贫瘠山地马尾松与深山含笑混交效果分析

陈华泉

摘 要：马尾松与深山含笑混交，可以改变贫瘠山地造林树种单一、林分结构单一局面，对提高森林生态功能具有重要意义。造林对比试验结果表明，5马5深林分马尾松的径、高生长和单株材积增长，明显优于10马林分；5马5深林分的深山含笑径、高生长和单株材积增长，明显优于10深林分；林分的单位面积蓄积量10马林分与5马5深林分间无显著差异，均明显优于10深。3种林分之间的地表凋落物量、腐殖质含量、土壤含水率，以及水解性N、速效P、速效K含量均存在极显著差异；在抗高温能力上，5马5深>10深>10马；抗干旱能力上，10深>5马5深>10马。在坡度大的贫瘠山地，马尾松与深山含笑种间关系协调，在径、高生长上有互相促进作用，是优良混交组合。

关键词：马尾松；深山含笑；混交造林；土壤养分含量；土壤含水率

中图分类号 S725.2；S727.22 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）15-106-04

马尾松（Pinus massoniana Lamb.），为松科（Pinaceae）松属（Pinus Linn）常绿乔木，是长江流域以南重要的荒山造林树种和用材树种。性喜光，不耐庇荫，根系发达，主根明显，有根菌，具固氮能力，对土壤要求不严格，在石砾土、沙质土、粘土、山脊和阳坡的冲刷薄地上以及陡峭的石山岩缝里都能生长[1-2]。深山含笑（Michelia maudiae Dunn），为木兰科（Magnoliaceae）含笑属（Michelia）乔木，适应性强，繁殖容易，病虫害少，是福建省主要速生常绿阔叶用材树种之一。由于其木材纹理直，结构细，易加工，是优良的家具、板料、绘图版、细木工用材，根、花可入药[3-4]；适应性强，叶大花美，也是优良的森林景观树种。邵武西北部为武夷山主脉杉岭，大部分山地地势陡峭，土层薄，土壤贫瘠，大多为发育程度低的粗骨性红壤，长期以来主要营造马尾松纯林，林分结构单一。马尾松富含松脂，易燃，深山含笑枝叶水分含量较高，防火性能好，分析马尾松与深山含笑在贫瘠山地混交造林的可能性，对改善瘠薄山地的林分结构，提高林分质量和林分防火能力都具有重要意义。本文通过造林对比试验，探讨马尾松与深山含笑混交效果，为发展大坡度的贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 本试验地设置在福建邵武和平林场场部工区43林班55大班3小班，小班面积为10hm2，海拔365～450m，坡度25～35°，东北坡向，全坡，粗骨性山地红壤，土层50～80cm，前茬均为马尾松纯林。试验期内年均降雨量1 756～1 922mm，年均温18.2～20.9℃，极端最高温度为41.5℃，极端最低温度-7.5℃，无霜期308d。

1.2 试验材料 马尾松及深山含笑的林地。

1.3 试验设计 采用随机区组试验设计，上、中、下坡各设2个区组，共6个区组，每个区组包含3个处理（马尾松纯林、马尾松×深山含笑混交林、深山含笑纯林）。小区规格20m×20m，小区面积400m2。区组内各小区水平排列。马尾松×深山含笑混交林混交比例1∶1，株间混交。区组间、试验地周围均种植马尾松纯林作为隔离带和保护行。

1.4 试验过程

1.4.1 清杂整地 2005年11月，全面劈草、劈杂，杂草平铺林地，使其自然腐烂，将杂灌及采伐剩余物中的枝丫材清理下山。林地清理后，采用鱼鳞穴整地，按试验设计定点挖明穴，半圆形穴，直径60cm，深40cm。穴挖好后回表土，下基肥，每穴施放腐熟鸡粪0.5kg，与所回表土混匀后备用。穴两侧开竹节沟，长30cm，深30cm。

