火力楠人工林不同密度效應研究

黃其城

摘要：對造林密度分別為1892株/hm2、2505株/hm2和3462株/hm2的火力楠人工林的生長量以及土壤理化性質進行了試驗研究。結果表明：隨著造林密度的增大，火力楠純林的平均樹高、胸徑、單株材積、單位面積的蓄積量等均下降，土壤容重增大，孔隙度、通氣度減少，土壤的有機質、速效磷、速效鉀等營養物質含量降低。本試驗條件下，火力楠造林以造林密度為1892株/hm2為宜。

關鍵詞：火力楠；人工純林；密度；土壤理化性質；生長量

中圖分類號：S792文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）03012402

1引言

福建省是多山的省份，素有“八山一水一分田”之稱，山地面積占據的比例很高。以往福建省山地造林以兩棵樹占主導地位，分別是杉木（Cunninghamia lanceolata （Lamb.）Hook）和馬尾松（Pinus massoniana Lamb.），由于樹種單一和針葉化嚴重，導致了病蟲害、土壤衰退等問題的產生，因此，豐富造林樹種，特別是加大闊葉樹種植面積是改善人工林結構和生態環境的有效途徑[1]。火力楠（Michelia macclurei Dandy）是木蘭科含笑屬常綠喬木樹種，是良好的用材、庭院觀賞和生態防火的樹種，具有速生、耐干旱貧瘠等優良特性[2]，對立地適應性較廣，可在山區許多地塊種植。為探索不同密度對火力楠生長和土壤肥力的影響，筆者在閩清美菰國有林場的城門工區進行了火力楠人工林不同密度的效應研究，初步篩選出火力楠生長的合適密度，從而為火力楠人工林的經營提供依據。

2試驗地概況

試驗地位于閩清美菰國有林場的城門工區，地處戴云山脈中山地帶的西部（地理坐標東經118°05′、北緯26°27′），中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫19.7 ℃，年均降雨量1494 mm，年蒸發量1349 mm，冬、春兩季多霧，年均相對濕度81.0%，無霜期300 d左右。海拔800～1200 mm，土壤為紅壤，土壤類型為Ⅲ類地，主要植被有桃金娘、拔契、芒萁骨、五節芒等。

3試驗方法

3.1試驗設計和造林

2003年10月，在城門工區馬尾松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。2004年1月在經過煉山挖穴的馬尾松林采伐跡地安排火力楠不同密度造林試驗，造林密度分別為3462株/hm2（株行距1.7 m×1.7 m）、2505株/hm2（株行距2.0 m×2.0 m）、1892株/hm2（株行距2.3 m×2.3 m）。每一種密度設3塊試驗小區，不同密度的試驗小區沿著山坡的上、中、下坡位置隨機排列，試驗3次重復，每個試驗小區的面積為30 m×30 m。試驗林選擇在雨天采用一年生帶土的裸根火力楠苗木種植。

3.2試驗林管護和調查

造林后每年均進行試驗林調查，造林當年調查成活率和生長量，以后每年調查保存率和高徑生長情況。造林后連續撫育除草3年，每年除草2次。2014年1月，對試驗林進行全面調查，每塊試驗小區進行每木檢尺，統計樹高（H）、胸徑（D）平均值，單株材積V=0.00005276D1.882161H1.009317，單位面積蓄積量=單位面積株數×單株平均材積。

對每塊試驗小區進行土壤調查：在每個試驗小區中，沿“之”字形路線隨機布設4個土壤采樣點，每個采樣點挖土壤垂直剖面，在剖面上從上到下分0～20 cm和20～40 cm兩個土壤層次，用環刀分別采集0～20 cm和20～40 cm土層的土樣用于土壤物理性質測定，用自封袋分別采集0～20 cm和20～40 cm土層的土樣各約500 g用于土壤化學性質測定。土壤物理性質按常規方法測定，土壤化學分析按國際分析方法測定[3，4]。

