“上闊下竹”模式對(duì)毛竹林林地土壤及毛竹林生長的影響

涂年旺

(福建省永安市林業(yè)科技推廣中心，福建 永安 366000)

“上闊下竹”模式對(duì)毛竹林林地土壤及毛竹林生長的影響

涂年旺

(福建省永安市林業(yè)科技推廣中心，福建 永安 366000)

為實(shí)現(xiàn)毛竹林的可持續(xù)發(fā)展，提出“上闊下竹”的復(fù)合經(jīng)營模式，為驗(yàn)證該模式的有效性，在永安市鐵丁石村，選取同一山脊上經(jīng)營措施基本相同的四個(gè)坡面。按混交比例的大小依次標(biāo)記為類型Ⅰ(混交比例32%，)、類型Ⅱ(混交比例28%)、類型Ⅲ(混交比例為25%)、類型Ⅳ(混交比例0%)，研究“上闊下竹”模式對(duì)毛竹林林地土壤及毛竹生長的影響。結(jié)果表明：4種類型中，毛竹(Phyllostachyspubescens)林土壤全氮、全磷、全鉀含量無顯著差異；各類型上位闊葉林土壤水解氮、有效磷、速效鉀含量低于其下位毛竹林；各類型毛竹林相同坡位土壤水解氮、有效磷、速效鉀含量無顯著差異；不同混交模式中，以混交比例為28%時(shí)，山體各部位毛竹林平均胸徑最大，較其余混交模式竹林平均胸徑可提高5%～12%。

山頂闊葉林；毛竹林；林地土壤；生產(chǎn)力

0 引言

全世界竹類植物約有70多屬，1 200多種，中國竹類植物共有48個(gè)屬，500多種。竹子生長快、產(chǎn)量高、用途廣，是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要原材料，與人民生活也有很密切的關(guān)系[1-5]。根據(jù)第八次森林資源清查，全國竹林面積601萬hm2，其中毛竹林386.83萬hm2，占竹林總面積近四分之三。毛竹不僅具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且生態(tài)功能巨大，在涵養(yǎng)水源、保持水土、固定二氧化碳及生物多樣性保護(hù)等方面發(fā)揮著重要作用[6]。20世紀(jì)70年代以來，各毛竹產(chǎn)區(qū)開始推廣毛竹林豐產(chǎn)培育技術(shù)，逐步將竹闊混交林替換為毛竹純林，但隨著純林經(jīng)營時(shí)間的延長，竹林生態(tài)系統(tǒng)負(fù)面生態(tài)效應(yīng)日趨凸顯，主要體現(xiàn)為立地條件變差，土壤肥力衰退，竹林產(chǎn)量不穩(wěn)，竹林質(zhì)量下降，大徑竹材比例減少，病蟲、冰雪危害嚴(yán)重等[7]。

竹闊混交林物種豐富，林分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)化率高，系統(tǒng)穩(wěn)定性及抗逆性強(qiáng)[8-10]。與毛竹純林相比，竹木混交林在竹林生產(chǎn)力和經(jīng)營效益[11-14]、土壤肥力[15-16]、生物效益[9、17]等方面均表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。侯慧峰的研究結(jié)果[18]：在海拔850m區(qū)域，隨著闊葉林比例的增加(山頂闊葉林占整個(gè)坡面面積投影比例)，下位毛竹平均胸徑都會(huì)增大。吳正強(qiáng)的研究結(jié)果[19]：隨著山頂闊葉林比例的增加，山體中下部毛竹純林的各坡位的土壤田間持水量、土壤質(zhì)量含水率、竹根含水率均表現(xiàn)為上升趨勢。楊寬的研究發(fā)現(xiàn)[20]：隨著山頂闊葉林比例的提高，毛竹林平均胸徑增大。本文通過研究山頂存在闊葉林對(duì)山體中下部毛竹的生長及土壤的影響，為后期我國竹產(chǎn)區(qū)毛竹可持續(xù)經(jīng)營提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地區(qū)概述