1.4.2 苗木定植与补植 2006年1月造林，株行距2.5m×2.5m，造林密度1 600株·hm-2。马尾松、深山含笑苗木均为1年生容器苗，苗高25～30cm，地径0.30～0.35cm。2006年4月，检查苗木保存率，并及时对死、缺株进行补植。

1.4.3 抚育管理 2006年8月，全面松土除草1次，2007年、2008年每年全面除草松土、整理竹节沟2次，时间4月上旬和9月中旬，并结合松土除草进行根部施肥，4月施放国产NPK复合肥，施放量为0.2kg·株-1。

1.5 试验调查 2013年11月，对各小区分别树种每木检尺，统计株数，根据各树种小区平均胸径的统计值选定平均木。伐倒平均木，0号、1号圆盘按0.5m、0.8m区分段截取，此后均按1m区分段截取圆盘，进行树干解析，计算连年生长量和单株材积。采用样方法收集各小区地面凋落物，并在小区中心位置设置土壤剖面，采集深度40 cm的土壤，混合均匀后作为土壤营养成分含量、土壤含水率测定样本。地表凋落物量测定采用网格法，将小区分割成100个方格，每个方格4m2，随机采集3个方格内的地表凋落物，将各方格内的凋落物分别在80℃下烘干后称重，统计、计算单位面积的地表凋落物量（干重）。土壤含水率测定采用烘干法，土壤营养元素含量采用TY-800B便携式土壤养分速测仪进行测定。试验期内气象数据由邵武市气象局提供。

2 结果与分析

2.1 生长指标比较 从表1可以看出，马尾松的胸径、树高、材积生长和深山含笑的胸径、树高、材积生长，混交林均优于纯林。方差分析结果表明，10马与5马5深林分间马尾松的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；5马5深、10深林分间深山含笑的的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；马尾松与深山含笑混交，对马尾松、深山含笑的径高、材积生长均有促进作用。

2.2 林分蓄积量比较 单位面积蓄积量，10马>5马5深>10深。方差分析结果表明，3种林分间的单位面积蓄积的F=187.48>F0.01（2，15）=6.36，达到极显著的差异水平。多重比较结果表明，10马与5马5深间在单位面积蓄积上无显著差异，10马、5马5深均与10深间存在极显著差异。

2.3 地表凋落物量和土壤养分、水分含量比较 方差分析结果表明，3种林分间的地表凋落物量、腐殖质含量、土壤含水率，以及水解性N、速效P、速效K含量的F值分别为18.33、22.56、108.25、12.09、76.38、58.77，均>F0.01（2，15）=6.36，达到极显著的差异水平。多重比较结果表明，在凋落物量、腐殖质含量、水解性N含量、速效K含量等4个指标上，均存在5马5深>10深>10马，且三者间差异均达到极显著水平；速效P含量，5马5深与10深林分间差异未达显著水平，与10马林分间存在极显著差异；土壤含水率，10深>5马5深>10马，且三者间差异均达到极显著水平。

2.4 混交林各指标相关分析 将混交林分的马尾松和深山含笑的各小区胸径间、树高间进行相关分析，并分别与小区地表凋落物量、土壤含水率，以及土壤的主要营养元素间进行相关分析，结果见表2。由表2可知，马尾松与深山含笑的胸径生长存在显著相关，树高生长存在极显著相关；深山含笑的胸径与马尾松的树高间，深山含笑的树高与马尾松的胸径间存在的相关系数均>r0.05，存在一定的线性相关。马尾松的胸径生长，与地表凋落物量、腐殖质含量、水解性N、土壤含水率间存在极显著相关，与速效P、速效K含量间存在显著相关。马尾松树高生长，与土壤含水率间存在极显著相关，与地表凋落物量、腐殖质和水解性N含量呈显著相关，与速效P、速效K含量的相关系数也均>r0.05，存在一定的相关性。深山含笑的胸径生长，与腐殖质含量、水解性N含量间存在极显著相关，与地表凋落物量、速效K、土壤含水率间，均存在显著相关，与速效P含量间存在一定的相关性，但未达显著水平。深山含笑的树高生长，与腐殖质含量、水解性N含量间存在极显著相关，与地表凋落物量、土壤含水率显著相关，与速效P含量间有一定线性相关，与速效K含量间相关程度较低，未达显著水平。

