盛玉珍，周 慶，李詩娟，安勇明，王 麗*

（1.四川省林業(yè)科學研究院，四川　　成都 610081；2.阿壩州旅游經濟研究所，四川　　阿壩州 623000；3.梓潼縣大新鄉(xiāng)林業(yè)站，四川梓潼 622100）

不同營林措施對杉木人工林地力維持的影響

盛玉珍1，周 慶2，李詩娟1，安勇明3，王 麗1*

（1.四川省林業(yè)科學研究院，四川成都 610081；2.阿壩州旅游經濟研究所，四川阿壩州 623000；3.梓潼縣大新鄉(xiāng)林業(yè)站，四川梓潼 622100）

本實驗從不同的采伐及撫育活動、不同的施肥處理等幾方面來展開，對造成杉木人工林地力衰退的原因進行全面分析。結果表明：（1）3種不同的整地方式下，杉木生長量呈現(xiàn)全墾＞帶墾＞穴墾的趨勢，林地化學、物理各成分指標呈現(xiàn)出穴墾＞帶墾＞全墾的趨勢；（2）3種不同的施肥處理后，對杉木的生長有著極大的影響，不同肥料作用下杉木生長量大小順序為配方肥＞普通復合肥＞對照處理；（3）不同輪伐期對杉木林分生物量影響顯著，隨輪伐期延長，林分各器官生物量呈不斷積累趨勢，其中以干的積累量最大，枝、葉積累量較少。利用杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)中林木生長，養(yǎng)分平衡和立地維護的理論與相關技術，獲得四川省杉木林地力衰退機理，提出針對性的杉木人工林地維持技術。

人工林；地力衰退；地力維持

人工林地力衰退是在人工林營造和經營中由于樹種選擇與林分結構設計不當，整地和林分經營過程中施肥、耕作不合理等原因導致的林地土壤生態(tài)環(huán)境退化、林地生產力下降的現(xiàn)象［1］。人工林地力衰退最早發(fā)現(xiàn)于19世紀初，有人稱其為“第二代效應”［2］。當時在歐洲，尤其在德國和瑞士，為了提高林木的單產，紛紛將天然闊葉林改變?yōu)獒樔~人工林，特別是云杉人工林。1833年和1869年德國對第二代云杉人工林進行了調查，發(fā)現(xiàn)了連栽導致了生產力下降。涉及的樹種有歐洲云杉（Picea abies）、海岸松（Pinus pinaster）、輻射松（Pinus radiatn）［3-5］。我國人工林面積達5 000多萬hm2，約占世界人工林面積的l/4，但由于多種原因，人工林質量較差，平均林木蓄積量僅為28.3 m3·hm-2，其中至少有300多萬hm2的杉木、桉樹、馬尾松、興安落葉松和楊樹等人工林已經發(fā)生嚴重的地力衰退［6～10］。本研究在調查總結了四川省杉木人工林地力衰退機理的基礎上，研究了不同營林措施，即不同整地方式、不同施肥處理及不同輪伐期對人工林木生長及林地土壤的影響，以期為人工林地力維持和速生豐產林的持續(xù)經營提供理論依據。

1　研究方法

試驗樣地選擇在杉木2代人工林林地，為2013年5月營造無性系林分。整地方式分為全墾、帶墾、穴墾。設置3個施肥處理，施普通復合肥、測土配方施肥和不施肥，每株施入養(yǎng)分總量相同。輪伐選擇不同發(fā)育階段的杉木人工林，建立20 m×30 m的標準地塊，進行每木檢尺和樹高測定。

2　調查方式

2.1林木生長量的調查

在試驗地中分別不同撫育方式和上、中、下位置設立面積為20 m×20 m標準地，四周打木樁作記，在每年林木停止生長時，調查標準地內林木胸徑、樹高、冠幅等指標。

2.2土壤成分的測定

在調查地形地貌、成土母質、土壤發(fā)育類型、土壤肥力差異變化、竹生長狀況等因素基礎上，布設土壤剖面采集點18個，每個土壤樣品采集采用隨機多點、分層混合取樣方法，即按“S”線路取5～10個分點的土壤樣品，每個分點按土壤深度0～40 cm適量樣品裝入干凈的布袋，并編號，及時送回實驗室處理進行分析測試。

3　結果分析

3.1整地方式對林木生長的影響

整地與林木生長和地力的關系密切，提高整地規(guī)格可改善林地微環(huán)境，改變林木的根系分布狀態(tài)，對林木生長有一定的作用。從不同整地方式3 a生杉木生長情況看出（表1），綜合整地方式對杉木生長的影響及營林成本角度考慮，杉木人工林造林前整地以穴墾為宜。

表1　不同整地方式對杉木人工林木生長情況

從表2看出，不同整地方式林地物理性狀差別較大。總的來看，土壤水分狀況和孔隙狀況隨整地規(guī)格的提高而呈漸趨惡化的趨勢，全墾和帶墾的土壤容重分別比穴墾增加12.96%和6.48%，總孔隙度依此降低11.20%和5.54%，通氣度依此減少18.37%和11.69%，最大持水量分別比穴墾降低了10.69%和6.83%，毛管持水量依此降低了12.60%和6.05%，土壤物理性狀呈現(xiàn)出穴墾優(yōu)于帶墾和全墾?？梢姡睾蠼浻晁疀_刷和淋溶作用，全墾和帶墾的土壤物理性狀變差，林地土壤的可蝕性增加，這對地力的維持相當不利。

