谢鹏虎
(福建省安溪县参内林业站,福建 安溪 362400)
马尾松(Pinus massoniana Lamb)是我国南方主要的用材树种,也是福建省安溪县主要造林树种,但在闽南地区贫瘠山林地营造马尾松纯林,树种单一,成活率低,生长不良,难于成林,林地自肥能力差,会造成林地生产力下降,生态环境恶化,严重制约林地的可持续经营利益。福建省安溪县参内乡政府为了提高林分生长量和生态作用,根据林地的立地条件,选择适当的针阔树种混交造林,充分发挥森林生态效益和经济效益,采用马尾松与台湾相思混交造林。台湾相思(Acacia richiiA.Gray)树根系发达,具有根瘤菌,萌发力强,枝叶茂盛,枯枝落叶多,树姿优美,对土壤立地条件要求不严,能耐干旱,在瘠薄的酸性粗骨质土和沙质土里生长良好,可改善土壤,提高林地生产力。安溪县参内林业站于1998年2月份,在安溪县参内乡参山村参岭亭山技术指导营造马尾松台湾相思混交林、纯林面积10hm2。多年来,笔者对马尾松台湾相思混交林、纯林的林木生长状况进行观察,结果表明:马尾松台湾相思混交林的林分生长较快,枝叶茂密,树冠复层,冠幅较大,可促进两树种生长,涵养水源,保持水土。为探讨针阔叶树种混交生长,现将马尾松和台湾相思混交造林林分生长状况进行总结,为营造马尾松台湾相思混交林经营技术应用提供科学依据。
实验地选择于参内乡参山村参岭亭山,此地是杉木低产林改造迹地,属南亚热带海洋性季风型气候,年平均气温22℃,降雨量1800mm左右,空气湿度82%,1月份平均气温16℃,极端最低温1℃,7月份平均气温32℃,最高气温38℃,全年大于气温10℃的活动积温7000℃,全年无霜期348d。海拔172~228m,坡向东南,坡位下,坡度21°左右,土壤为中性的黄红壤,土层腐殖层较薄,肥力一般,pH值4.6~5.2,属Ⅲ类地,适宜马尾松台湾相思试验林木的生长。
1997年10月,对拟改造的杉木低产林采伐迹地进行规划设计,分别造林马尾松台湾相思混交林和马尾松、台湾相思纯林,试验面积10hm2(其中规划3个试验区,每个区面积3.33hm2)。
苗木由参内乡参山村林业专业队自育1年生裸根苗。该苗木规格标准符合国家有关规定,马尾松裸根苗木地径平均粗0.35cm、苗高平均38cm,台湾相思裸根苗木地径平均粗0.33cm、苗高平均35cm。
整地采用块状方式整地,株行距2m×2m,穴规格40cm×40cm×30cm。采用挖明穴回表土,在整地时,每个穴施0.5kg的过磷酸钙,与穴中土壤搅拌均匀,以后土壤发酵,可增加土壤肥力。其中混交造林采用1∶1行间混交造林方式。为提高造林苗木的成活率,造林时,苗木根系采用切主根蘸黄泥浆后造林。
造林后,在每年5~6月份、8~9月份各抚育1次,连续抚育除草、松土3年。抚育时每株施0.1kg尿素和0.1kg复合肥。经过几年的经营管理,各林分林木生长良好,枝叶茂密。尤其林木生长到10年时,林分高度郁闭,林内透光性较差,林木生长竞争力强,造成一些树木被压而生长不良。为了提高林分生长量,早日成材,达到经营培育目的,于2008年10月份进行第1次下层抚育间伐。各树种的间伐比例,按福建省森林抚育间伐技术规定,间伐株数为22%~30%,保留株数为70%~78%,具体见表1。
2011年11月20日,在各试验小区内设立临时标准地,对林分进行调查。每个小区内随机设立3个样地,样地规格为25.8m×25.8m。调查测定林木因子生长量、林分小气候和林地土壤理化性状。
表1 各试验小区抚育强度及保留株、树温度对比
对各样地内的林木进行每木检尺,测定树木胸径、树高及冠幅、枝下高。立木材积按福建省各树种二元材积公式计算每个树种平均木单株材积,再按各树种平均木单株材积乘以相应树种的单位面积株数计算各林分单位面积蓄积量。二元材积计算公式为:
2011年11月20日11:30~15:30,在各个样地林内外随机选择2个观测点,用温湿度计测定林内与林外的空气温度和湿度,对比分析林分内外小气候的差异。
在各样地内按S型路线分别挖出土层深度0~40cm的土壤采样剖面各3个,用容积100cm3的环刀分层(0~20cm、20~40cm),采集原状土,同时采集0~40cm的混合土样约300~500g,带回室内按森林土壤国际分析方法测定土壤理化性质指标。
