(cè)定[5]。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 禿杉混交林與禿杉純林生長(zhǎng)狀況比較分析 前人研究發(fā)現(xiàn),針葉樹(shù)采取混交特別是和闊葉樹(shù)混交,可以改善人工林的生態(tài)環(huán)境及促進(jìn)生長(zhǎng)。從禿杉柳杉混交林、禿杉火力楠混交林和禿杉純林的生長(zhǎng)狀況調(diào)查看出(表1),混交林中禿杉和禿杉純林的生長(zhǎng)量存在一定差異。禿杉柳杉混交林中禿杉的平均胸徑、樹(shù)高、單株材積和林分總蓄積量與禿杉純林相比,分別降低了3.78%、6.67%、12.81%和23.15%;禿杉火力楠混交林中禿杉的平均胸徑、樹(shù)高、單株材積和林分總蓄積量與禿杉純林相比,分別增加了11.35%、17.04%、42.02%和57.61%。方差分析表明,不同林分結(jié)構(gòu)中禿杉的平均胸徑、樹(shù)高、單株材積和林分總蓄積量的差異達(dá)到顯著水平,可見(jiàn)禿杉與火力楠混交可以提高生長(zhǎng)量,而禿杉與柳杉混交其生長(zhǎng)量下降。其原因可能是在禿杉火力楠混交林中,火力楠凋落物易分解,養(yǎng)分返還快,而且禿杉與火力楠之間種間關(guān)系較為協(xié)調(diào),所以禿杉生長(zhǎng)較快。而禿杉柳杉混交林中,柳杉對(duì)土壤肥力要求較高,禿杉與柳杉存在爭(zhēng)奪養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng),而且柳杉的枯落物含有單寧、木素等難分解的物質(zhì),枝葉中養(yǎng)分回歸土壤較慢,所以禿杉生長(zhǎng)較為緩慢。

        3.2 禿杉混交林與禿杉純林土壤肥力狀況分析

        3.2.1 禿杉混交林與禿杉純林土壤物理性質(zhì)分析 土壤肥力優(yōu)劣由土壤具體的各個(gè)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)反映出來(lái),土壤容重、毛管孔隙度及土壤通氣狀況構(gòu)成土壤物理性質(zhì)主要指標(biāo)。從禿杉2種混交林和禿杉純林土壤采樣測(cè)定結(jié)果來(lái)看(表2),禿杉火力楠混交林土壤容重最小,禿杉純林土壤容重次之,禿杉柳杉混交林土壤容重最大,容重反映土壤粘性的強(qiáng)弱,容重越大,粘性越強(qiáng),說(shuō)明禿杉柳杉混交林土壤質(zhì)地較粘,而禿杉火力楠混交林土壤較為松散。土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度大小表現(xiàn)為禿杉火力楠混交林>禿杉純林>禿杉柳杉混交林,以0~20cm土層總孔隙度測(cè)定結(jié)果為例,禿杉火力楠混交林土壤總孔隙度比禿杉純林提高了13.94%,比禿杉柳杉混交林提高了35.28%;3種不同結(jié)構(gòu)的人工林的土壤通氣度大小也表現(xiàn)為禿杉火力楠混交林>禿杉純林>禿杉柳杉混交林。土壤孔隙度和通氣度均是對(duì)土壤疏松程度的反映,孔隙度和通氣度大,說(shuō)明土壤通氣透水,有較好土壤結(jié)構(gòu)和持水性能??梢?jiàn),在3種類(lèi)型的林分中,土壤結(jié)構(gòu)最好的是禿杉火力楠混交林,其次是禿杉純林,最后才是禿杉柳杉混交林。這是因?yàn)榛鹆﹂獮殚熑~樹(shù)種,落葉量較大且易分解,養(yǎng)分歸回植物-土壤循環(huán)較快,且禿杉與火力楠根系分布在深度上有所差別,不同土層根系穿插作用有利于土壤團(tuán)粒的形成,所以該混交林土壤疏松透氣,有利于涵養(yǎng)水源。

        3.2.2 禿杉混交林與禿杉純林土壤化學(xué)性質(zhì)分析 通過(guò)對(duì)禿杉柳杉混交林、禿杉火力楠混交林及禿杉純林土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定(表3),可知土壤有機(jī)質(zhì)、水解性氮、速效鉀等直接體現(xiàn)土壤肥力的化學(xué)指標(biāo)以禿杉火力楠混交林最大,其次是禿杉純林,禿杉柳杉混交林土壤這幾個(gè)指標(biāo)較小,如在0~20cm土層中,禿杉火力楠混交林土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性氮、速效鉀與禿杉純林比較提高了29.92%、22.54%和13.04%,比禿杉柳杉混交林提高了48.28%、34.41%和30.18%??梢?jiàn),禿杉與火力楠混交能改善土壤肥力。這是因?yàn)榛鹆﹂葜β淙~分解快,樹(shù)體從土壤中吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有部分通過(guò)凋落物及時(shí)返回土壤,對(duì)土壤起到改良作用,而柳杉和禿杉由于其枝葉含有難分解的木素、單寧等物質(zhì),養(yǎng)分歸還慢,土壤肥力狀況就不如禿杉火力楠混交林的土壤。

        4 結(jié)論與討論

        通過(guò)對(duì)18a生禿杉火力楠混交林、禿杉柳杉混交林、禿杉純林3種類(lèi)型人工林的禿杉生長(zhǎng)量和林分總蓄積量對(duì)比發(fā)現(xiàn),禿杉火力楠混交林中的禿杉生長(zhǎng)最快,林分總蓄積量最大;其次是禿杉純林,禿杉生長(zhǎng)最慢的林分是禿杉柳杉混交林。3種人工林土壤中,禿杉火力楠混交林土壤結(jié)構(gòu)較好、通透性能強(qiáng)、養(yǎng)分較高,其次是禿杉純林的土壤,土壤結(jié)構(gòu)較差、粘性強(qiáng)透氣性差、肥力低的是禿杉柳杉混交林土壤。

        人工林針葉化產(chǎn)生的生產(chǎn)力下降和地力衰退等現(xiàn)象早已引起林業(yè)決策者和工作者們的關(guān)注,通過(guò)樹(shù)種結(jié)構(gòu)調(diào)整,營(yíng)造混交林尤其是針闊混交是改善人工林群落結(jié)構(gòu)、提高林分產(chǎn)量、維護(hù)地力較為有效的途徑。目前有關(guān)禿杉混交造林特別是禿杉與闊葉樹(shù)種混交的研究報(bào)道還不多,適合混交的闊葉樹(shù)還較少,隨著研究的深入開(kāi)展,需要進(jìn)一步挖掘與禿杉伴生的闊葉樹(shù)種,特別是通過(guò)試驗(yàn)篩選適合與之混交的本土珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種,以提高禿杉人工林的生產(chǎn)力和生態(tài)的穩(wěn)定性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]連勇機(jī).禿杉引種效果分析[J].福建林業(yè)科技,2013,40(3):93-96.

        [2]連勇機(jī).不同海拔高度引種禿杉試驗(yàn)初報(bào)[J].福建林業(yè)科技,2013,36(4):139-141,152.

        [3]俞新妥.混交林營(yíng)造原理與技術(shù)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1989:5-18.

        [4]中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所編.土壤理化性狀[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1987.

        [5]張萬(wàn)儒,等.森林土壤定位研究方法[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1986.

        (責(zé)編:張宏民)

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