表2　不同整地措施土壤物理性質

不同整地3 a生杉木林地化學性狀的變化與物理性狀相似（表3）。土壤化學性狀各指標呈現(xiàn)出穴墾＞帶墾＞全墾的趨勢，杉木的全墾和帶墾林地有機質含量比穴墾減少了19%和10%，全氮、全磷比穴墾減少了6%、1%和6%、5%，水解氮減少了32%和2%，速效磷和速效鉀依此減少了47%、25%和46%、8%；雖然杉木林全磷、水解氮和速效磷帶狀比穴狀高些，但從總體看來全墾和帶墾引起林地肥力下降。

表3　不同整地措施土壤化學性質

3.2施肥對人工林生產力的影響

從表4看出，不同處理間的杉木各生長性狀相差較大。經施肥的林分保存率、平均樹高、胸徑、冠幅、單株材積、蓄積量都高于沒有施肥的林分，尤以配方肥處理為最高，不同處理間各生長性狀均存在極顯著差異，可見，施用不同肥料對杉木的生長有著極大的影響，不同肥料作用下杉木生長量大小順序為配方肥＞普通復合肥＞不施肥。

表4　不同施肥措施人工林生長情況

3.3不同輪伐期對人工林地地力維護的影響

不同輪伐期經營的杉木林分喬木層生物量及其分配規(guī)律明顯不同（表5）。隨輪伐期延長，林分各器官生物量逐年增加，呈不斷積累趨勢，其中以干的積累量最大，枝、葉積累量較少，杉木樹干屬于純積累型積累，而枝葉則屬漏斗型積累，在其生物量積累過程中，枝、葉又以凋落物形式歸還林地。但不同器官生物量占總生物量的比例隨輪伐期的不同呈現(xiàn)不同的規(guī)律，隨輪伐期延長，林分枝、葉及根占總生物量比例下降，其中分枝下降較快，隨后下降速度變緩，而干、皮生物量比例則呈上升趨勢，干、皮比例增加較快時正是枝、葉比例下降較快之時，杉木葉的生物量在前期高于枝，但隨后枝生物量開始大于葉。

表5　不同輪伐期對人工林生物量的影響

4　結論與討論

通過研究整地方式、施肥、輪伐期等營林措施對杉木人工林生產力的影響如下：

（1）整地與林木生長和地力的關系密切，杉木生長量呈現(xiàn)全墾＞帶墾＞穴墾的趨勢；不同整地方式林地物理和化學性狀差別較大，各指標呈現(xiàn)出穴墾＞帶墾＞全墾的趨勢。綜合整地方式對樹木生長的影響及營林成本角度考慮，杉木人工林造林前整地以穴墾為宜。

（2）施用不同肥料品種對杉木的生長有著極大的影響，不同肥料作用下杉木生長量大小順序為配方肥＞普通復合肥＞對照處理；由此說明，施用專用配方肥料更有利于提高林分生產力。配方肥料是根據植物生長的養(yǎng)分需求，及土壤養(yǎng)分含量狀況而制定的施肥方案，不僅增加的肥料利用率，也為樹木的生長提供充足的養(yǎng)分。

（3）不同輪伐期對人工林地上生物量及其分配規(guī)律的影響顯著。隨輪伐期延長，林分各器官生物量逐年增加，呈不斷積累趨勢，其中以干的積累量最大，枝、葉積累量較少。隨輪伐期延長，林分枝、葉及根占總生物量比例下降，而干、皮生物量比例則呈上升趨勢。因此今后確定杉木人工林輪伐期時，除考慮數(shù)量、工藝及經濟成熟外，還應適當考慮杉木的生態(tài)成熟齡，適當延長輪伐期，給林地以一定的養(yǎng)分生態(tài)恢復周期，從而減緩人工林集約經營對林地的壓力。但這與當前林業(yè)生產中短輪伐期速生豐產林的要求相矛盾，因此如何在今后林業(yè)生產中綜合考慮這些問題，統(tǒng)籌安排，分類經營，是值得進一步研究的課題。

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Influences of Different Silvicultural M easures on Soil Productivity M aintenance of Chinese Fir Plantations

SHENG Yu-zhen1ZHOU Qing2LIShi-juan1AN Yong-ming3WANG Li1*

（1.Sichuan Academy of Forestry，Chengdu 610081，China；
2.Aba Traveling Economic Research Institute，Aba 623000，Sichuan，China；
3.Forestry Stations in Daxin Township，Zitong Country，Mianyang 622150，Sichuan，China）

In this paper，analysiswasmade of the soil degradation mechanisms reasons of the Chinese fir plantation from different factors，such as irrational cultivation system and cuttingmethod of plantation，the relase of trees allelochemicals，and so on.The results showed that（1）under three differentways of preparing soil，the fir growth increment trends wwere as follows：full reclamation＞strip preparation＞hole preparation，and physical and chemical indices in woodlands；（2）Different fertilization treatments had great efferts on the growth of stand.The order of the Chinese fir growth on use of different fertilization was as follows：formula fertilizer＞common compound fertilizer＞control treatment；（3）Biomass of organs increased in number with the prolonging of rotation，among which the accumulation in trunk was the most and fewer in branch leaves.Chinese fir plantation soil degradationmechanismswere found by utilizing the researches on the growth of Chinese fir plantation，nutrient balance and the basic theory and relative technologies of soil productivity maintenance.At the same time，the targeted soil productivity maintenance technique was also put forward.

Plantation，Soil Degradation Mechanisms，Soil Productivity Maintenance

S725

A

1003-5508（2016）03-0100-03

10.16779/j.cnki.1003-5508.2016.03.019

2016-03-11

四川省科技計劃支撐項目“破壞山體退化土壤改良技術研究”（2015JY0175）。

盛玉珍（1989-），女，碩士，研究方向是土壤微生物。

王麗（1982-），女，副研究員，主要從事森林土壤工作，E-mail：vengly@163.com。