4試驗結果與分析

4.1不同密度火力楠生長量比較分析

人工林郁閉后，密度是影響人工林生長的一個主要因素。從表1可知，隨著造林密度的增大，火力楠人工林的平均樹高、胸徑、單株材積和單位的蓄積量均下降，造林密度為1892株/hm2的火力楠人工林，其平均樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量與造林密度為2505株/hm2的火力楠人工林相比，分別提高了25.6%、18.4%、73.0%和27.7%；造林密度為2505株/hm2的火力楠人工林，其平均樹高、胸徑、單株材積和單位面積的蓄積量與造林密度為3462株/hm2的火力楠人工林相比，分別提高了17.1%、16.9%、57.4%和20.6%。通過方差分析，不同造林密度的火力楠林分平均樹高、胸徑、單株材積和單位面積的蓄積量的差異均達到顯著和極顯著水平。可見，密度越大的火力楠林分，其生長量越小。這是因為隨著密度的增大，林分中林木生長的空間變小，所吸收的養分也減少，因此林木生長緩慢，林分生長量小。表1不同密度火力楠生長量情況

4.2不同密度火力楠土壤理化性質對比

4.2.1密度對火力楠土壤物理性質的影響

土壤容重、孔隙度、通氣度等土壤物理性質均反映了土壤結構的優劣，表征土壤的疏松持水能力的強弱。從表2看出，隨著造林密度的增大，火力楠人工林的土壤容重增大，而孔隙度和通氣度降低。如在0～20 cm土層，造林密度為1892株/hm2的火力楠人工林，其土壤容重與造林密度分別為2505株/hm2、3462株/hm2的火力楠人工林相比降低了3.5%和13.6%。而總孔隙度、通氣度與造林密度為2505株/hm2的火力楠人工林相比分別提高了10.3%和10.7%，與造林密度為3462株/hm2的火力楠人工林相比分別提高了19.4%和22.0%。說明密度大的林分其土壤通氣透水性不如密度小的林分，密度小的林分土壤結構較好。

4.2.2密度對火力楠土壤化學性質的影響

通過對不同密度的火力楠人工林土壤的化學性質測定的結果看出，隨著造林密度的增大，土壤中有機質、水解性氮、速效磷、速效鉀以及全氮、全磷的含量均降低。如在0～20 cm土層，造林密度為1892株/

5結論與討論

本研究表明，當火力楠人工林造林密度為1892株/hm2、2505株/hm2和3462株/hm2時，隨造林密度的增大，火力楠人工林的平均樹高、胸徑、單株材積和單位面積的蓄積量均下降，造林密度為1892株/hm2的火力楠人工林生長最快，單位面積的蓄積量最大。而且，造林密度為1892株/hm2的火力楠人工林土壤疏松、通透性好，土壤中有機質、速效鉀、速效磷和水解性氮等營養物質含量高于造林密度為2505株/hm2和3462株/hm2的火力楠人工林。

火力楠是福建山區常見的闊葉樹種，由于火力楠具有較好的阻止火勢蔓延的特點，常用做防火林帶。火力楠對土壤的適應性較廣，在干旱貧瘠的地塊也可以生長，因此火力楠常作為伴生樹種跟杉木、馬尾松等針葉樹種混交以改善林分結構。火力楠樹干通直、生長迅速，是優良的用材樹種，營造火力楠純林是獲取優質木材的一個有效途徑，在火力楠純林經營中，適當降低造林密度對于促進火力楠人工林生長和保持較高的土壤肥力有利。

研究僅僅選擇了3種密度進行火力楠生長狀況和土壤肥力的比較，對于其它密度條件下火力楠生長和土壤會有怎樣的變化，還需要進一步進行試驗研究。

參考文獻：

[1]俞新妥.混交林營造原理與技術[M].北京：中國林業出版社，1989：5～18.

[2]陳德旺.杉木火力楠混交林生產力與改土效果研究[J].北華大學學報（自然科學版），2004，5（2）：151～154.

[3]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.

[4]張萬儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中國林業出版社，1984.