劉禹廷，趙英銘，董雪，黃雅茹

(中國林業(yè)科學研究院沙漠林業(yè)實驗中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015200)

楊屬樹種與刺槐混交林造林模式設計

劉禹廷，趙英銘，董雪，黃雅茹

(中國林業(yè)科學研究院沙漠林業(yè)實驗中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015200)

混交林是指林冠由2種或多種優(yōu)勢喬木樹種組成的森林，也可由不同生活型的喬木所組成，以形成冠層多或厚的林分結構，從而提高防護林的防護效能和穩(wěn)定性。本文以楊屬樹種北抗8號與刺槐為研究對象，通過混交模式進行種植，分析并探討混交林生態(tài)、經(jīng)濟及社會效益，為今后開展防護林營造工作提供理論依據(jù)。

混交林；造林模式；效益

作為調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源，防止風沙危害的一種措施，防護林對改善綠洲生活環(huán)境、保護生產(chǎn)、防止土壤風蝕具有重要作用[1]，而在防止土壤風蝕及荒漠化危害中，林帶結構類型與配置是影響其防護效應發(fā)揮與持續(xù)的一個重要因素[2]。研究表明，人工純林生態(tài)關系較為單一，同種資源競爭激烈，多種優(yōu)勢資源不能充分利用，長期種植易引起地力衰退、低產(chǎn)、結構脆弱、引發(fā)群體病蟲害等生態(tài)問題，而種植不同優(yōu)勢種或不同生活型所組成的混交林，可形成多層次林分結構，從而提高資源利用率、改善土壤養(yǎng)分水平，提高防護效能及生產(chǎn)力。因此，選擇具有較高防護效能及穩(wěn)定性的混交林，對于生態(tài)、經(jīng)濟等多種效益的發(fā)揮具有重要作用和明顯優(yōu)勢[3]。

在烏蘭布和沙漠地區(qū)，長期以來人們一直將楊屬樹種(Populus)作為一種速生、豐產(chǎn)的用材樹種進行大面積種植，但經(jīng)過多年連續(xù)觀察，林地地力衰退明顯，土壤養(yǎng)分及水分失衡，致使樹種生長受到抑制，尤其是在干旱半干旱地區(qū)這種現(xiàn)象更為突出[4]。刺槐(Robiniapseudoacacia)是豆科刺槐屬(Robinia)樹種，具有較強的耐旱性和耐鹽堿性，生長迅速，生態(tài)適應性強，適生范圍廣，造林后 3-6 年即可郁閉[5]。刺槐枝葉可對地表形成遮陰效果，從而降低林內(nèi)溫度，減少林地土壤蒸發(fā)，同時提高林內(nèi)濕度。其根部伴生大量根瘤菌，能把空氣中的氮素轉化為土壤養(yǎng)分，對提高土壤肥力，改善生態(tài)環(huán)境，開發(fā)和利用自然資源具有重要作用。這些優(yōu)良特征，為楊屬樹種生長創(chuàng)造了有利條件。將刺槐與楊屬樹種進行混交，可解決生態(tài)關系單一、優(yōu)勢資源利用率不足的問題，并且，在干旱貧瘠沙地營造楊屬樹種、刺槐混交林，加大刺槐密度是促進郁閉的一項有效的技術措施，二者形成相互適應的生態(tài)環(huán)境，可促進林木生長，提升防護效能，提高林分生產(chǎn)力[6]。

研究表明，楊屬樹種純林25年僅相當于6年生的混交林中楊屬樹種的生長量[7]。這是因為干旱貧瘠沙地滿足不了楊屬樹種對水肥的需求，不能正常生長，即使加大楊屬樹種密度也達不到提前郁閉的效果，而刺槐比楊屬樹種耐干旱貧瘠、生長快，尤其刺槐擴展度大，因而郁閉就快。

作為速生樹種，楊屬樹種和刺槐混交有利于提高單位面積生產(chǎn)力。以楊屬樹種為目的樹種，刺槐為伴生樹種，通過合理配置，采用控制苗木規(guī)格和苗齡、造林時間、合理平茬等手段，使林相形成明顯的復層林冠，楊屬樹種高大，株數(shù)較少，占據(jù)上層；刺槐較小，株數(shù)較多，占據(jù)下層。這樣能充分利用空間光照，加強光合作用；楊屬樹種扎根較深，分布在地下50～60 cm深處，刺槐扎根較淺，分布在土壤表層0～20 cm；地下部分形成復層根。尤其是刺槐須根生有大量根瘤，改良土壤增加肥力，促進兩個樹種持續(xù)生長。對林分空間結構分布的研究表明，樹種之間的分布關系決定著樹種之間的競爭程度和生態(tài)位，因此，空間結構和配置的合理規(guī)劃對于森林整體生態(tài)功能起著決定作用[8]。

