閩南山地桉樹混交林生長量和植物多樣性初步研究

周宗哲

摘要：針對當(dāng)前林業(yè)生產(chǎn)中針葉純林造成的地力下降、病蟲害等問題，開展了福建柏與桉樹混交及杉木與桉樹混交試驗，以福建柏、杉木純林為對照，對5年生的試驗林的生長量和林內(nèi)植物進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明：混交林中的福建柏和杉木生長量與福建柏、杉木純林相比基本沒有差別，而混交林總蓄積量是純林的8～16倍，差異極顯著。混交林內(nèi)植物種類豐富，植物多樣性指數(shù)高。

關(guān)鍵詞：福建柏；杉木；桉樹；混交林；植物多樣性

中圖分類號：S718

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2016）09002302

1 引言

許多研究和實(shí)踐均表明，林業(yè)生產(chǎn)中營造單純林尤其是針葉純林容易產(chǎn)生地力下降、病蟲害和火災(zāi)等問題，通過改變?nèi)斯ち纸?jīng)營模式，調(diào)整人工林結(jié)構(gòu)，改純林為復(fù)層林或者混交林特別是針闊混交林是改善林分生態(tài)環(huán)境、提高或維持地力和林分生產(chǎn)力的較為有效的途徑[1]。桉樹是熱帶亞熱帶地區(qū)短周期工業(yè)原料林主要樹種，具有生長快、產(chǎn)量高的特點(diǎn)[2，3]，桉樹在閩南地區(qū)特別泉州、漳州山地的生長有其優(yōu)勢，近20年來發(fā)展較快。福建柏、杉木是閩南山區(qū)傳統(tǒng)的造林樹種，以往生產(chǎn)上基本是營造純林。為了改變福建柏、杉木單一純林的現(xiàn)狀，同時探索福建柏、杉木與桉樹混交的可行性，安溪白瀨國有林場在2011年在寨坂工區(qū)開展了福建柏、杉木分別與桉樹混交試驗，為福建柏、杉木與桉樹混交造林提供依據(jù)。

2 試驗地概況

試驗地設(shè)在安溪白瀨國有林場寨坂工區(qū)3大班6小班，地理坐標(biāo)東經(jīng)118°00′、北緯25°18′，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫19.5 ℃，最高溫度37 ℃，最低溫度0 ℃，年平均降水量1800 mm，無霜期330 d，海拔310 m，坡度25°，土壤為紅壤，土層較厚，立地質(zhì)量Ⅲ級，植被以雜灌、芒萁骨為主。造林前茬為杉木采伐跡地。

3 研究方法

3.1 試驗設(shè)計

2011年3月，在寨坂工區(qū)3大班6小班開展福建柏與桉樹混交造林以及杉木與桉樹混交造林試驗，采取2行福建柏1行桉樹混交，福建柏純林對照，以及2行杉木1行桉樹混交，杉木純林對照。試驗隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每個試驗小區(qū)面積20 m×20 m。造林株行距2 m×3 m，造林密度1665株/hm2。

3.2 試驗林調(diào)查

造林后每年年底進(jìn)行生長量調(diào)查。2016年1月，對試驗林進(jìn)行全面調(diào)查，量測試驗地內(nèi)每株活立木的高度、胸徑，求算平均單株材積和單位蓄積量：

V桉樹=0.00003546D1.782514957H1.25610514，

V杉木=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V福建柏=0.000058061860D1.9553351H0.89403304。

在每塊試驗地內(nèi)進(jìn)行林下植物多樣性調(diào)查：每個試驗小區(qū)內(nèi)按梅花型狀設(shè)置5個2 m×2 m的小樣方，在小樣方中調(diào)查灌木層和草本層植物的種類、數(shù)量和高度，求算植物多樣性。植物多樣性計算公式：物種豐富度S為物種總的種數(shù)；物種Simpson指數(shù)D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1）；Shannon-Wiener指數(shù)H=-∑Ni/Nlog2Ni/N；物種均勻度J=N（N/S-1）/∑Ni（Ni-1）。式中Ni表示某個種的個體數(shù)目，N表示所有種個體樹木總和。

