姜麗芳

（阜南縣自然資源和規(guī)劃局/林業(yè)局，安徽 阜陽 236300）

楊樹（Populus spp.）屬楊柳科楊屬植物，是一種適生在北半球溫帶和寒溫帶的樹種[1]，在我國，主要分布于華中、華北、西北、東北等地區(qū)。楊樹具有迅速成林、高大雄偉、林相整齊等特點，被廣泛用于農(nóng)林防護(hù)林、三北防護(hù)林、生態(tài)防護(hù)林和工業(yè)用材林等，具有較高的生態(tài)價值和工業(yè)價值[2]。

林分密度是影響人工林生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的主要因素，有研究認(rèn)為林分的平均生長量與林分結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[3]，合理的密度是保證人工林的群體結(jié)構(gòu)和資源分配的重要因素。林分密度過低會導(dǎo)致空間資源的浪費(fèi)；反之，林分密度過大，加上經(jīng)營技術(shù)的不足，常導(dǎo)致林分長勢弱、林況差[4]。土壤理化性質(zhì)和植物多樣性以及植物群落的組成結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系[5]，制約著土壤的肥力水平，影響植物的生長狀況。適宜的林分密度能夠增加林地生物多樣性，提高林地養(yǎng)分水平和生產(chǎn)力，改善林分養(yǎng)分狀況，從而能有效改良土壤，提高林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從根本上改善林分的生態(tài)環(huán)境[6]。因此，筆者嘗試探究在不同林分密度下楊樹的生長狀況及土壤理化性質(zhì)的變化特征，為楊樹人工林的栽培提供理論參考。

1 試驗地概況

試驗在安徽省阜陽市阜南縣進(jìn)行，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。主要特點是四季分明，季風(fēng)明顯，雨量適中，光照充足。年平均降水量為932.3 mm，年平均氣溫15 ℃。土質(zhì)為沙姜黑土。

2 材料和方法

2.1 材料

試驗材料為南林895 楊無性系，林分為2010 年人工營造的楊樹林。2020 年，選擇立地條件相對一致的楊樹人工林進(jìn)行研究。試驗設(shè)4 個密度，分別為 3 m×8 m（T1）、4.5 m×8 m（T2）、5 m×5 m（T3）、6 m×6 m（T4）。

2.2 生長指標(biāo)測定

2020 年7 月，測定試驗區(qū)內(nèi)楊樹胸徑、樹高，用對角線樣線法測林分郁閉度，即郁閉度=樹冠冠幅總長度/樣線長度。

2.3 土壤樣品的采集與測定

2020 年7 月，采集土壤樣品，采用5 點取樣法，在各個樣地采集0～20 cm 土層土壤，土壤采集使用環(huán)刀，將原狀土帶回實驗室，測定土壤含水量、容重、孔隙度等物理指標(biāo)，測定完成后自然風(fēng)干過篩，采用pH 計法測定土壤pH 值，采用外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用凱式定氮法測定土壤全氮，采用擴(kuò)散法測定土壤有效氮，采用鉬銻抗比色法測定土壤有效磷，采用火焰光度計法測定土壤速效鉀。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，多重比較釆用Tukey 法。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分密度對楊樹生長的影響

由表1 可知，不同林分密度楊樹林分平均樹高存在顯著差異，由高到低依次依次為 T4、T1、T3、T2，T1處理和T2、T3處理沒有顯著差異，T4處理最高，顯著高于其他處理；平均胸徑由高到低依次為T4、T2、T1、T3，處理間差異均顯著，T4處理最大，顯著高于其他處理；郁閉度由高到低表現(xiàn)為 T4、T1、T2、T3，T1和 T2出來間差異不顯著，其他處理間差異均顯著，T4處理最高，T3處理最小。

