地膜覆蓋對雜種落葉松二代林造林微環(huán)境和生長的效應(yīng)1)

梁曉東 胡振宇 孫志虎 畢永娟 張彥東

(佳木斯市孟家崗林場，樺南，154411)(東北林業(yè)大學(xué))

落葉松(Larix spp.)為松科落葉松屬的落葉喬木樹種，是東北、內(nèi)蒙古林區(qū)以及華北、西南高山針葉林的主要組成樹種，也是東北地區(qū)四大針葉用材林樹種之一。由于生長迅速、輪伐期短，許多地區(qū)已經(jīng)營造出第二代落葉松人工林。但是，隨著林齡的增長，落葉松人工林地力衰退問題不斷顯現(xiàn)［1－3］，防止或減緩二代林地力下降已成為落葉松人工林經(jīng)營的目標(biāo)之一。從改變傳統(tǒng)造林方式的角度考慮，筆者于2007年，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的地膜技術(shù)引入落葉松造林試驗(yàn)中，以便為落葉松人工林的多代經(jīng)營提供參考。

1 樣地概況

鋪設(shè)地膜造林試驗(yàn)位于完達(dá)山脈西麓的佳木斯市孟家崗林場(東經(jīng)130°32'42″～130°52'36″，北緯46°20'16″～46°30'50″)。造林地位于53林班5小班，海拔240～260 m。大陸性季風(fēng)氣候，早霜現(xiàn)于9月上中旬，晚霜終于5月中下旬，生長期110～120 d。年平均氣溫2.7℃，極端最高氣溫35.6℃，最低氣溫－34.7℃，≥10℃積溫2500℃，多年平均降水量為535 mm，降水集中在6～9月份，占全年降水量的72.6%。土壤為暗棕壤。

2006 年秋，在42年生落葉松(Larix olgensis Henry)林下穴狀整地，整地規(guī)格為(50～70)cm×(50～70)cm×(30～35)cm，株行距為(1.5～2.0)m×(1.5～2.5)m。2006年冬，皆伐上層落葉松。2007年5月1日造林，苗木為黑龍江省林口縣青山林場的2年生雜種落葉松(L.olgansis×L.leptolepis)苗木。

2 研究方法

2.1 地膜鋪設(shè)

落葉松造林地分為0.643 hm2和0.465 hm2兩部分，前者鋪設(shè)地膜，后者不鋪設(shè)地膜(對照)。于2007年6月上旬，圍繞植苗點(diǎn)鋪設(shè)地膜:將80 cm×80 cm黑色農(nóng)用薄膜(厚度0.008 mm)的中央剪出直徑為5～10 cm的孔，將落葉松幼苗從中穿過后，用土將薄膜四周和中央位置壓實(shí)，以防漏氣。

2.2 苗木撫育和補(bǔ)植

造林當(dāng)年，采用鎬撫和刀撫對不鋪設(shè)地膜的落葉松各撫育1次。對于鋪設(shè)地膜的落葉松，由于鋪設(shè)地膜當(dāng)年，苗木周圍的灌木和草本植物少，因此僅在鋪設(shè)地膜時鎬撫1次。造林第2～3年按照常規(guī)方式進(jìn)行補(bǔ)植和撫育。第3年，對落葉松撫育的同時，撤除其根區(qū)周圍殘余的地膜。

2.3 土壤表層溫度和含水量測定

于生長季初期(2008年5月上旬)、中期(2008年6月中旬)和末期(2007年10月上旬)的晴朗天氣里，利用JM624數(shù)字溫度計(jì)測量根莖周圍10 cm范圍的表層(0～10 cm)土壤溫度，TDR水分速測儀(Trase)測量根莖周圍10 cm范圍的上層土壤體積含水量(0～30 cm)。土溫和土壤體積含水量的調(diào)查點(diǎn)數(shù)，兩種處理均為50～150個。

2.4 苗木調(diào)查

于造林初期的5月、造林當(dāng)年和第二年的10月分別調(diào)查兩種處理下落葉松的苗高、地徑和高生長。

3 結(jié)果與分析

3.1 地膜對土壤表層溫度的影響

生長季的不同時期，有地膜覆蓋的落葉松與無地膜覆蓋的落葉松之間，在土壤表層(0～10 cm)溫度方面存在顯著差異(P＜0.05，表1)。生長季的初期(5月)、中期(6月)和末期(10月)，有地膜覆蓋的落葉松，其土溫分別為(9.0±1.1)℃(n=125)、(11.1±2.0)℃(n=150)、(9.6±0.5)℃(n=65);無地膜覆蓋的落葉松，土溫分別為(8.1±0.8)℃(n=56)、(9.5±0.6)℃(n=67)、(8.9±0.5)℃(n=91)，前者土溫均顯著高于后者(P＜0.01)，并且生長季中期的土溫提高幅度最大(表1，增溫16.43%，為1.6℃)，初期次之(表1，增溫10.15%，為0.9℃)，末期最小(表1，增溫7.96%，為0.7℃)。

