密度對閩楠人工林生長和土壤肥力的影響研究

羅良兒

摘要：為探索閩楠人工林合適的造林密度，開展了造林密度分別為1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的閩楠人工林試驗研究，結果表明：隨著造林密度的增大，閩楠人工林的生長量和蓄積量均下降，土壤通透性減弱、容重增大，土壤肥力降低；在此試驗條件下，造林密度為1995株/hm2的閩楠人工林其生長量和蓄積量最大，土壤肥力最好。

關鍵詞：造林密度；閩楠人工林；生長量；蓄積量；土壤理化性質

中圖分類號：S725.6

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）09004203

1 引言

閩楠（Phoebe bournei Hemsl. Yang）是樟科楠屬的常綠喬木樹種，為中國特有的國家二級珍稀漸危種，主要分布在福建、江西、浙江南部、廣東、湖南、湖北和貴州等地。閩楠樹干高大通直，木材芳香耐久，紋理結構美觀，為上等建筑、高級家具、雕刻工藝、造船等良材[1～3]。許多研究結果證實，造林密度是影響人工林生長的一個主要因素，不同密度的人工林生長差異較大[4，5]。為了探索閩楠人工林合適的造林密度，筆者對沙縣高砂鎮于1987年造林的不同密度閩楠人工試驗林進行調查研究，通過不同密度下閩楠人工林生長狀況和土壤理化性質的對比分析，篩選較為理想的造林密度，為閩楠人工林的合理經營提供依據。

2 試驗地概況

試驗點位于沙縣高砂鎮高砂村，中心地理坐標為東經117°53′55.11″、北緯26°24′48.33″，屬中亞熱帶季風氣候全年無霜期255～297 d，初霜期出現于11月下旬晚霜多終止于2月下旬，年平均降雨量1510～1840 mm，以5～6月雨量最多。境內氣候溫緩年，平均氣溫19.3 ℃，7月份最熱一年四季明顯夏有炎暑、冬有霜雪，雨水充沛、雨量集中、干濕明顯。試驗地設在高砂村24林班9大班15小班，低山丘陵，紅壤，Ⅱ類地，腐殖質層較厚，海拔高150～225 m，坡向東北，平均坡度26°。

3 研究方法

3.1 試驗設計和造林

1986年冬，對高砂村24林班9大班15小班的杉木林采伐跡地進行煉山燒雜，挖穴整地，挖穴規格60 cm×40 cm×40 cm。1987年春開展不同密度的閩楠造林試驗，造林密度分別為3900株/hm2（株行距1.6 m×1.6 m）、2505株/hm2（株行距2.0 m×2.0 m）、1995株/hm2（株行距2.0 m×2.5 m），不同密度的試驗林沿山坡的上、中、下坡隨機排列，3次重復，每個坡位3塊試驗小區，共9塊試驗小區，每個小區面積20 m×20 m。采用1年生的帶土裸根苗造林，苗木來源于大田，造林苗木規格為苗高50 cm，苗徑0.8 cm。

3.2 試驗林管理和調查

造林后連續撫育4年，前3年全面出鋤草，第4年劈草，未進行間伐。造林后每年進行生長情況調查，統計成活率和高徑生長量。2015年11月份，對試驗林進行全面調查，調查內容包括生長量和土壤肥力。生長量調查：每個小區內進行每木調查胸徑、樹高，統計保存率，計算單株材積和蓄積量。土壤肥力調查是在每個試驗小區內沿“之”形隨機布設4個土壤刨面點，垂直挖土壤刨面，分0～20 cm和20～40 cm土壤層取環刀，并于這兩個土層分別用自封袋取500 g左右土樣，將環刀和土樣帶回實驗室進行土壤物理和化學性質測定[6，7]。