表1 不同林分密度下楊樹生長量和郁閉度

3.2 不同林分密度對楊樹林分土壤物理性質(zhì)的影響

由表2 可知，不同密度楊樹林分土壤含水量存在顯著差異，從高到低依次為 T3、T4、T1、T2，處理間差異均顯著，T3處理最高，T2處理最低；容重從高到低依次為 T2、T1、T4、T3，T3和 T4差異不顯著，其他處理間差異均顯著，T3處理最低，T1處理最高；孔隙度從高到低依次為 T3、T4、T1、T2，處理間差異均顯著，T3處理最高，T2處理最低。

表2 不同林分密度楊樹林下土壤物理性質(zhì)

3.3 不同林分密度對楊樹林下土壤養(yǎng)分含量的影響

由表3 可知，不同林分密度楊樹林下土壤養(yǎng)分含量存在明顯差異。其中，土壤pH 值由高到低依次為 T3、T1、T4、T2，處理間差異均顯著；T3處理最高，為7.59；T2處理最低，為6.84。有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為 T4、T3、T2、T1，處理間差異均顯著，T4處理最高。全氮含量由高到低依次為 T4、T3、T1、T2，T1處理和T2、T3處理間沒有顯著差異，T4處理最高。速效氮含量由高到低依次為 T3、T4、T2、T1，處理間差異均顯著，T3處理最高。速效磷含量由高到低依次為 T4、T1、T3、T2，T4處理最高。速效鉀變化趨勢由快到慢為T3、T1、T4、T2，T3處理最高。

表3 不同林分密度楊樹林下土壤養(yǎng)分含量

4 討論

林分密度對植株生長有顯著的影響，其通過對植株的群體結(jié)構(gòu)影響，從而決定植株群體對光能利用水平、干物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)能力，最終影響到植株的正常生長[7]。本研究結(jié)果表明，T4處理的平均樹高最高、平均胸徑最大，顯著高于其他處理，主要是由于合理的林分密度，保證了植株間生長空間，提高林分冠層、群體透光能力，從而促進(jìn)植株干物質(zhì)的形成和轉(zhuǎn)運(yùn)。

土壤作為森林生態(tài)系統(tǒng)中生命活動的主要場所，為林木的生長提供養(yǎng)分，是森林生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化的重要樞紐，其生產(chǎn)力水平直接決定著森林的生物產(chǎn)量和功能的發(fā)揮[8]。研究認(rèn)為，合理的林分密度能夠提高林地養(yǎng)分水平和生產(chǎn)力，增加林地生物物種的多樣性，改善林分養(yǎng)分狀況，從而改善土壤結(jié)構(gòu)[9]。本文研究結(jié)果表明，不同密度下楊樹林下土壤含水量、容重和孔隙度存在顯著差異，T3處理含水量最高、孔隙度最高、容重最低。土壤容重與孔隙度關(guān)系密切，土壤容重小，表明土壤比較疏松，孔隙多。這可能和林地生物多樣性有關(guān)，一方面，地表凋落物的分解能夠影響土壤結(jié)構(gòu)，其次微生物的活動也能夠提高土壤的空隙結(jié)構(gòu)。森林土壤養(yǎng)分狀況反映了植被對土壤的影響結(jié)果，土壤化學(xué)性質(zhì)是表征土壤肥力狀況的重要指標(biāo)，直接影響著植物的生長發(fā)育和土壤微生物的活動[10]。土壤pH 值是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)，決定營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化方向、轉(zhuǎn)化過程、形態(tài)及其有效性。土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤最為重要的肥力指標(biāo)。本研究表明，不同林分密度處理下楊樹林土壤養(yǎng)分含量存在明顯差異，其中T3處理的pH 值、速效氮和速效鉀含量最高，T4處理的有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷含量最高，因此，林分密度對土壤養(yǎng)分具有明顯的影響。綜合比較，密度5 m×5 m、6 m×6 m 的林分楊樹長勢較好，土壤孔隙度大、容重小，養(yǎng)分含量較高，是較為合理的種植密度。