閩北山地杉木-厚樸混交林生長狀況及土壤理化性質研究

張莉

(福建省三明市三元區林業局， 福建 三明 365001)

杉木(Cunninghamialanceolata)是閩北山區主要的造林樹種，科學研究和生產實踐都表明杉木純林多代經營易發生生產力下降、土壤退化、病蟲危害等一系列問題[1-3]。營造混交林特別是杉木與闊葉樹混交可以達到恢復地力、保持穩定生產力和促進人工林生態系統穩定性的作用[4]。厚樸(MagnoliaofficinalisRehd.etWils.)是木蘭科木蘭屬落葉喬木樹種，為中國特有的珍貴樹種，主要在四川、湖北等地分布，葉大蔭濃，花大美麗，可作綠化觀賞樹種[5,6]。木材供建筑、板料、家具、雕刻、樂器、細木工等用，樹皮、根皮、花、種子及芽皆可入藥，以樹皮為主，為著名中藥，有化濕導滯、行氣平喘、化食消痰、祛風鎮痛之效；種子有明目益氣功效，芽作婦科藥用。開展杉木與厚樸混交造林研究，探索杉木與厚樸合適的混交方式和比例，可為杉木-厚樸混交林的合理經營提供參考。

1 試驗地概況

試驗地設在三明市三元區中村鄉南坑村，地理坐標117°36′ E，26°17′ N，氣候屬于中亞熱帶山地氣候，年均氣溫19.8 ℃，年均降水量1 400～1 780 mm, 年均日照1 950 h，海拔870 m，坡度20°～26°，坡向朝南，土壤類型為紅壤，土層深厚。試驗地前身為杉木林，主要林下植被有芒萁骨、狗脊、毛冬青等。

2 研究方法

2.1 試驗設計和造林

2000年春，在三元區中村鄉南坑村杉木林采伐后經過煉山整地(挖穴規格60 cm×40 cm×40 cm)的造林地上，開展杉木與厚樸混交造林試驗，杉木與厚樸采取行狀混交，混交比例分別為1∶1、2∶2和3∶3共3種，以杉木純林作為對照。試驗隨機區組設計，重復3次，共設12塊試驗小區，每小區面積30 m×30 m，造林株行距2 m×2 m，初植密度為2 500株·hm-2。

2.2 試驗林調查

試驗林造林后每年進行正常的經營管理，沒有進行間伐。2018年8月，對試驗林進行每木檢尺，量測每塊試驗小區內每株杉木、厚樸活立木的胸徑、樹高。在每塊試驗小區內隨機設置5個土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm土層分別取土樣用于土壤物理和化學性質測定[7,8]。

3 結果與分析

3.1 不同比例杉木-厚樸混交林生長狀況比較

通過對杉木-厚樸混交林和杉木純林的胸徑、樹高測定，結果見表1。由表1可知，不同混交林中杉木和杉木純林的生長量不一樣，杉木-厚樸按3∶3比例混交的林分中杉木生長最好，其平均胸徑、樹高與杉木純林相比分別提高了19.8%、11.4%，與杉木-厚樸按1∶1比例混交的林分中杉木相比分別提高了5.6%、3.9%，與杉木-厚樸按2∶2比例混交的林分中杉木相比分別提高了11.8%、6.3%。杉木-厚樸混交林中杉木胸徑、樹高生長比杉木純林快。經方差分析(表2)，不同類型林分之間杉木的樹高、胸徑生長均存在顯著差異。可見，杉木與厚樸混交后能明顯提高杉木的生長量，且杉木與厚樸采用3∶3比例進行混交對促進杉木生長的效果最好。

表1 不同比例杉木-厚樸混交林生長情況

表2 不同林分中杉木樹高和胸徑方差分析表

3.2 不同比例杉木-厚樸混交林土壤物理化學性質分析

3.2.1 不同比例杉木-厚樸混交林土壤通透狀況 通過測定3種杉木-厚樸混交林和杉木純林的土壤容重、孔隙度和通氣度(表3)，表明杉木-厚樸混交林的土壤容重比杉木純林低，土壤孔隙度和通氣度比杉木純林高。混交林中，杉木-厚樸3∶3混交林的土壤容重最小，土壤孔隙度和通氣度最大。杉木-厚樸3∶3混交林0～20 cm層土壤容重與杉木純林同層次土壤相比降低了11.5%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度分別提高了19.8%、42.0%、24.5%和20.7%；杉木-厚樸3∶3混交林20～40 cm層土壤容重與杉木純林同層次土壤相比降低了3.7%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度分別提高了25.8%、34.8%、27.1%和37.0%。土壤容重、孔隙度和通氣度是土壤通透性的指標，土壤容重小，孔隙度和通氣度大說明土壤通透性好、持水性強。可見杉木-厚樸混交林的土壤比杉木純林疏松透氣，有利于改善土壤結構，從而促進林木根系伸展和生長。不同杉木-厚樸混交林以杉木與厚樸按3∶3比例混交對土壤結構的改善效果最好。

表3 不同比例杉木-厚樸混交林土壤的通透狀況

3.2.2 不同比例杉木-厚樸混交林土壤化學性質 對不同比例杉木-厚樸混交林和杉木純林的土壤化學性質進行測定結果(表4)看出，杉木-厚樸混交林土壤的有機質、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木純林，其中，杉木-厚樸3∶3混交林0～20 cm層土壤的有機質、水解性N、速效P和速效K的含量與杉木純林同層次的土壤相比分別提高了27.8%、23.6%、21.0%和19.2%；杉木-厚樸3∶3混交林20～40 cm層土壤的有機質、水解性N、速效P和速效K的含量與杉木純林同層次的土壤相比分別提高了33.8%、12.2%、37.6%和16.7%。杉木-厚樸混交林中，又以杉木-厚樸3∶3混交林土壤的有機質、水解性N、速效P和速效K的含量最高。可見，杉木與厚樸混交提高了土壤肥力。這可能是由于杉木-厚樸混交林土壤疏松透氣，使得土壤中各種動物、微生物活動得到加強，其對凋落物分解起到了很好的促進作用，且厚樸為落葉樹種，量多的落葉和及時的分解使較多的營養物質返回土壤，這樣就對土壤的肥力有良好的改善。

表4 不同比例杉木-厚樸混交林土壤化學性質

4 結論

對混交比例分別為1∶1、2∶2和3∶3的19年生杉木-厚樸混交林及杉木純林的生長情況、土壤通透狀況和土壤肥力進行測定，表明杉木與厚樸混交促進了杉木生長，且杉木與厚樸按照3∶3的比例混交對杉木生長的提高幅度最大；杉木與厚樸混交使土層變得疏松通透，可起到較好的改善土壤結構的作用，杉木-厚樸3∶3的混交林土壤的通透性最好；杉木-厚樸混交林土壤的有機質、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木純林，杉木與厚樸混交可以提高土壤肥力，杉木-厚樸3∶3的混交林土壤的肥力狀況最佳。本試驗條件下，杉木與厚樸按3∶3的比例行狀混交效果最好。