永安市位于福建省中部偏西，地處武夷山脈與戴云山脈過渡地帶，地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°56′～117°47′，北緯25°33′～26°12′，屬典型的亞熱帶季風(fēng)山地氣候，年降雨量1 700 mm左右，年均氣溫17 ℃，年均日照1 800 h，林地土壤以紅壤為主。永安市有林業(yè)用地面積24萬hm2，其中竹林面積6.71萬hm2(2015年數(shù)據(jù))，為全國唯一的林業(yè)改革與發(fā)展示范區(qū)，竹業(yè)社會(huì)總產(chǎn)值達(dá)41億元，占全市總產(chǎn)值的13.67%。

試驗(yàn)樣地設(shè)在永安市鐵丁石村，該村毛竹林以大小年經(jīng)營為主，不鉤梢，每年春冬季砍竹，每年5～6月份施硫酸鉀型復(fù)合肥，平均每畝施15～20 kg。山頂闊葉林主要樹種為：白玉蘭(Magnoliadenudata)、杉木(Cunninghamialanceolata)、栲樹(C.kawakamii) 、三角楓(AcerbuergerianumMiq)、漆樹(Toxicodendronvernicifluum)、石櫟(Lithocarpusglaber)、栗樹(CastaneaseguiniiDode)、虎皮楠(Daphniphyllumoldhamii)、楊梅(Myricarubra)。樹種年齡36～41 a，平均胸徑12～13 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

在永安市鐵丁石村，選取同一山脊上，經(jīng)營措施基本相同的四個(gè)坡面。按混交比例的大小依次標(biāo)記為類型Ⅰ(混交比例32%，)、類型Ⅱ(混交比例28%)、類型Ⅲ(混交比例為25%)和類型Ⅳ(混交比例0%)。混交比例指山頂闊葉林投影面積占總面積的比例。山體相對(duì)高度100～150 m。類型Ⅰ坡向北偏西60°，坡度32°；類型Ⅱ北偏西55°，坡度30°；類型Ⅲ北偏西63°，坡度28°；類型Ⅳ北偏西55°，坡度37°，每一類型分為四層，A層為山頂闊葉林(或竹林)，B層為距闊葉林與竹林交界線20m(垂直海拔高度下降20 m)，C層距交界線40 m，D層為距交界線60 m。每層平行設(shè)立調(diào)查樣地20 m×20 m 3個(gè)。每一樣地內(nèi)按照對(duì)角線3點(diǎn)取樣，取土深度為0～20 cm，對(duì)應(yīng)土層進(jìn)行混合，作為該樣地土壤樣品，帶回試驗(yàn)室避光風(fēng)干，剔除動(dòng)植物殘?bào)w后，研磨分別過20目、100目篩，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。對(duì)樣地內(nèi)的所有毛竹進(jìn)行測量，竹林生長狀況調(diào)查指標(biāo)為：胸徑、枝下高、全高和立竹度等。

1.3 分析方法

重鉻酸鉀容量法測定有機(jī)質(zhì)(GB/T50123-1999)；全氮用半微量凱式法測定(GB7173-87)；酸溶-鉬銻抗比色法測定全磷(GB7852-1987)；酸溶-火焰光度計(jì)測全鉀(GB7854-1987)；堿解氮用堿解-擴(kuò)散法測定(LY/T1229-1999)；鉬銻抗比色法測定有效磷(LY/T1233-1999)；乙酸銨浸提火焰光度法測定速效鉀(GB7854-1987)。

2 結(jié)果分析

2.1 不同混交比例對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

由表1可知，4種類型毛竹林土壤中，類型Ⅱ不同坡位平均堿解氮含量最高為134 mg/kg，以山頂無闊葉林的類型Ⅳ最低為120 mg/kg，各坡位堿解氮含量隨著坡度下降逐漸上升，速效磷、速效鉀含量均表現(xiàn)出隨著坡度下降而上升趨勢。