4 結(jié)果與分析

4.1 福建柏桉樹混交林和福建柏純林生長量和植物多樣性

4.1.1 福建柏桉樹混交林與福建柏純林生長量對比

從表1看出，福建柏與桉樹混交5年時，其平均生長量與福建柏純林接近，樹高比福建柏純林多0.2%，而胸徑比福建柏純林少了0.2%，平均單株材積比福建柏純林少了3.6%。從林分總蓄積量上看，福建柏桉樹混交林總蓄積量達(dá)到134.14 m3/hm2，是福建柏純林的16.5倍，說明福建柏與桉樹混交對整個林分蓄積量而言大幅度提高，方差分析顯示福建柏桉樹混交林和福建柏純林的蓄積量差異極其顯著。

4.1.2 福建柏桉樹混交林與福建柏純林內(nèi)植物多樣性

從福建柏桉樹混交林與福建柏純林內(nèi)植物多樣性調(diào)查情況可知（表2），福建柏桉樹混交林內(nèi)植物種類較多，灌木層simpson指數(shù)與福建柏純林相比提高了7.3%，shannon-wiener指數(shù)與福建柏純林相比提高了4.2%；草本層simpson指數(shù)與福建柏純林相比提高了5.1%，shannon-wiener指數(shù)與福建柏純林相比提高了4.8%。說明福建柏與桉樹混交可以增加林內(nèi)的植物，這是因為桉樹生長快，處于林冠上層，福建柏生長慢，處于下林層，林分形成了明顯的層次結(jié)構(gòu)，而且桉樹冠幅大、枝葉稀疏，光照容易進(jìn)入林內(nèi)，對林下植物生長發(fā)育都有利。

4.2 杉木桉樹混交林和杉木純林生長量和植物多樣性

4.2.1 杉木桉樹混交林與杉木純林生長量對比

從表3看出，杉木與桉樹混交5年生時平均樹高、胸徑和單株材積生長量和杉木純林基本持平，說明杉木與桉樹混交早期對杉木生長的影響不大。但杉木桉樹混交林總蓄積量達(dá)到141.49 m3/hm2，是杉木純林的8.4倍，可見杉木與桉樹混交極大地提高了林分蓄積量，方差分析表明，杉木桉樹混交林和杉木純林的蓄積量差異達(dá)到極顯著水平。

4.2.2 杉木桉樹混交林與杉木純林內(nèi)植物多樣性

從杉木桉樹混交林與杉木純林內(nèi)植物多樣性調(diào)查情況可知（表4），杉木桉樹混交林內(nèi)植物種類較多，灌木層simpson指數(shù)與杉木純林相比提高了2.7%，shannon-wiener指數(shù)與杉木純林相比提高了4.6%；草本層simpson指數(shù)與杉木純林相比提高了1%，shannon-wiener指數(shù)與杉木純林相比提高了1.3%。可見杉木與桉樹混交豐富了林內(nèi)植物，這是因為桉樹速生，處于林冠上層，杉木生長慢，處于林冠下層，混交林形成了層次分明的結(jié)構(gòu)，而且由于桉樹枝葉稀疏，林內(nèi)光照強(qiáng)，林下植物可以獲得充足的光能，因此植物生長發(fā)育茂盛。

5 結(jié)論與討論

通過對5年生的福建柏桉樹混交林、杉木桉樹混交林的生長狀況和林內(nèi)植被調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)混交林中福建柏、杉木與福建柏、杉木純林在生長量方面基本沒有差別，但林分總蓄積量差異很大，福建柏桉樹混交林總蓄積量是福建柏純林的16.5倍，杉木桉樹混交林總蓄積量是杉木純林的8.4倍。混交林內(nèi)植物種類多，植物多樣性指數(shù)高，植物生長發(fā)育茂盛。

林業(yè)生產(chǎn)中，純林特別是針葉純林帶來的生態(tài)問題已經(jīng)引起了林學(xué)家、生態(tài)學(xué)家及林業(yè)各級部門的關(guān)注，改變造林模式，改純林為復(fù)層林或混交林是林業(yè)生態(tài)建設(shè)中一個主要的營林措施，也是現(xiàn)在乃至將來林業(yè)經(jīng)營的主要方式。

參考文獻(xiàn)：

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