地膜覆盖对杂种落叶松二代林造林微环境和生长的效应1)

梁晓东 胡振宇 孙志虎 毕永娟 张彦东

(佳木斯市孟家岗林场，桦南，154411)(东北林业大学)

落叶松(Larix spp.)为松科落叶松属的落叶乔木树种，是东北、内蒙古林区以及华北、西南高山针叶林的主要组成树种，也是东北地区四大针叶用材林树种之一。由于生长迅速、轮伐期短，许多地区已经营造出第二代落叶松人工林。但是，随着林龄的增长，落叶松人工林地力衰退问题不断显现［1－3］，防止或减缓二代林地力下降已成为落叶松人工林经营的目标之一。从改变传统造林方式的角度考虑，笔者于2007年，将农业生产中广泛使用的地膜技术引入落叶松造林试验中，以便为落叶松人工林的多代经营提供参考。

1 样地概况

铺设地膜造林试验位于完达山脉西麓的佳木斯市孟家岗林场(东经130°32'42″～130°52'36″，北纬46°20'16″～46°30'50″)。造林地位于53林班5小班，海拔240～260 m。大陆性季风气候，早霜现于9月上中旬，晚霜终于5月中下旬，生长期110～120 d。年平均气温2.7℃，极端最高气温35.6℃，最低气温－34.7℃，≥10℃积温2500℃，多年平均降水量为535 mm，降水集中在6～9月份，占全年降水量的72.6%。土壤为暗棕壤。

2006 年秋，在42年生落叶松(Larix olgensis Henry)林下穴状整地，整地规格为(50～70)cm×(50～70)cm×(30～35)cm，株行距为(1.5～2.0)m×(1.5～2.5)m。2006年冬，皆伐上层落叶松。2007年5月1日造林，苗木为黑龙江省林口县青山林场的2年生杂种落叶松(L.olgansis×L.leptolepis)苗木。

2 研究方法

2.1 地膜铺设

落叶松造林地分为0.643 hm2和0.465 hm2两部分，前者铺设地膜，后者不铺设地膜(对照)。于2007年6月上旬，围绕植苗点铺设地膜:将80 cm×80 cm黑色农用薄膜(厚度0.008 mm)的中央剪出直径为5～10 cm的孔，将落叶松幼苗从中穿过后，用土将薄膜四周和中央位置压实，以防漏气。

2.2 苗木抚育和补植

造林当年，采用镐抚和刀抚对不铺设地膜的落叶松各抚育1次。对于铺设地膜的落叶松，由于铺设地膜当年，苗木周围的灌木和草本植物少，因此仅在铺设地膜时镐抚1次。造林第2～3年按照常规方式进行补植和抚育。第3年，对落叶松抚育的同时，撤除其根区周围残余的地膜。

2.3 土壤表层温度和含水量测定

于生长季初期(2008年5月上旬)、中期(2008年6月中旬)和末期(2007年10月上旬)的晴朗天气里，利用JM624数字温度计测量根茎周围10 cm范围的表层(0～10 cm)土壤温度，TDR水分速测仪(Trase)测量根茎周围10 cm范围的上层土壤体积含水量(0～30 cm)。土温和土壤体积含水量的调查点数，两种处理均为50～150个。

2.4 苗木调查

于造林初期的5月、造林当年和第二年的10月分别调查两种处理下落叶松的苗高、地径和高生长。

3 结果与分析

3.1 地膜对土壤表层温度的影响

生长季的不同时期，有地膜覆盖的落叶松与无地膜覆盖的落叶松之间，在土壤表层(0～10 cm)温度方面存在显著差异(P＜0.05，表1)。生长季的初期(5月)、中期(6月)和末期(10月)，有地膜覆盖的落叶松，其土温分别为(9.0±1.1)℃(n=125)、(11.1±2.0)℃(n=150)、(9.6±0.5)℃(n=65);无地膜覆盖的落叶松，土温分别为(8.1±0.8)℃(n=56)、(9.5±0.6)℃(n=67)、(8.9±0.5)℃(n=91)，前者土温均显著高于后者(P＜0.01)，并且生长季中期的土温提高幅度最大(表1，增温16.43%，为1.6℃)，初期次之(表1，增温10.15%，为0.9℃)，末期最小(表1，增温7.96%，为0.7℃)。

表1 不同时期落叶松土壤表层(0～10 cm)温度

3.2 地膜对土壤含水量的影响

生长季的不同时期，有地膜覆盖的落叶松与无地膜覆盖的落叶松之间，在土壤上层(0～30 cm)的含水量亦存在显著差异(P＜0.05，表2)。生长季的初期、中期和末期，有地膜覆盖的落叶松，土壤体积含水量分别为30.6%±7.4%(n=84)、24.0%±5.3%(n=151)、9.5%±4.4%(n=66);无地膜覆盖的落叶松，土壤体积含水量分别为25.4%±4.8%(n=56)、22.2%±4.1%(n=67)、7.6%±4.4%(n=95)。前者土壤含水量均显著高于后者(P＜0.01，表2)，并且生长季末期的土壤含水量提高幅度最大(表2，增幅25.18%，为1.9%)，初期次之(表2，20.52%，为5.2%)，中期最小(表2，增幅8.31%，为1.8%)。