2.2 混交比例對(duì)竹林生長狀況的影響

由圖1可知，不同混交模式下，各山體竹林均以中下坡平均胸徑較大，隨著混交比例的提高，臨近闊葉林區(qū)域，毛竹林的平均胸徑有逐漸增大趨勢，相對(duì)于其他混交模式(除純林)，混交比例為28%時(shí)，山體各部位平均胸徑最大，較其余混交模式竹林平均胸徑可提高5%～12%。而純林山體中下部，在所有模式中均為最大，這可能與純林在管理經(jīng)營過程中，山體中下部采用施肥措施有關(guān)。各模式中，竹林的枝下高以純林枝下高最高，其余依次為28%、32%、25%。各模式下竹子的全高和枝下高變化趨勢近于一致。不同模式的混交林中，以32%混交模式下竹林的立竹度最大。

表1 不同混交模式下土壤養(yǎng)分含量Tab.1 The nutrient content of soil in different mixed forest types

注：不同小寫字母表示p≤0.05水平差異顯著；

圖1 不同混交模式下竹林的生長狀況Fig.1 The growth of bamboo forest in the different mixed forest types

注：大寫字母B、C、D指不同坡位；數(shù)字1、3、5、7指毛竹年齡分別為1、3、5、7a。

2.3不同混交模式下土壤因子與竹林各指標(biāo)相關(guān)性分析

由表2知，毛竹各生長因子之間均存在極顯著相關(guān)關(guān)系，說明毛竹在同一片區(qū)域受外界因素影響大體一致；有機(jī)質(zhì)、全N、全K、堿解N、速效K都與胸徑呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，有機(jī)質(zhì)、全N、全P、速效K表現(xiàn)出與枝下高極顯著相關(guān)關(guān)系，全K、速效K表現(xiàn)出與全高的極顯著正相關(guān)關(guān)系，全K、堿解N和有效P表現(xiàn)出與竹林立竹度的顯著相關(guān)關(guān)系；不同生長因子對(duì)土壤中大量元素表現(xiàn)了較高的相關(guān)性，表明了大量元素及有機(jī)質(zhì)在毛竹生長過程中起了重要作用；林地有機(jī)質(zhì)與大量元素N、P、K全量及速效養(yǎng)分間均表現(xiàn)相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，與N、P全量及速效N、P、K均表現(xiàn)正相關(guān)，與K全量表現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這可能與成土母質(zhì)的影響有關(guān)。有機(jī)質(zhì)是影響林地大量元素N、P、K的重要因素；N、P元素全量與速效養(yǎng)分也分別對(duì)應(yīng)顯著相關(guān)；堿解N、有效P和速效K之間也存在顯著正相關(guān)關(guān)系，說明不同元素在有機(jī)質(zhì)影響下共同對(duì)毛竹林地起影響作用；K元素全量與速效K含量相關(guān)不顯著，說明速效K受林地有機(jī)質(zhì)的影響超過全鉀的影響。

表2 土壤因子與竹林指標(biāo)的相關(guān)性分析Tab.2 The correlation analysis between the soil factor and the growth of bamboo forest

