杉木-楓香混交林生長狀況和土壤理化性質研究

黃秋萍

(福建省永春縣林業局，福建 泉州 362600)

杉木(Cunninghamialanceolate)是我國南方地區主要的造林樹種，也是我省山區普遍栽種的樹種，由于杉木生長較快，干形通直，而且用途又比較廣泛，因此，杉木無論在閩西北山區還是在閩南丘陵山地都有大面積的人工種植[1]。雖然杉木林有許多優良的特性，但杉木林在經營中由于純林的模式且多代連栽，存在著林分結構簡單、抗病蟲害和抗火災能力弱、生產力下降和地力退化等問題[2]。開展杉木混交造林，尤其是杉木與闊葉樹混交是改善杉木人工林結構和改善群落生態環境的有力措施。楓香(LiquidambarformosanaHance)是金縷梅科楓香樹屬的落葉喬木樹種，耐干旱貧瘠，深根性，主根發達，抗風力和抗火災能力強[3]。為了探索杉木混交樹種，筆者在永春縣下洋鎮大榮村開展了杉木與楓香的混交試驗，從中篩選出較為合適的混交模式，為閩南丘陵山地杉木-楓香混交造林提供依據。

1 試驗點概況

試驗點設在永春縣下洋鎮大榮村，25°39′ N，117°56′ E，氣候屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫18 ℃，年均降水量1 800～2 000 mm，無霜期260 d左右，海拔470 m，坡度20°，土壤類型為紅壤，土層較厚。林下植被主要有桃金娘、狗脊、烏飯、胡枝子等。

2 研究方法

2.1 試驗設計和造林

2006年2月，在大榮村杉木林采伐跡地上進行杉木與楓香混交造林試驗，杉木與楓香混交的比例分為杉木∶楓香=7∶3和杉木∶楓香=9∶1兩種，混交方式采用插花混交，杉木純林作為對照。試驗采用隨機區組設計，3次重復，試驗小區沿上、中、下坡排列，每個坡位上設3塊試驗小區為一個區組，每個小區面積20 m×20 m。造林前進行整地，挖穴規格60 cm×40 cm×40 cm，造林株行距2 m×2 m，杉木和楓香苗木均為裸根苗，在2月份陰雨天種植。

2.2 試驗林調查

2.2.1 試驗林管理及生長量調查 造林后頭3年連續進行除草松土，造林當年調查成活率和生長量，以后每年進行常規的保存率和生長量調查。2015年10月，對試驗林進行全面調查，分樹種每木檢尺，調查每株樹的高度和胸徑，統計平均值，計算單株材積，杉木單株材積V杉= 0.000 058 061 860D1.955 335 1H0.894 033 04，楓香單株材積V楓= 0.000 052 764 291D1.882 161 1H1.009 316 6，蓄積量=平均單株材積×保留株樹。

2.2.2 試驗林土壤調查 在試驗樣地中，按“S”形路線在每個樣地中設置4個土壤采樣點，挖土壤刨面，分0～20 cm、20～40 cm兩個土層，采用“環刀法”取土樣進行土壤物理性質測定，同時在每個土層分別用塑料袋取大約1 kg的土用于土壤化學性質的測定。土壤物理-化學性質測定方法見文獻[4]和文獻[5]。

