水濕地江南榿木經(jīng)營技術(shù)研究

江祥慶

(福建省沙縣官莊國有林場 365050)

?

水濕地江南榿木經(jīng)營技術(shù)研究

江祥慶

(福建省沙縣官莊國有林場 365050)

研究不同經(jīng)營技術(shù)處理對地下水位、林木生長量及根系生長量的影響，結(jié)果表明：高垅低溝處理(GD)、切根淺栽處理(QQ)和開溝切根集成處置處理(JC)都能起到降低地下水位，促進林木生長發(fā)育的作用。以開溝切根集成處置處理效果最好，是適宜山地宜林水濕地營造江南榿木林的經(jīng)營技術(shù)。

水濕地；江南榿木；經(jīng)營技術(shù)；地下水位；生長效應(yīng)

水濕地是介于陸地與河流、湖泊或水塘之間的過渡地帶，是非常重要的生態(tài)交錯區(qū)，且具有重要的生態(tài)功能，在林地生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位[1-3]。由于長期忽略對水濕地的經(jīng)營，導(dǎo)致水濕地荒蕪?fù)嘶岩鹕鷳B(tài)學(xué)家和林學(xué)家的日益關(guān)注。濕地生態(tài)恢復(fù)和重建問題已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的研究熱點[3]。然而，由于水濕地地下水位高，適宜造林的樹種較少，造林比較困難。江南榿木(AlnustrabeculosaHand Mazz.)是比較適宜水濕地生長的樹種之一。

江南榿木長期生長在山谷或河谷林中、河岸邊，性喜濕，根系發(fā)達，具根瘤，為非豆科固氮植物，肥土能力較強[4],既是優(yōu)良的生態(tài)樹種，也是很好的造紙、建筑、膠合板、家具等用材樹種，具有開發(fā)價值。生產(chǎn)實踐表明，按照常規(guī)造林技術(shù)在水濕地營造江南榿木林，由于地下水位較高，其根系生長受阻，生長空間受到擠壓，且根系長期處于好氧與厭氧交替的土壤環(huán)境，根瘤生長稀少，自然枯損木較多，尤其在成林后立枯木增加，林分生長狀況不理想。為了提高造林效果，根據(jù)江南榿木的生物學(xué)特性和水濕地地下水位實際情況，2008年在福建省沙縣官莊國有林場進行江南榿木水濕地造林試驗，取得初步效果；在此基礎(chǔ)上，于2009-2016年開展以適當(dāng)降低地下水位為目的的經(jīng)營措施對比試驗，取得較理想的效果，現(xiàn)將試驗結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

沙縣地處武夷山和戴云山之間，屬于中亞熱帶季風(fēng)區(qū)，兼有大陸性氣候和海洋性氣候?qū)傩訹2]。試驗林建立在福建省沙縣官莊國有林場石景山工區(qū)2林班52大班120小班，小班面積16 hm2，海拔200～240 m，為宜林水濕地，地下水位20～60 cm，土層比較深厚，土壤呈酸性，有機質(zhì)較豐富，植被較少，主要植被有蒲公英、苦菜、水芹、菖蒲、千屈菜、水蔥、魚腥草等植物。

