杉木—火力楠混交林生长和土壤特征研究

陈水玉 汪国彬

摘 要：在安溪丰田国有林场开展了杉木与火力楠混交试验，杉木与火力楠以4∶1和4∶2比例插花混交，杉木纯林为对照。结果表明，与杉木纯林相比，杉木—火力楠混交林中杉木平均树高分别提高了6.8%、8.0%，平均胸径分别提高了13.7%、21.1%，单株平均材积分别提高了36.3%、56.4%，且不同林分类型的平均胸径和单株平均材积差异达到显著水平;与杉木纯林土壤相比，杉木—火力楠混交林土壤孔隙度、持水量和有机质、速效磷、速效钾等均有不同程度提高。由此可见，杉木与火力楠采取4∶2比例插花混交效果较好。

关键词：杉木;火力楠;混交林;生长状况;土壤特征

中图分类号 S791.27;S725.2文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）01-0082-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）生长迅速、干形通直、用途广泛，对生长环境适应性较广，是福建省山区主要造林树种[1，2]。但是，在杉木林的长期经营中，发现杉木纯林连栽存在林分生产力下降、地力衰退等问题[1，2]，因此学者呼吁改变杉木传统经营方式，许多林业生产单位也逐渐营造杉木混交林以解决杉木林经营中出现的问题。火力楠（Michelia macclurei）是木兰科含笑属的阔叶常绿乔木树种，速生且适应性强，是优良的建筑用材树种、防火树种和景观树种[3，4]。为此，安溪丰田国有林场在土地坛工区建立杉木与火力楠混交试验林，研究杉木—火力楠混交林生长状况和土壤特征，为杉木与火力楠合理混交提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地设在安溪丰田国有林场土地坛工区04大班07小班，气候类型属中亚热带山地气候，年均降雨量1800mm，年均气温17～20℃，无霜期短。海拔高度420～500m，土壤为山地红壤，土层厚度100cm左右;坡度20°～25°，坡向西南;腐殖质层较薄，立地类型属Ⅲ类地。主要植被有盐肤木、桃金娘、菝契、山苍子等。

1.2 试验设计 1993年春在土地坛工区04大班07小班建立杉木—火力楠混交林，杉木与火力楠按4∶1和4∶2插花混交，杉木纯林为对照。试验采取随机设计，3次重复，小区面积20m×20m。造林密度1650株/hm2。

1.3 测定项目及方法 试验林建立后，每年进行常规的生长情况调查。2019年10月对试验林进行全面复查，测定每块试验地中每株杉木和火力楠的活立木高度、胸径。在每块试验小区随机布设4个土壤采集点，采集土壤剖面0～20cm和20～40cm层次土壤进行水分、物理、化学性质测定，水分、物理性质采用环刀法，化学性质采用常规法[5，6]。

2 结果与分析

2.1 杉木—火力楠混交对杉木生长的影响 由表1可知，混交林中杉木生长量大于杉木纯林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林分中杉木平均树高、平均胸径和单株平均材积与杉木纯林相比分别提高了6.8%、13.7%和36.3%;杉木—火力楠4∶2混交林分中杉木平均树高、平均胸径和单株平均材积与杉木纯林相比分别提高了8.0%、21.1%和56.4%。通过方差分析，杉木—火力楠混交林中杉木平均胸径、单株平均材积与杉木纯林差异达到显著水平，平均树高差异不显著，这与陈养[7]、潘文忠[8]、翁闲[9]、江雄清[10]等研究结果基本一致，说明杉木与火力楠混交后生长加快，且杉木与火力楠按4∶2比例混交后生长更迅速。

2.2 杉木—火力楠混交对土壤孔隙的影响 由表2可知，杉木—火力楠混交林土壤容重小于杉木纯林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林0～20cm和20～40cm土壤容重与杉木纯林相比分别降低了2.6%、3.7%，杉木—火力楠4∶2混交林0～20cm和20～40cm土壤容重与杉木纯林相比分别降低了3.7%、5.7%。杉木—火力楠混交林的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度均大于杉木纯林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林0～20cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度与杉木纯林相比分别增加了8.0%、21.3%、10.0%，20～40cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度与杉木纯林相比分别增加了7.4%、20.5%、9.4%;杉木—火力楠4∶2混交林0～20cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度与杉木纯林相比分别增加了11.8%、38.5%、16.7%，20～40cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度与杉木纯林相比分别增加了11.3%、35.5%、13.3%。这与万福绪等[11]、黄强[12]的研究结果相似。土壤容重和孔隙度反映土壤疏松透气状況，容重大的土壤粘性强、通透性差，孔隙度大的土壤通气透水性好。由此可见，杉木—火力楠混交林土壤较杉木纯林土壤更为通透，有利于土壤中各种生物活动和根系生长。