4 結果與分析

4.1 造林密度對閩楠人工林生長的影響

在人工林生長過程中，林密度往往影響其高徑生長和產量。從對不同造林密度的29年生閩楠人工林生長量進行調查結果看出（表1），造林密度為1995株/hm2的林分，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與造林密度為2505株/hm2的林分相比，分別提高了15.9%、28.3%、85.5%和38.2%；造林密度為2505株/hm2的林分，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與造林密度為3900株/hm2的林分相比，分別提高了25.7%、31.8%、111.6%和42.3%。經過方差分析，不同密度的閩楠人工林的樹高存在顯著差異，胸徑、單株材積和蓄積量存在極顯著差異。可見，閩楠人工林隨著造林密度的增加，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量下降。這是因為隨著林密度的增加，林分內林木個體生長的空間包括地上和地下的空間減少，林木生長中所獲得陽光和從土壤中吸收的各種養分降低，因此林木個體生長量下降，而且高密度的林分由于林木間的競爭較為激烈導致保存率不高，蓄積量也降低。該試驗中，不同密度閩楠人工林生長量大小順序為1995株/hm2>2505株/hm2>3900株/hm2。

4.2 造林密度對閩楠人工林土壤肥力的影響

4.2.1 不同密度閩楠人工林土壤物理性質比較

不同密度的人工林在生長過程中，土壤結構往往會發生一定的變化。從不同密度閩楠人工林土壤的物理性質指標測定結果來看（表2），不同層次土壤的容重表現為隨閩楠人工林造林密度的增大而增大，而土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度則表現為隨閩楠人工林造林密度的增大而下降。以0～20 cm土層為例，造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤容重與2505株/hm2的林分相比降低了2.6%，與3900株/hm2的林分相比降低了6.7%。而造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度與2505株/hm2的林分相比分別提高了5.0%、27.1%、8.2%和7.3%，與3900株/hm2的林分相比分別提高了11.0%、72.3%、17.9%和19.6%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度均是用于表征土壤疏松程度的指標，山地土壤容重小，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度大說明土壤疏松透氣，有利于涵養水源、保持水土。可見，低密度的閩楠人工林土壤結構好，涵養水源能力強。這可能是因為低密度的林分林下植被豐富，不同植物的根系在土壤中分布于不同層次進行穿插伸展，有利于土壤良好結構的形成。

4.2.2 不同密度閩楠人工林土壤化學性質比較

土壤化學性質各項指標直接反映了土壤肥力的高低。從不同密度閩楠人工林土壤化學性質測定結果看出（表3），不同密度閩楠人工林土壤化學性質指標表現出隨密度的增大而下降的規律。如在0～20cm土壤層中，造林密度為1995株/hm2的林分，土壤中的速效鉀、水解性氮、全氮、有機質、全磷和速效磷與造林密度為2505株/hm2的林分相比分別提高了29.0%、12.3%、8.8%、17.6%、12.3%和15.1%，而造林密度為2505株/hm2的林分，其土壤中的速效鉀、水解性氮、全氮、有機質、全磷和速效磷與造林密度為3900株/hm2的林分相比分別提高了6.8%、4.8%、13.0%、13.3%、9.6%和21.7%。說明閩楠人工林經營過程中，林密度影響林分的土壤肥力，該試驗條件下，造林密度越大，閩楠人工林土壤肥力越低，造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤肥力最高。這可能是因為低密度林分中植被茂盛，林下植被凋落物多，而且低密度林分土壤疏松，有利于土壤微生物活動及對林下枯枝落葉的分解，使分解物中的營養物質及時回歸土壤，改善了土壤肥力狀況。

5 結論

從對造林密度分別為1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的29年生閩楠人工林的生長狀況調查和土壤肥力進行測定的結果發現：隨著造林密度的增大，閩楠人工林的生長量和蓄積量均下降，土壤通透性減弱、容重增大，土壤肥力降低。

造林密度是影響人工林生長的一個主要因素。人工純林郁閉后，隨著樹齡的增大，林內樹木為爭奪生長空間、光照和養分會進行激烈的競爭，因此，人工純林生長到一定的年齡需要根據林分的實際情況及時進行間伐，淘汰競爭中處于劣勢的林木，適當調整密度，保證保留木良好的生長環境，達到提高生長量和蓄積量的目的。該試驗中只設置了3種密度進行研究，其他密度情況下結果會怎樣，有待于進一步探索。

參考文獻：

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[6]中國科學院南京土壤研究所.土壤理化性狀[M].上海：上海科學技術出版社，1987.

[7]張萬儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中國林業出版社，1984.