表1 不同時期落葉松土壤表層(0～10 cm)溫度

3.2 地膜對土壤含水量的影響

生長季的不同時期，有地膜覆蓋的落葉松與無地膜覆蓋的落葉松之間，在土壤上層(0～30 cm)的含水量亦存在顯著差異(P＜0.05，表2)。生長季的初期、中期和末期，有地膜覆蓋的落葉松，土壤體積含水量分別為30.6%±7.4%(n=84)、24.0%±5.3%(n=151)、9.5%±4.4%(n=66);無地膜覆蓋的落葉松，土壤體積含水量分別為25.4%±4.8%(n=56)、22.2%±4.1%(n=67)、7.6%±4.4%(n=95)。前者土壤含水量均顯著高于后者(P＜0.01，表2)，并且生長季末期的土壤含水量提高幅度最大(表2，增幅25.18%，為1.9%)，初期次之(表2，20.52%，為5.2%)，中期最小(表2，增幅8.31%，為1.8%)。

表2 不同時期落葉松土壤上層(0～30 cm)含水量

3.3 地膜對落葉松高生長的影響

造林初期(5月)，地膜覆蓋落葉松與無地膜覆蓋落葉松之間在苗高方面無顯著差異(表3，P＞0.05)，苗高分別為(46.2±13.1)cm(n=696)和(46.5±13.5)cm(n=632)。經(jīng)過近5個月的生長(造林當(dāng)年的10月)，覆有地膜的落葉松和無地膜覆蓋的落葉松之間在高生長方面存有顯著差異(表3，P＜0.05)，高生長分別為(6.9±8.4)cm(n=410)和(5.9±7.1)cm(n=618)，前者高出后者1 cm，增幅16.78%。造林后第2年，覆有地膜的落葉松和無地膜覆蓋的落葉松之間在高生長方面亦存有顯著差異(表3，P＜0.01)，高生長分別為(38.6±31.8)cm(n=605)和(29.1±27.4)cm(n=1158)，前者高出后者9.5 cm，增幅32.70%。

表3 不同時期落葉松苗高生長量

3.4 地膜對落葉松地徑生長的影響

造林初期，地膜覆蓋落葉松與無地膜覆蓋落葉松之間在地徑方面無顯著差異(表4，P＞0.05)，地徑分別為(0.39±0.16)cm(n=738)和(0.29±0.09)cm(n=632)。經(jīng)過近5個月的生長，覆有地膜的落葉松和無地膜覆蓋的落葉松之間在地徑方面存有顯著差異(表4，P＜0.01)，地徑分別為(0.73±0.22)cm(n=410)和(0.60±0.21)cm(n=617)，地徑生長量分別為0.34 cm和0.31 cm，前者高出后者0.03 cm，增幅9.68%。造林后第2年，覆有地膜的落葉松和無地膜覆蓋的落葉松之間在地徑方面存有顯著差異(表4，P＜0.01)，地徑分別為(1.13±0.59)cm(n=606)和(0.93±0.45)cm(n=1159)，地徑生長量分別為0.40 cm和0.33 cm，前者高出后者0.07 cm，增幅21.21%。

表4 不同時期落葉松地徑生長量

4 結(jié)論與討論

水是影響植物生長的主要環(huán)境因子之一［4］。大量研究表明，全球氣候變化導(dǎo)致的區(qū)域性降水格局變化正在繼續(xù)和擴(kuò)大，過去10 a間，中國東北地區(qū)的年降水量已有下降［5］，尤其是在植物生長季，干旱缺水能夠?qū)χ参锏纳L量產(chǎn)生深刻影響［4，6］。東北東部連續(xù)多年的春季持續(xù)高溫干旱，已成為樟子松、落葉松、楊樹等成齡個體死亡的重要誘因之一。落葉松春季造林的同時鋪設(shè)地膜，能夠有效減少土壤水分蒸發(fā)，顯著提高土壤表層含水量(表2)，一定程度上滿足了植物地上部分蒸騰耗水的需要，使得有地膜覆蓋的落葉松在生長量方面顯著高于無地膜處理(表3～表4)。另外，地膜也能顯著提高土壤表層溫度(表1)。土壤溫度的升高，對植物的根系生長具有明顯的促進(jìn)效應(yīng)，有益于植物根系吸收水分能力的提高，滿足植物生長對水分的需求，從而減少生理干旱現(xiàn)象的發(fā)生。試驗(yàn)證明，落葉松造林過程中鋪設(shè)地膜，能夠有效促進(jìn)落葉松二代林成林階段苗木的生長，這一技術(shù)措施值得在東北林區(qū)有條件的地區(qū)進(jìn)行推廣。

［1］閆德仁，劉永軍，王晶瑩，等.落葉松人工林土壤肥力與微生物含量的研究［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，24(3):46－50.

［2］陳乃全，尹建道，王義廷，等.落葉松人工林重茬更新效果的研究//［C］.中國林學(xué)會造林學(xué)會第二屆學(xué)術(shù)討論會.造林論文集.北京:中國林業(yè)出版社，1990:105－113.

［3］王秀石.落葉松人工林土壤因子變化規(guī)律的研究［J］.吉林林業(yè)科技，1982(4):1－11.

［4］武靜蓮，王淼，藺菲，等.降水變化和種間競爭對紅松和蒙古櫟幼苗生長的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20(2):235－240.

［5］Cruz R V，Harasawa H，Lal M，et al.Asia［G］//Parry M L，Canziani O F，Palutikof J P，et al.Climate Change 2007:Impacts，adaptation and vulnerability.Contribution of working group II to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change.Cambridge:Cambridge University Press，2007:469－506.

［6］Dunne J A，Saleska S R，F(xiàn)ischer M L，et al.Integrating experimental and gradient methods in ecological climate change research［J］.Ecology，2004，85(4):904－916.