3 結(jié)論與討論

山頂闊葉林內(nèi)植被豐富，林下枯落物有機(jī)質(zhì)含量高，土壤中全氮含量較高(1.21～1.32 g/kg)，且隨著闊葉林比例的增加，土壤中全氮含量逐漸升高，但不同比例闊葉林林地土壤全氮含量差異不顯著，這可能是由于不同類型闊葉林林分質(zhì)量沒有顯著差異有關(guān)。山頂無闊葉林的毛竹竹山，因集約經(jīng)營過程中的劈山除灌，林下枯落物少，土壤中全氮含量低于闊葉林土壤。竹林內(nèi)土壤全氮含量各類型下坡顯著高于上坡中坡，這可能與雨水的沖刷等因素有關(guān)。各類型各樣地土壤全磷全鉀均未表現(xiàn)出顯著地差異，主要原因可能為土壤中全磷和全鉀主要來自母質(zhì)風(fēng)化，受地上植被的影響較小所致，這與趙汝東等人的研究結(jié)果一致[21]。在坡位方面，各類型毛竹林內(nèi)表層土壤水解氮和速效鉀含量均表現(xiàn)出顯著地坡位差異，上坡含量顯著低于下坡，主要是由于降雨長期的沖刷所致，使降雨過程中，土壤養(yǎng)分隨著地表徑流由高處向下坡位淋洗遷移；但有效磷則沒有此種現(xiàn)象，主要原因可能為，磷是較難溶脫的元素，地表徑流中其濃度最低，因而各坡位有效磷含量差異不顯著(P>0.05)[22]。類型Ⅰ、Ⅱ中坡土壤有效磷含量略低于中上坡，而類型Ⅲ中坡有效磷含量高于上坡，可能是類型Ⅲ毛竹林所占比例較小，供應(yīng)量較低所致。類型Ⅱ上坡土壤林地速效養(yǎng)分含量高于類型Ⅲ，可能的原因是類型Ⅱ投影比例較高，而類型Ⅰ投影比例大于類型Ⅱ，土壤林地速效養(yǎng)分含量卻低于類型Ⅱ，可能的原因是在三種類型中，類型Ⅰ上位闊葉林面積最大，蓄水能力最強(qiáng)，因此水分釋放時(shí)間最長，由于長時(shí)間的淋洗造成上坡養(yǎng)分流失，同時(shí)，類型Ⅱ平均胸徑最大，生產(chǎn)力較高，綜合比較四種類型可知，類型Ⅱ在混交林的經(jīng)營中具有較高的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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TheEffectofMountaintopBroad-leavedTreesontheFieldSoilandGrowthofMosoBamboo

Tuo Nianwang

(The Center of Forestry Science and Technology Popularization of Yong’an，Yong’an 366000)

Moso bamboo (Phyllostachysedulis) is one of the most important forest resources in southern China.Intensive management is an effective way to improve the economic benefits of bamboo forest.However，with the extension the intensive operation time，the ecological negative effect is becoming more and more prominent.In order to realize the sustainable development of bamboo forest，we put forward the model of compound management.We selected a mountain with same slope and similar management in Yong’an City Tiedingshi Village to verify the effectiveness of the model.According to the mixed proportion，the forest is marked as type I (mixed ratio is 32%)，type II (mixed ratio is 28%)，type II (mixed ratio is 25%) and type IV (mixed ratio is 0%).The effect of mountaintop broad-leaved trees on the field soil and growth of Moso bamboo is analyzed.Results show that there was no significant difference between the 4 mixed forest types of total nitrogen，phosphorus and potassium in Moso bamboo forest (Phyllostachysedulis).The hydrolyzable nitrogen，available phosphorus and potassium of the broad-leaved forest at the mountain top were lower than that of the bamboo forest at the foot of the mountain.There was no significant difference either between the 4 mixed forest types of hydrolyzable nitrogen，available phosphorus and potassium at the same slope position.When mixed ratio was 28%，the average DBH of bamboo in all parts of the mountain was the largest.Compared with other mixed forest，the average DBH could be increased by 5%～12%.

Mountaintop broad-leaved forest；Moso bamboo forest；forestland soil；productivity

S 795.7

A

1001-005X(2017)06-0015-04

2017-06-08

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201204106)

涂年旺，高級(jí)工程師。研究方向：竹林培育管理和林業(yè)科技推廣。E-mail：465909525@qq.com

涂年旺.“上闊下竹”模式對(duì)毛竹林林地土壤及毛竹林生長的影響[J].森林工程，2017，33(6)：15-18.