2.5 不同树种组成林分各树种与主要气候因子相关分析 试验区7～9月份为高温期，9～11月份为干旱期，树种径高生长与7～9月积温和9～11月降水量的相关系数大小，表明该林分中该树种抵抗高温、干旱环境胁迫的能力。与7～9月份积温的相关系数越大，说明抗高温能力越强；与9～11月降水量的相关系数越大，说明对9～11月份的降水依赖程度越高，林分中该树种的抗旱能力越差。≥10℃有效积温中，有相当一部分是夏末秋初高温期的积温，与≥10℃有效积温间相关系数越大，说明该树种在该林分中的高温休眠期越短，生长期越长。与年降水量之间的相关系数大小，既体现了林分的蓄水保水能力，也体现了林分蒸腾消耗量的大小。相关系数大，林分蓄水保水能力差，或蒸腾量大，需及时降水补充，否则影响树木生长。统计10马、5马5深、10深林分的平均木树干解析获得的径、高连年平均生长量，进行不同树种组成林分中马尾松、深山含笑径高生长与主要气候因子年有效积温、7～9月积温、年降水量、9～11月降水量之间的相关分析。计算结果见表3。

2.5.1 马尾松生长与主要气候因子相关分析 从表3可以看出，在10马林分中，马尾松的径生长与年有效积温间呈显著相关，与年降水量、7～11月降水量间呈极显著相关，与7～9月积温间呈负相关；在5马5深林分中，则与年有效积温呈极显著相关，相关系数达到0.915，与7～11月降水量间呈显著相关，与7～9月积温、年降水量呈一定的正相关，但未达到显著相关水平。在10马林分中，马尾松的高生长与年降水量、7～11月降水量间均呈极显著相关，与年有效积温间相关系数仅为0.411，未达显著水平，与7～9月的积温间呈负相关；5马5深林分中，马尾松的高生长则与年有效积温间呈极显著相关，与年降水量、7～11月降水量间呈一定的正相关，与7～9月积温间也表现为正相关。

2.5.2 深山含笑生长与主要气候因子相关分析 从表3可以看出，10深、5马5深林分中深山含笑的径、高生长与年有效积温间的相关系数均达到极显著相关水平，与年降水量、9～11月降水量呈一定的相关性，但均未达显著相关程度；5马5深林分深山含笑径生长与7～9月积温呈显著正向相关，高生长与7～9月积温呈一定的正向相关，但未达显著相关水平；10深林分深山含笑径生长、高生长分别与7～9月积温呈负弱相关、无线性相关。

2.5.3 不同林分相关系数比较 马尾松的径、高生长与年有效积温、7～9月积温间的相关系数，均存在5马5深>10马，说明5马5深林分的马尾松较10马林分的马尾松具有更强的抵抗高温的能力，高温休眠期短，生长期长；与年降水量、9～11月降水量的相关系数，均存在10马>5马5深，说明10马林分的林地水分保有量较5马5深林分低，或林分的水分蒸腾消耗量、林地水分蒸发消耗量更大，导致林分中的马尾松抗干旱能力低于5马5深。

深山含笑的径、高生长与年有效积温、7～9月积温间、年降水量、9～11月降水量的相关系数，均存在5马5深>10深，说明深山含笑在5马5深林分中的抗高温能力更强，生长期更长，而在10深纯林林分中，抗干旱能力更强，亦即10深林分蓄水保水能力较5马5深林分更强。

