杉木是中國南方重要的經(jīng)濟(jì)樹種,具有抗病蟲害能力強(qiáng)、成活率高的特點(diǎn)。目前,混交種植被認(rèn)為是提高杉木產(chǎn)量的有效方法,但如何選擇伴生樹種成為制約混交林種植的瓶頸,也是杉木種植產(chǎn)量提高的關(guān)鍵?;诖耍疚囊陨寄净旖恍Ч^好的福建省武夷山為例,分析混交林和伴生樹種凋落的動(dòng)態(tài)變化,分析該地區(qū)混交林高產(chǎn)的本質(zhì),為中國杉木混交種植提供數(shù)據(jù)支持。
研究結(jié)果顯示,武夷山地區(qū)的毛竹、木荷等伴生樹種受海拔、氣候影響,其凋落時(shí)間、趨勢(shì)與該地區(qū)的杉木保持一致。杉木混交林種植比單一杉木種植的效果更優(yōu),不僅可以提高植株的胸徑、增長(zhǎng)速度,而且可以改善土壤肥力,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)種植。然而,不同地區(qū)的杉木伴生樹種不同,致使杉木產(chǎn)量存在顯著差異。
目前,中國在伴生樹種、凋落量方面的研究較少,無法為杉木混交樹種的選擇提供依據(jù)。為了找到杉木的最佳伴生樹種,揭示武夷山地區(qū)杉木混交林高產(chǎn)的本質(zhì),本文從凋落量、凋落時(shí)間、變化趨勢(shì)等方面分析不同伴生樹種的杉木混交林、單優(yōu)杉木混交林的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系[1]。
1調(diào)查對(duì)象的自然狀況
以武夷山自然保護(hù)區(qū)為研究區(qū)域,地理位置為北緯27°27′~27°56′,東經(jīng)117°27′~117°56′,海拔為675 m。該地區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候、平均溫度為23℃,相對(duì)濕度為79~86%。該地區(qū)主要為燕山早期粗晶花崗巖發(fā)育的山地紅壤、黃紅壤,土質(zhì)疏松,土層厚度大于1 m。該地區(qū)的山路混交林為3層喬木,1層由高25 m喬木組成,均為杉木;2層由7~25 m喬木組成,包括木荷、毛竹、羅浮栲、細(xì)柄阿丁楓;三層為高0~8 m喬木組成,包括黃瑞木、杜鵑、馬銀花。樹種主要為亞熱帶科屬,落葉喬木占4.2%、常綠喬木占40%、常綠灌木占37.4%、落葉灌木占91.2%、常綠藤木占34%、草本及蕨類占3.1%。
2研究方法
在選擇山路混交林時(shí),選擇具有代表性的6塊實(shí)驗(yàn)地,每塊試驗(yàn)地面積為400 m2。在實(shí)驗(yàn)地內(nèi)根據(jù)機(jī)械布點(diǎn)法安裝10個(gè)面積為0.25 m2的凋落收集網(wǎng)。選擇毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等伴生樹種與杉木進(jìn)行混交。于每月30號(hào)收集凋落葉,進(jìn)行烘干稱重,并記錄落葉的變化時(shí)間[2]。
3研究結(jié)果與分析
3.1凋落數(shù)量
凋落量主要受環(huán)境因素及林木因素的影響。環(huán)境因素包括緯度、海拔;林木因素包括品種、樹林、種植密度。不同地區(qū)及不同樹種的凋落量不同。
通過查閱相關(guān)資料可知,福建省武夷山地區(qū)杉木混交林年平均凋落量為3.914 t/hm2,與同一緯度、海拔的通海店中常綠闊葉林年凋落量3.21 t/hm2類似,低于七坪林場(chǎng)8.42 t/hm2、鼎湖山8.22 t/hm2和尖峰嶺熱帶林8.9 t/hm2等地區(qū)的常綠闊葉林年凋落量,顯著高于武夷山地區(qū)的2.5 t/hm2年凋落量,如表1所示。
當(dāng)杉木與毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲伴生樹種混交時(shí),毛竹凋落量最高,為0.708t/hm2,其次為苦櫧(0.707 t/hm2)、木荷(0.687 t/hm2)、甜櫧(0.672 t / hm2)、米櫧(0.621 t / hm2)、絲栗栲(0.516 t/hm2)。國內(nèi)有學(xué)者認(rèn)為,凋落是杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)中的重要指標(biāo)之一,可以直接反映該系統(tǒng)的循環(huán)速率。也有學(xué)者認(rèn)為,實(shí)際凋落總量與殘留量的比值是土壤改善情況的重要指標(biāo),不僅代表該地區(qū)的生物分解速率,也體現(xiàn)土壤中生物循環(huán)強(qiáng)度。通過對(duì)12月份的殘留量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)混交林總殘留量為2.03 t/hm2,分解率為1.93;杉木單優(yōu)的殘留量為1.92 t/hm2,分解率為0.95。依據(jù)Rodin分解等級(jí),混交林分解率為強(qiáng)烈級(jí),單優(yōu)分解率為遲緩級(jí)。