表2 不同时期落叶松土壤上层(0～30 cm)含水量

3.3 地膜对落叶松高生长的影响

造林初期(5月)，地膜覆盖落叶松与无地膜覆盖落叶松之间在苗高方面无显著差异(表3，P＞0.05)，苗高分别为(46.2±13.1)cm(n=696)和(46.5±13.5)cm(n=632)。经过近5个月的生长(造林当年的10月)，覆有地膜的落叶松和无地膜覆盖的落叶松之间在高生长方面存有显著差异(表3，P＜0.05)，高生长分别为(6.9±8.4)cm(n=410)和(5.9±7.1)cm(n=618)，前者高出后者1 cm，增幅16.78%。造林后第2年，覆有地膜的落叶松和无地膜覆盖的落叶松之间在高生长方面亦存有显著差异(表3，P＜0.01)，高生长分别为(38.6±31.8)cm(n=605)和(29.1±27.4)cm(n=1158)，前者高出后者9.5 cm，增幅32.70%。

表3 不同时期落叶松苗高生长量

3.4 地膜对落叶松地径生长的影响

造林初期，地膜覆盖落叶松与无地膜覆盖落叶松之间在地径方面无显著差异(表4，P＞0.05)，地径分别为(0.39±0.16)cm(n=738)和(0.29±0.09)cm(n=632)。经过近5个月的生长，覆有地膜的落叶松和无地膜覆盖的落叶松之间在地径方面存有显著差异(表4，P＜0.01)，地径分别为(0.73±0.22)cm(n=410)和(0.60±0.21)cm(n=617)，地径生长量分别为0.34 cm和0.31 cm，前者高出后者0.03 cm，增幅9.68%。造林后第2年，覆有地膜的落叶松和无地膜覆盖的落叶松之间在地径方面存有显著差异(表4，P＜0.01)，地径分别为(1.13±0.59)cm(n=606)和(0.93±0.45)cm(n=1159)，地径生长量分别为0.40 cm和0.33 cm，前者高出后者0.07 cm，增幅21.21%。

表4 不同时期落叶松地径生长量

4 结论与讨论

水是影响植物生长的主要环境因子之一［4］。大量研究表明，全球气候变化导致的区域性降水格局变化正在继续和扩大，过去10 a间，中国东北地区的年降水量已有下降［5］，尤其是在植物生长季，干旱缺水能够对植物的生长量产生深刻影响［4，6］。东北东部连续多年的春季持续高温干旱，已成为樟子松、落叶松、杨树等成龄个体死亡的重要诱因之一。落叶松春季造林的同时铺设地膜，能够有效减少土壤水分蒸发，显著提高土壤表层含水量(表2)，一定程度上满足了植物地上部分蒸腾耗水的需要，使得有地膜覆盖的落叶松在生长量方面显著高于无地膜处理(表3～表4)。另外，地膜也能显著提高土壤表层温度(表1)。土壤温度的升高，对植物的根系生长具有明显的促进效应，有益于植物根系吸收水分能力的提高，满足植物生长对水分的需求，从而减少生理干旱现象的发生。试验证明，落叶松造林过程中铺设地膜，能够有效促进落叶松二代林成林阶段苗木的生长，这一技术措施值得在东北林区有条件的地区进行推广。

［1］闫德仁，刘永军，王晶莹，等.落叶松人工林土壤肥力与微生物含量的研究［J］.东北林业大学学报，1996，24(3):46－50.

［2］陈乃全，尹建道，王义廷，等.落叶松人工林重茬更新效果的研究//［C］.中国林学会造林学会第二届学术讨论会.造林论文集.北京:中国林业出版社，1990:105－113.

［3］王秀石.落叶松人工林土壤因子变化规律的研究［J］.吉林林业科技，1982(4):1－11.

［4］武静莲，王淼，蔺菲，等.降水变化和种间竞争对红松和蒙古栎幼苗生长的影响［J］.应用生态学报，2009，20(2):235－240.

［5］Cruz R V，Harasawa H，Lal M，et al.Asia［G］//Parry M L，Canziani O F，Palutikof J P，et al.Climate Change 2007:Impacts，adaptation and vulnerability.Contribution of working group II to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change.Cambridge:Cambridge University Press，2007:469－506.

［6］Dunne J A，Saleska S R，Fischer M L，et al.Integrating experimental and gradient methods in ecological climate change research［J］.Ecology，2004，85(4):904－916.