1.2 試驗方法

2009年冬季，按照試驗設(shè)計進行整地。試驗設(shè)4個處理：①GD-高垅低溝處理。在水濕地中順坡建立高30 cm、寬1 m的高垅，在高垅與高垅之間相應(yīng)寬度開挖深30 cm的低溝，在高垅中按2 m距離挖穴種植江南榿木，穴規(guī)格40 cm×30 cm×30 cm。②QQ-切根淺栽處理。將江南榿木苗木根系切除主側(cè)根(保留根深20 cm、根幅50 cm范圍內(nèi)根系，其余切除)，不挖穴，直接把處理后的苗木放置在土表面上，在周邊取土，以種植點為中心培成高30 cm的饅頭狀臺面，周邊順勢整理形成暢通的排水系統(tǒng)。③JC-開溝切根集成處置處理。在水濕地邊坡，開設(shè)排水溝，根據(jù)山地的地下水位，從高到低建立寬40 cm、落差60 cm的排水溝。把切根后(保留根深20 cm、根幅50 cm范圍內(nèi)根系，其余切除)的江南榿木苗直接放置在水濕地土表面，培土至原土痕處，培成內(nèi)高外低的饅頭狀臺面，調(diào)整側(cè)根角度呈水平分布態(tài)勢。④對照處理(CK)。按照常規(guī)造林方式，塊狀整地，穴規(guī)格40 cm×30 cm×30 cm。上述4個處理均采用一年生實生苗，均按照常規(guī)幼林撫育管理，造林密度均為2 m×2 m。采取不完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復(fù)。每塊標(biāo)準(zhǔn)地(處理小區(qū))面積20 m×20 m，共12個標(biāo)準(zhǔn)地。2016年冬，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)進行全林調(diào)查，每木測定胸徑、樹高、樹冠、枝下高等性狀，調(diào)查保存株數(shù)、立枯木數(shù)量。測定根系生物量：選擇標(biāo)準(zhǔn)木時以平均胸徑、平均樹高為準(zhǔn)，誤差范圍在5%以內(nèi)，每塊標(biāo)準(zhǔn)地選擇1株標(biāo)準(zhǔn)木，采用撩壕干掘法測定根系生物量。標(biāo)準(zhǔn)木砍伐后，以根樁為中心，從內(nèi)向外，由上而下，每20 cm為1層，按大根(根樁及根徑≥3 cm)、中根(根徑1～3 cm)和小根(根徑<1 cm)分別稱重，并各取一定量帶回實驗室，放置在烘干箱內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)木各器官隨機抽取一定量樣品帶回室內(nèi)，在80℃條件下進行烘干，至恒重后，求算根系生物量[5]。調(diào)查測定標(biāo)準(zhǔn)木根系分布格局。利用標(biāo)準(zhǔn)木挖掘剖面，測定地下水位高度，GD處理和CK處理土表面以整地栽植后實際土表面為準(zhǔn)，QQ處理和JC處理取江南榿木原土痕處與原土壤表面的中間值作為土表面值。應(yīng)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)軟件進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同經(jīng)營技術(shù)處理對地下水位的影響

表1是不同處理地下水位測定結(jié)果。

表1 不同處理的地下水位

注：現(xiàn)存株數(shù)不包括立枯木。

從表1可知，不同經(jīng)營技術(shù)處理的地下水位存在差異。不同處理的地下水位深度從深到淺依次為JC>GD>QQ>CK。 JC處理的地下水位深度為76 cm(平均值，下同)，GD處理地下水位深度為67 cm，QQ處理地下水位深度為60 cm，CK處理地下水位深度為46 cm。與CK處理比較，JC處理地下水位降低30 cm，下降65.2%；GD處理地下水位降低21 cm，下降45.7%；QQ處理地下水位降低14 cm，下降30.4%。說明這3種經(jīng)營技術(shù)措施均能起到降低地下水位的作用。究其原因，GD和QQ處理降低地下水位主要是人為提高了土表面高度，而JC處理除了人為提高了土表面高度外，還與在邊坡開設(shè)排水溝，使得水濕地內(nèi)積水向外排出，實際降低了地下水位高度有關(guān)。

從表1還可以看出，隨著地下水位的降低，立枯木數(shù)量大幅度減少，尤其是JC處理立枯木最少。說明降低地下水位可以有效減少林木枯損數(shù)量。

2.2 林分生長狀況分析

表2是不同處理江南榿木(8年生)林分生長狀況測定結(jié)果。

表2 不同處理江南榿木林分生長狀況 (2016年)

從表2可知，不同處理的林分生長狀況存在差異。不同經(jīng)營技術(shù)處理江南榿木胸徑從大到小依次為JC> QQ>GD>CK。樹高從高到低依次為JC>GD>QQ >CK。林分立木材積從大到小依次為JC>QQ>GD>CK。JC處理與CK處理相比，胸徑、樹高、林分立木材積分別增加57.7%、15.4%和186.4%；QQ處理與CK處理相比，胸徑、樹高、林分立木材積分別增加38.5%、3.3%和93.2%；GD處理與CK處理相比，胸徑、樹高、林分立木材積分別增加32.1%、4.4%和80.8%。