3 結果與分析

3.1 杉木-楓香混交林生長量比較

通過對10年生的杉木-楓香混交林和杉木純林生長量調查，結果可知(表1)，杉木-楓香混交林中杉木的生長量大于杉木純林。在混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林中，杉木的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與杉木純林相比分別增加了30.0%、20.5%和95.2%；在混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林中，杉木的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與杉木純林相比分別增加了17.1%、12.0%和46.6%。從林分蓄積量來看，杉木-楓香混交林的蓄積量大于杉木純林，其中混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林其蓄積量與杉木純林相比增加了144.3%，混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林其蓄積量與杉木純林相比增加了67.3%。經方差分析，杉木-楓香混交林中杉木與杉木純林的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積存在顯著差異，杉木-楓香混交林與杉木純林的蓄積量存在極顯著的差異。可見，杉木與楓香混交促進了杉木的生長，這是由于楓香為落葉闊葉樹種，秋冬季豐富的落葉量及容易分解的特性使得楓香落葉中的營養物質回歸土壤，改善了土壤肥力，這樣對于杉木的生長起到較好的作用；另一個方面是杉木與楓香之間種間關系比較協調，混交林的結構較為合理，杉木生長的空間有充分的保證，這也為杉木的良好生長創造了條件。本試驗中，杉木與楓香按7∶3的比例混交，其效果優于杉木與楓香按9∶1的比例混交。

表1 杉木-楓香混交林和杉木純林生長情況

注：FH=6.21*，FD=8.07*，FV=5.53*，F蓄積量=22.06**.F0.05(2,6)=5.14，F0.01(2,6)=10.9

3.2 杉木-楓香混交林與杉木純林土壤理化性質分析

經過對杉木-楓香混交林和杉木純林的林地進行土樣采集和測定，結果見表2、表3。

表2 杉木-楓香混交林和杉木純林土壤物理性質

從表2中看出，在土壤物理性質方面，杉木-楓香混交林土壤的容重小于杉木純林，而土壤孔隙度和通氣度大于杉木純林。例如在0～20 cm土層，混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林土壤容重與杉木純林相比降低了8.8%，土壤總孔隙度和通氣度則分別增加了12.5%和22.7%；混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林土壤容重與杉木純林相比降低了7.1%，土壤總孔隙度和通氣度則分別增加了8.0%和20.5%。說明杉木與楓香混交可以改善土壤結構，使土壤更加疏松透氣，這有利于林木根系的生長和伸展。

在土壤化學性質方面(表3)，杉木與楓香混交后，土壤的養分包括有機質、速效磷和速效鉀均有不同程度的提高，例如在0～20 cm的土層中，混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林土壤中有機質、速效磷和速效鉀與杉木純林相比分別提高了20.6%、24.2%和23.2%；混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林土壤中有機質、速效磷和速效鉀與杉木純林相比分別提高了11.8%、15.2%和9.0%。說明杉木與楓香混交可以提高土壤肥力?？梢姡寄九c楓香混交即改善了土壤結構又提高了土壤肥力。這是由于楓香豐富的落葉及時分解，使營養物質回歸土壤，促進了土壤中各種動物和微生物活動，提高了土壤肥力。

表3 杉木-楓香混交林和杉木純林土壤化學性質

4 結論

研究表明，杉木與楓香混交，一方面提高了杉木樹高、胸徑、材積和林分總蓄積量，另一方面改善了土壤結構，提高了土壤肥力。因此，杉木-楓香混交林是杉木林可持續經營的一種較為理想的模式，本試驗條件下，杉木與楓香按照7∶3的比例混交效果較好。

由于杉木純林及多代連續栽培存在的生態問題，生產上杉木造林逐漸由純林向混交林、復層林的模式轉變，以往杉木混交林多采取杉木與馬尾松混交，但由于近年來馬尾松松材線蟲病等發生，致使杉木與馬尾松混交造林逐漸減少，將來要提倡多營造杉木與闊葉樹的混交林，以改善人工林結構和生態環境。

[1] 俞新妥.杉木栽培學[M].福州:福建科學技術出版社,1997:322-335

[2] 方奇.杉木連栽對土壤肥力及杉木生長影響[J].林業科學,1987,23(4):384-391

[3] 錢國欽.楓香杉木混交林生產力及生態特征[J].浙江林學院學報，2000，17(3)：289-293

[4] 中國科學院南京土壤研究所.土壤理化性狀[M].上海:上?？茖W技術出版社,1987

[5] 張萬儒,許本彤.森林土壤定位研究方法[M].北京:中國林業出版社,1986