在沙地造林實踐中，不少林場和一些林業(yè)科學研究單位，在總結經(jīng)驗教訓的基礎上，采用楊屬樹種與刺槐混交，取得良好效果。

1 研究內(nèi)容

在此研究中，楊屬樹種選用北抗8號作為目的樹種，刺槐為伴生樹種。其優(yōu)勢是北抗8號抗天牛、樹干較通直、橢圓度小、萌芽力弱，是在該地區(qū)生長的理想樹種。

研究北抗8號、刺槐不同配置防護林帶的防風效果及其結構，并通過生物交互作用，促進北抗8號生長，建立沙林中心混交林營造技術。

2 研究方法

2.1 混交方式

試驗選取當?shù)胤庇细竦脑炝钟妹?，林相結構應使北抗8號處于上層，否則北抗8號生長不良，因此，北抗8號采用2～3年生的大苗，刺槐采用當年生苗木，在試驗區(qū)相對平坦的沙地上人工布設林帶。布設方式為帶狀且林帶走向與主風向垂直，安排不同混交比例的造林技術。以北抗8號為主要樹種，其株距分別為1 m和2 m，刺槐株行距分別為1 m×2 m、2 m×2 m、2 m×3 m。帶狀混交，即2～4行刺槐為一帶，1 行北抗8號，每667 m2栽北抗8號25～45株，刺槐100～180株，共三種林帶組合方式?；旖荒Ｊ?如圖1所示，北抗8號株距1 m，刺槐1 m×2 m；混交模式2如圖2所示，北抗8號株距1 m，刺槐2 m×2 m；混交模式3如圖3所示，北抗8號株距2 m，刺槐2 m×3 m；其中，圖示中“○”代表北抗8號，“△”代表刺槐。再選擇北抗8號純林作為對照，規(guī)格為1 m×1 m。

2.2 造林模式圖

圖1 造林模式圖示1 圖2 造林模式圖示2 圖3 造林模式圖示3

3 成林后各指標調(diào)查

3.1 林木生長指標

對三種組合混交林中的北抗8號和刺槐的樹高、胸徑、單株材積以及各混交林的單位面積蓄積量進行顯著性檢驗。判斷各混交林在該立地條件下是否表現(xiàn)出明顯的個體及群體生長優(yōu)勢。

3.2 生理生態(tài)特性

自然因素是影響植物生長和分布的關鍵因素，其中氣候因素中的水分、溫度和光照在樹木的生長和發(fā)育過程起著重要作用，由于刺槐的引入，北抗8號生長微環(huán)境發(fā)生改變，林木為了適應環(huán)境和調(diào)整生態(tài)關系，從而改變其生理狀態(tài)，因此從水分生理生態(tài)特性入手，對混交林樹種的相對含水量、蒸騰速率、氣孔擴散阻力等生理指標進行研究，判斷這種混交模式及配置的可行性。

3.3 林地土壤養(yǎng)分指標

由于半干旱地區(qū)土壤鹽漬化程度高，嚴重影響當?shù)剞r(nóng)、林業(yè)發(fā)展，抑制林木生長。因此，將混交林與北抗8號純林土壤養(yǎng)分含量及pH值進行對比，同時也對土壤有機質(zhì)、全氮、水解氮和速效磷含量這些指標與純林進行比較，從而對混交林改良土壤進行效益分析與評價。

3.4 生物量測定

林分生物量高低，在一定程度上體現(xiàn)該樹種的生產(chǎn)力大小，因此要對北抗8號、刺槐混交林和北抗8號純林進行生物量測定和比較，進一步分析判斷其生態(tài)效益和營林模式的可行性。

3.5 混交林群落結構

對混交林群落結構進行調(diào)查與分析，計算其Simpson指數(shù)和Shannon-Weiner指數(shù)，比較其種內(nèi)及種間競爭壓力，從而判斷混交比例。

3.6 防風效益

林帶結構一般分為緊密型、疏透型和通風型三種，其營林配置模式是決定林帶防風效果的關鍵因素，因此，對三種造林模式的混交林分別進行風速測定，比較其背風面不同株行距相對風速大小，從而判斷出最優(yōu)配置模式。

4 討論

選擇北抗8號與刺槐混交造林，雖然理論上可以給我們帶來很多生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益，但是這兩種喬木也有各自的缺點，其中北抗8號造林前需要浸泡苗木，這對于種植來說過多的使用了人力資源和時間，并且其耐鹽堿能力不及新疆楊，而刺槐萌蘗能力過強，在撫育管理上比較困難。因此，我們還應該針對這些問題提出針對性的解決方案，從而使防護林建設更加完善，使其防護效能得到最大化的實現(xiàn)。

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1005-5215(2017)08-0080-02

2017-06-15

劉禹廷(1990-)，女，內(nèi)蒙古人，碩士，主要從事植物多樣性保護與利用研究.

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.026