方差分析和多重比較結(jié)果(表2)表明：胸徑方面，JC處理與CK處理間差異均達到極顯著水平，JC處理與GD處理間, GD、QQ處理與CK處理間差異均達到顯著水平。各處理間樹高差異不顯著。林分立木材積方面，JC處理與GD、QQ、CK處理，GD、QQ處理與CK處理的差異均達到極顯著水平。說明JC、GD和QQ處理均能夠顯著提高林分生長量，尤以JC處理的效果最顯著。

JC、QQ和CK處理間比較，其胸徑、樹高和林分立木材積均隨著地下水位降低，生長量增加。QQ與GD兩處理相比較，雖然地下水位GD處理比QQ處理更低，但由于QQ處理采用了切根和人為調(diào)整根系走向技術(shù)，對林分生長產(chǎn)生積極的影響。QQ處理與GD處理相比，胸徑增加4.9%，林分立木材積增加6.8%，樹高則降低1.1%。說明對根系進行促控處理對林分生長量有正面影響。通過切根和調(diào)整根系走向抑制了主根生長，促進側(cè)須根萌發(fā)，同時使得根系分布格局發(fā)生變化，而趨于淺表，相對于水濕地特定環(huán)境條件，利大于弊。為了提高水濕地江南榿木造林效果，采取降低地下水位和根系促控處理都是重要的技術(shù)措施。

從樹冠和枝下高性狀分析，4種處理基本上呈現(xiàn)隨著地下水位降低樹冠冠幅增大、枝下高增高的趨勢。根系促控處理有助于冠幅增大和枝下高增高。采用目測法估算郁閉度，從大到小依次為JC>QQ、GD>CK，可以從另一側(cè)面反映了樹冠大小。樹冠生長既是林木生物量增長的組成部分，也是整個樹體有機物生產(chǎn)和供應(yīng)的加工場所，在生長空間不受限制的情況下，樹冠增大，林分生物量隨之增大。值得注意的是：隨著林齡增長，林分郁閉，樹冠擁擠，相對于較喜光的江南榿木而言，會影響林木正常的生長發(fā)育，應(yīng)該根據(jù)實際情況，及時進行科學(xué)的撫育間伐，以提高林分生產(chǎn)力，為培育江南榿木的中大徑材創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境。

2.3 根系生長狀況分析

根系生物量是林木生物量的重要組成部分，生物量高低對保證林木生長和發(fā)揮森林生態(tài)功能具有重要影響。從表3可以看出，不同處理的根系生長狀況及其生物量存在差異。

從根系分布狀況分析，各水平根系垂直分布幾乎與地下水位的高度相吻合。穿入水浸土層根系較少，且大多沒有新細(xì)根生長。雖然江南榿木系喜濕性植物，但長期積水的土層并不適合其根系生長，降低地下水位的經(jīng)營技術(shù)措施是提高水濕地造林效果的重要環(huán)節(jié)。從表3看出，垂直分布從深到淺依次為JC>GD>QQ>CK。

表3 不同處理江南榿木根系生物量組成及其分配

注：生物量的單位為kg/株。

根系分布以JC處理最深，JC處理根系垂直分布為0.81 m，比GD、QQ和CK處理分別增加15.7%、30.6%和80.0%。

從表3可看出，各處理根系水平分布的根幅2.6～4.2 m，與對應(yīng)處理的根系垂直分布比較，根系水平分布幅度均大于垂直分布深度。水平分布的根幅與垂直分布的深度比值，GD處理為5.1，QQ處理為6.3，JC處理為5.2，CK處理為5.8。表明江南榿木根系的水平分布明顯比垂直分布廣，江南榿木根系垂直分布受到地下水位的嚴(yán)重制約。在4種處理中根系水平分布從長到短依次為JC>QQ>GD>CK。JC水平分布最廣，其次為QQ處理，這兩種處理均采用根系促控處理。表明切根后和調(diào)整根系走向，抑制了主根的頂端優(yōu)勢，促進側(cè)須根形成和生長，并向水平方向延伸，更適合水濕地的生境特點。從表3也可以看出，不同經(jīng)營技術(shù)處理(JC、QQ、GD)與對照處理(CK)之間的根系生物量存在顯著或極顯著差異。根系生物量最大為JC處理，達3.46 kg/株，其中大根1.24 kg/株，占總根系生物量的35.8%；中根1.54 kg/株，占總根系生物量的44.6%；小根0.68 kg/株，占總根系生物量的19.6%。其次為QQ處理，達2.87 kg/株，其中大根1.00 kg/株，占總根系生物量的34.7%；中根1.26 kg/株，占總根系生物量的43.8%；小根0.62 kg/株，占總根系生物量的21.5%。GD處理位列第3位，根系生物量為2.74 kg/株，其中大根1.07 kg/株，占總根系生物量的39.1%；中根1.16 kg/株，占總根系生物量的42.4%； 小根0.51 kg/株，占總根系生物量的18.5%。