2.3 杉木—火力楠混交对土壤水分的影响 杉木—火力楠混交林和杉木纯林土壤水分状况测定结果见表3。由表3可知，杉木—火力楠混交林土壤持水量高于杉木纯林。杉木—火力楠4∶1混交林土壤0～20cm和20～40cm的最大持水量、最小持水量、毛管持水量与杉木纯林相比分别提高了5.6%、7.3%、4.0%和2.5%、4.8%、2.7%，杉木—火力楠4∶2混交林土壤0～20cm和20～40cm的最大持水量、最小持水量、毛管持水量与杉木纯林相比分别提高了10.1%、11.2%、8.8%和8.7%、12.2%、2.4%，说明杉木与火力楠混交后增加了土壤持水量。这是因为杉木与火力楠混交改善了土壤结构，土壤通透性增强，致使土壤水源涵养功能提高，土壤持水量增加。

2.4 杉木—火力楠混交对土壤化学性质的影响 由表4可知，杉木—火力楠4∶1混交林土壤0～20cm和20～40cm的有机质、水解性氮、速效磷、速效钾含量与杉木纯林相比分别提高了13.4%、12.1%、38.7%、22.6%和11.4%、16.4%、21.0%、13.6%，杉木—火力楠4∶2混交林土壤0～20cm和20～40cm的有机质、水解性氮、速效磷、速效钾含量与杉木纯林相比分别提高了21.4%、19.3%、51.9%、37.5%和18.3%、20.8%、43.0%、32.4%，说明杉木—火力楠混交林土壤肥力高于杉木纯林。由此可见，杉木与火力楠混交改善了土壤肥力状况。

3 结论与讨论

试验结果表明，杉木与火力楠混交提高了杉木生长量，其中杉木与火力楠按4∶2比例混交的生长效果优于4∶1比例混交;杉木与火力楠混交后，土壤通透性增强，持水量提高，土壤肥力得到改善，这与黄羽[13]的研究结果相似;杉木—火力楠4∶2混交林的土壤理化性质优于杉木—火力楠4∶1混交林。由此可见，杉木与火力楠按4∶2比例混交较为理想。

杉木是福建省山区普遍的造林树种，营造林面积大，种植范围较广。传统的杉木经营模式一般是营造纯林，以便于抚育管理和采伐。但经营实践证明长期的纯林模式存在生长退化、土壤肥力降低等问题。通过混交造林，尤其是与一些阔叶树合理配置种植，可以改善林分结构，改良土壤肥力，防止或减轻林分生产力下降和林地衰退。

参考文献

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[3]薛立，薛晔，吴敏，等.不同坡位火力楠林土壤肥力变化特征[J].水土保持通报，2011，31（6）：51-54.

[4]黄其城.火力楠人工林不同密度效应研究[J].绿色科技，2017，3：124-125.

[5]张万儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中国林业出版社，1984.

[6]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化性状[M].上海：上海科学技术出版社，1987.

[7]陈养.杉木林下套种阔叶树试验研究[J].林业勘察设计，2008，2：66-69.

[8]潘文忠.杉楠混交林生长及生态效应研究[J].安徽农学通报，2007，13（9）：144-145，227.

[9]翁闲.杉木与乳源木莲混交林生物量分布规律研究[J].安徽林业科技，2011，37（3）：18-21.

[10]江雄清.闽东山地香椿杉木混交林生态效应[J].安徽农学通报，2010，16（15）：190-191，208.

[11]万福绪，杨东.苏北海堤杉木杨树混交林林木生长及土壤肥力研究[J].南京林业大学学报（自然科学版），2006，30（2）：43-46.

[12]黄强.杉木乳源木莲混交林生长与水文效应分析[J].安徽农学通报，2012，18（21）：149-151.

[13]黄羽.闽南山地杉木与火力楠不同混交比例造林效果研究[J].防护林科技，2018，10：10-12.

（责编：徐世红）