从表2看出,13年生的马尾松台湾相思混交林两树种,分别比马尾松、台湾相思纯林的树高分别提高2.43%、12.46%,胸径分别粗6.03%、12.71%,冠幅分别大14.33%、7.72%,枝下高分别高15.12%、47.76%,单株材积分别大15.56%、40.54%,蓄积量分别多11.92%、36.84%。
表2 马尾松台湾相思混交林与纯林生长量比较
从林内小气候特征调查显示,马尾松台湾相思混交林的林分内平均温度比马尾松、台湾相思纯林的林分内平均温度减少0.3~0.5℃,降低1.52%~2.56%。而相对湿度则比纯林提高0.4~0.6℃,增加了0.49%~0.74%。可见,马尾松与台湾相思混交可改善林内的环境温度和相对湿度,促进林木生长,提高林分郁闭度,提高林木生长量。
5.3.1 不同林分土壤化学状况分析
从表3马尾松台湾相思混交林、纯林不同的林分的土壤结构分析,不同的林分土壤肥力进行比较,可知不同的林分土壤N、P、K的养分含量,带来土壤肥力的不同。根据土层0~20cm、20~40cm的土壤化学性质鉴定结果,马尾松台湾相思混交林的土壤pH值,有机质含量,全N、全P、全K以及速效N、P、K等化学性质指标比马尾松、台湾相思纯林均有不同程度的提高。以土层0~20cm为例,马尾松台湾相思混交林林分的林地土壤比马尾松、台湾相思纯林,pH值分别提高4.26%、2.08%,有机质分别提高4.50%、6.02%,土壤养分全N、全P、全K含量分别多3.00%、2.00%,6.25%、4.62%,2.49%、1.81%;其速效 N、P、K 成分含量分别高 6.06%、5.00%,6.35%、5.51%,5.61%、4.63%。这表明,营造马尾松台湾相思混交林,林木生长枝叶茂盛,枯枝落叶物多,在地表层待其腐烂后,腐殖质能改善土壤,增加土壤养分,提高土壤肥力,比马尾松、台湾相思纯林的土壤养分、土壤肥力均有所提高。
5.3.2 不同土壤物理性状分析
根据表4马尾松台湾相思混交林与马尾松、台湾相思纯林的土壤物理性质比较,不论是0~20cm,还是0~40cm土层,马尾松台湾相思混交林比马尾松、台湾相思纯林的土壤容重轻,但通气度、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度,分别比马尾松、台湾相思纯林的高。以土层0~20cm为例,马尾松台湾相思混交林的土壤容重比马尾松、台湾相思纯林的土壤容重分别轻小1.83%、0.91%,而通气度比马尾松、台湾相思纯林分别提高9.61%、5.88%,最大持水量分别提高3.64%、3.50%,毛管持水量分别提高5.40%、1.67%,田间持水量分别提高3.27%、0.91%,毛管孔隙度分别提高3.49%、0.74%,非毛管孔隙度分别提高19.50%、17.13%,总孔隙度分别提高5.41%、2.70%。通过物理性质的分析表明:马尾松台湾相思混交林相对比马尾松、台湾相思纯林的林地地表层涵养水源能力强,能更好地保持林地水土。
表3 不同林分土壤化学性质比较
表4 不同林分土壤物理性质的比较
马尾松台湾相思混交林和马尾松、台湾相思纯林造林技术试验,对不同林分生长状况进行调查对比。各林地内温湿度不同,具有一定的差别,其林内能保温保湿,促进林木生长。13年生的马尾松台湾相思混交林的林木树高,比马尾松、台湾相思纯林的林木树高分别提高2.43%、12.46%,胸径分别粗6.3%、12.71%,冠幅分别大14.33%、7.72%,每公顷蓄积量分别多11.92%、36.84%。马尾松和台湾相思两种常绿树种相搭配混交造林,林木生长树冠形成复层次冠幅,通过光合作用,可促进林木生长。
马尾松台湾相思混交林生长的林地,与马尾松、台湾相思纯林生长的林地土壤性质对比。林地土壤养分具有差别,其土壤理化性质不同。对13年生马尾松台湾相思混交林和马尾松、台湾相思纯林的林地土壤理化性质进行调查,马尾松台湾相思混交林能改良林地的土壤结构,使土壤疏松,提高土壤通气度,可提高涵养水源能量,增加土壤养分和土壤肥力。而马尾松、台湾相思纯林的林地土壤结构较板结,通气度小,涵养水源能量差,土壤养分和土壤肥力低。可见,马尾松台湾相思混交林能改善林地环境。
福建省闽南地区山林地比较瘠薄,营造马尾松台湾相思混交林能改善林地生态环境,提高林分生长量、林木蓄积量,比马尾松、台湾相思纯林林分生长效果好,林木蓄积量高,可发挥生态效益和经济效益、社会效益。本文马尾松台湾相思混交造林技术研究值得在闽南地区推广。
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