3.2凋落量變化
凋零物量的變化主要由2個(gè)因素決定,一個(gè)因素是樹種自身的生物特性,另一個(gè)因素是環(huán)境條件的變化。
3.2.1混交林凋零物量的季節(jié)變化
武夷山地區(qū)山木混交林凋零物量的高峰為每年4、11月,占全年凋零物總量的10.4%、14.6%,7月為過渡期,占全年凋零物總量的6.2%;低谷為每年1、9月,占全年凋零物總量的5.6%、5.4%;春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的29.1%、24.7%、27.9%和18.6%。
由上圖可知,不同混交林樹種及單優(yōu)杉木的凋落量無顯著差異,變化趨勢(shì)大體保持一致。
3.2.2單優(yōu)杉木凋落的季節(jié)變化
武夷山地區(qū)單優(yōu)杉木的凋零物量高峰為每年4、11月,占全年凋零物總量的4.8%、3.2%,7月為過渡期,占全年凋零物總量的2.1%;低谷為每年1、9月,占全年凋零物總量的1.1%、 1.2%;春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的31.3%、14.2%、32.1%和21.1%。武夷山地區(qū)各季節(jié)的凋落量與廣西龍勝、廣西嶺溪、廣西宜山等地的杉木凋落量保持一致,且存在顯著差異(P<0.05)。由此可知,杉木凋落規(guī)律受其生物學(xué)特性影響。
每年4、11月是木荷、苦櫧和甜櫧凋零物總量高峰時(shí)期,木荷凋落量為15.2%、16.4%,苦櫧凋落量為11.3%、16.4%,甜櫧凋落量為19.6%,17.8%,凋落總量比較相近,變化趨勢(shì)基本一致。每年5、6月是絲栗栲凋零物總量高峰時(shí)期,凋落量為40.4%。每年4、5月是米櫧凋零物總量高峰時(shí)期,凋落量為51.4%。每年11月是毛竹凋零物總量高峰時(shí)期,凋落量為21%[3]。經(jīng)過對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析可知,上述混交樹種的各季凋落總量存在顯著差異(P<0.05)。絲栗栲、米櫧主要集中于春季凋落,毛竹主要集中于秋冬季凋落,木荷、苦櫧、甜櫧主要集中于春秋季凋落?;旖粯浞N的凋落總量占杉木混交林凋零總量的65%~80%,且與杉木落葉的季節(jié)變化保持一致,揭示了福建杉木混交林高產(chǎn)的本質(zhì)。毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等混交林伴生樹種與廣西七坪場(chǎng)凋落高峰保持一致,與廣西壯族自治區(qū)龍勝、嶺溪、宜山等地的凋落高峰相反,說明常綠闊葉林樹種的凋落物規(guī)律受氣候、海拔影響。
混合不同伴生樹種的杉木混交林與單優(yōu)杉木之間在季節(jié)凋落量、凋落變化趨勢(shì)方面存在顯著差異(P<0.05),但不同季節(jié)杉木混交林之間無顯著差異(P>0.05)。不同海拔、季節(jié)的伴生樹種也存在凋落量、變化趨勢(shì)的差異。由此可知,福建省武夷山地區(qū)杉木混交林高產(chǎn)的主要原因?yàn)榘樯鷺浞N的凋落量及凋落趨勢(shì)與杉木保持一致。
參考文獻(xiàn)
[1]童建明,馬立榮.福壽林場(chǎng)杉木混交林種內(nèi)、種間競(jìng)爭(zhēng)研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2020,39(2):44-50.
[2]王曉艷.福建柏與杉木混交林林分生長(zhǎng)研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2020,20(1): 19-23.
[3]鄒楷澤.桉樹杉木混交林預(yù)防油桐尺蠖危害作用分析[J].綠色科技,2019(11): 186-187.
(廣東省郁南林場(chǎng)石鑒賢)