方差分析和多重比較結(jié)果(表3)表明：各處理間根系生物量存在差異。JC處理與CK處理間差異達到極顯著水平，JC處理與GD、QQ處理間差異達到顯著水平，QQ、GD處理與CK處理間差異達到顯著水平。

江南榿木是非豆科固氮植物，根系具根瘤，有固氮能力。據(jù)調(diào)查，江南榿木根瘤均發(fā)生在細(xì)根部位，在大、中根上未發(fā)現(xiàn)著生根瘤，這反映江南榿木根瘤著生位置對根系成熟程度的選擇，從關(guān)聯(lián)性分析，切根處理促進側(cè)須根的萌發(fā)和生長，為根瘤生長和發(fā)育創(chuàng)造了良好的條件。各經(jīng)營技術(shù)處理均發(fā)現(xiàn)有根瘤分布，且高于CK處理，但分布數(shù)量的多寡與不同經(jīng)營技術(shù)處理有關(guān)，JC、QQ處理根瘤數(shù)量較GD、CK處理為多，佐證了根系促控處理促進更多側(cè)須根的形成和生長，進而促發(fā)和誘發(fā)了根瘤著生與生長。

3 小結(jié)

在水濕地造林，地下水位是重要的限制因子。采取合理的經(jīng)營技術(shù)，適當(dāng)降低地下水位，有利于江南榿木生長。本試驗研究結(jié)果表明，高垅低溝處理(GD)、切根淺栽處理(QQ)和開溝切根集成處置處理(JC)都可以起到降低地下水位的作用。其中，以開溝切根集成處置處理效果最好，主要是可以促進林木胸徑、林分立木材積生長，增加林木根系生物量，改變根系分布格局。經(jīng)方差分析和多重比較結(jié)果，開溝切根集成處置處理的平均胸徑與高垅低溝處理差異達到顯著水平，與對照處理(CK)差異達到極顯著水平；林分立木材積與另3個處理差異均達到極顯著水平；根系生物量與對照處理差異達到極顯著水平，與高垅低溝和切根淺栽兩處理差異均達到顯著水平。本試驗結(jié)果表明，開溝切根集成處置處理是最適宜山地宜林水濕地營造江南榿木林的經(jīng)營技術(shù)。

[1]馮育青，王瑩，阮宏華.水岸帶研究綜述[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2009,33(6):127-131.

[2]江祥慶.不同地下水位水濕地江南榿木造林效果[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2016(11-12)：8-11.

[3]張永澤，王烜.自然濕地生態(tài)恢復(fù)研究綜述[J].生態(tài)學(xué)報,2001,21(2):309-314.

[4]陳存及,陳伙法.闊葉樹種栽培[M].北京：中國林業(yè)出版社，2000.

[5]SATOO.產(chǎn)量法研究綜述[M].李文華，譯. 北京：科學(xué)出版社，1974.

(責(zé)任編輯：楊小萍)

Study on management technology ofJiangnanalnusin water wetland

JIANG Xiang-qing

(GuanzhuangState-ownedForestFarmofShaCounty,FujianProvince365050)

Effects of different management technology on underground water level, volume of forest tree growth and root growth amount were studied. The results showed that all the treatments of high ridge and low ditch, shallow planting of cutting root, and integrated disposal of ditching and cutting root could reduce the underground water level and promote the growth and development of trees. Among which, the effect of integrated disposal of ditching and cutting root was the best and was the suitable management technology for constructingJiangnanalnusforest in water wetland where suitable to grow forestry in mountainous area.

Water wetland;Jiangnanalnus; management technology; underground water level; growth effect

2017-01-05

江祥慶，男，1974年生，林業(yè)工程師。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.02.005