4 结论与讨论

贫瘠山地往往土层薄，土壤发育程度低，土质较为粘重，给造林工作带来一定的困难。马尾松是造林先锋树种，但营造马尾松纯林易发生松毛虫等病虫害危害，且防火功能差。深山含笑主根发达，适应性强，叶片水分含量高，油脂等易燃性物质含量低，营造马尾松、深山含笑混交林，对提高林分的生物多样性和稳定性具有重要意义。造林对比试验结果表明，10马与5马5深林分间的马尾松径、高、单株材积，均存在极显著差异，5马5深林分马尾松的径、高生长和单株材积增长，明显优于10马林分；5马5深与10深林分间深山含笑的径、高、单株材积，也均存在极显著差异，5马5深林分的深山含笑径、高生长和单株材积增长，明显优于10深林分；10马、5马5深、10深等3种林分的单位面积蓄积量存在极显著差异，10马与5马5深间无显著差异，10马、5马5深与10深间，均存在极显著差异。3种林分之间的地表凋落物量、腐殖质含量、土壤含水率，以及水解性N、速效P、速效K含量均存在极显著差异；在抗高温能力上，5马5深>10深>10马，抗干旱能力上，10深>5马5深>10马。马尾松与深山含笑的种间关系协调，有互相促进生长作用，是优良的贫瘠山地混交造林树种组合，其种间关系体现在：

（1）马尾松根部有根菌，可以固N，并释放有机铵和无机铵，满足幼龄期深山含笑生长对N元素的需求，促进深山含笑幼龄期径、高生长，促使其枝叶繁茂。深山含笑树冠较大，叶片大而厚，对减少地表径流，增加土壤水分蓄存，降低土壤水分蒸发消耗，防止林地营养元素流失，有着重要作用。林分郁闭后，深山含笑通过自然整枝，产生较多的富含N、P、K的凋落物，在较高的湿度下，通过细菌分解作用，释放出所含的营养元素可以促进马尾松、深山含笑的径高生长。

（2）王旭军等[8]提出，影响深山含笑叶片净光合速率的主要因子为气孔导度、光合有效辐射及大气温度。深山含笑喜光树种，但叶片大而厚，在高温期容易因蒸腾失水太多，根部吸收的水分供应不足而关闭气孔，进而叶面温度升高而灼伤叶片，为了适应高温季节环境，纯林中深山含笑可能更早地进入夏季休眠，更迟解除休眠。10深林分中深山含笑径、高生长与7～9月积温相关性表现为负相关、无线性相关，也证明了这一点。马尾松高生长较深山含笑快，在混交林中形成上层林分，可以为深山含笑遮挡部分直射光，从而延长了深山含笑的生长期，缩短高温休眠期，但混交时马尾松比例不宜太高，否则可能导致上层林分郁闭度过大，影响深山含笑生长所需的光的供应。

（3）混交林中深山含笑凋落物量大，也有利于林地水分蓄存，增加林分内土壤湿度和空气湿度，形成有利于分解有机物的细菌和真菌的繁衍，加快有机物的分解、腐殖质的生成和营养元素的释放，提高林地肥力，促进树木生长，以致形成良性循环。

（4）深山含笑纯林，由于造林地立地条件差，早期营养元素供应不足，影响幼树生长；自然冠幅较大，树高较为一致，郁闭后个体间地上部分空间的竞争剧烈，导致群体分化严重，个体冠幅小，光合作用面降低，进而影响林分平均生长量，而后的单位面积凋落物总量反而低于混交林。

目前福建闽北各地贫瘠山地主要营建马尾松纯林，有关深山含笑的研究尚停留在播种育苗技术、纯林营造技术等方面[5-7]。本文根据通过造林对比试验，探讨了马尾松纯林、马尾松与深山含笑1∶1混交林、深山含笑纯林3种不同树种组成林分的生长差异性和林地主要营养元素含量、土壤含水率等的差异性，分析了混交林中2树种的种间关系，为发展贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。3种林分的后期表现，有待于进一步观察，不同混交比例造林效果，有待于今后进一步的研究。

参考文献

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（责编：张宏民）