不同坡位杉木米老排混交林养分积累与分配比较

陈志云

(福建省南平峡阳国有林场，福建 南平 353016)

不同坡位杉木米老排混交林养分积累与分配比较

陈志云

(福建省南平峡阳国有林场，福建 南平 353016)

在福建省建阳范桥国有林场开展了坡位对林分乔木层、林下植被和凋落物的N、P、K养分积累量及分配的影响研究。试验林分为杉木米老排混交林和杉木纯林，林龄均为16年生。结果表明：杉木米老排混交林乔木层的N和P在上坡和中坡的积累量均大于杉木纯林。不同林分乔木层N、P、K养分积累量均表现为N>K>P、下坡>中坡>上坡。从养分分配比例来看，不同林分乔木层N、P、K积累量占整个林分系统养分积累总量的90.25%～99.35%。上坡、中坡、下坡混交林林下植被N的分配比例均小于同一坡位的凋落物层。在不同坡位立地条件下，不同林分林下植被K分配比例为0.63%～6.65%，均明显大于凋落物。

杉木；米老排；养分积累；林下植被；凋落物层

杉木(Cunninghamialanceolata)为中国主要针叶造林树种之一，但由于人工纯林发展快，轮作不及时已导致地力衰退，林分质量下降等问题[1]。已有研究表明，发展杉木与阔叶树混交林不但可以预防地力衰退，也可提高林地生产力[2]。米老排(Mytilarialaosensis)为金缕梅科常绿阔叶乔木，具易造林、速生、材质好、适应性广和抗性强等特点，其根系发达，凋落物多，能保持水土、提高土壤肥力[3]。林瑞荣[4]、洪长福[5]、林德喜等[6]研究表明，杉木与米老排混交造林的效果较好。由于坡位对杉木、米老排人工林生产力的影响均较大[7-8]，且鉴于林下植被和凋落物层在改善人工林养分循环和维护林地生产力中的积极作用[9-10]。本文对16年生杉木与米老排的混交林，以及杉木纯林的不同坡位的乔木层、草本层、灌木层和凋落物层的N、P、K养分积累与分配进行比较分析，为探讨米老排与杉木混交对人工林生态系统养分循环的作用提供参考。

1 试验林概况

试验林位于福建省建阳范桥国有林场108林班51大班，Ⅱ类地，1994年春造林，苗木为裸根苗。挖明穴回表土，种植穴规格为40 cm×40 cm×30 cm，混交比例为米老排∶杉木=4∶6，试验林面积10.5 hm2。坡度26°，坡向南。造林前茬为杉木人工纯林，造林后前3 a分别于5—6月、9—10月各锄草1次，1997年上半年锄草，下半年劈草。试验林保存密度见表1。试验林长势旺盛，枝下高占树高近2/3，林下植被主要为檵木(Redrloweredloropetalum)、黄瑞木(Lagerstroemiaindica)、山苍子(Litseacubeba)、苦竹(Caulisbambusae)、芒箕(Gleichenialinearis)、冬青(Ilexpurpurea)、五节芒(Miscanthusfloridulus)、蕨类等。

2 研究方法

2.1 生物量测定

在各试验林的上、中、下坡分别设置3个样地，样地规格为20 m×20 m。采用分层切割法分别对杉木米老排混交林中杉木、米老排，以及杉木纯林中的平均木进行生物量测定。并将分开的干、皮、枝、叶和根随机抽取部分样品烘干至恒重，据此推算平均木干物质量。

表1 不同坡位杉木米老排混交林与杉木纯林保留密度 株·hm-2

在每个样地中按对角线设置5个1 m×1 m的小样方，收集样方内所有的灌木、草本及凋落物，分别称重后在108 ℃烘箱内杀青20 min，再用85 ℃烘干至恒重。根据样品干重推算灌木、草本和凋落物干物质量。

2.2 养分积累量测定

将收集的各林分乔木层、林下植被及凋落物样品，经烘干、粉碎、过筛处理后，进行N、P、K含量的测定[11]。每个样品重复3次。测得乔木层各器官、林下植被及凋落物的养分含量分别与其干物质总量相乘，即为养分积累量。

3 结果与分析

3.1 不同坡位杉木米老排混交林养分积累比较

3.1.1 乔木层养分积累 不同坡位杉木米老排混交林及杉木纯林的乔木层养分积累均存在较大差异(表2)。N、P、K积累量均表现为下坡>中坡>上坡，且不同养分积累量大小均表现为N>K>P，说明下坡的立地环境更有利于乔木层养分的积累。与杉木纯林相比，杉木米老排混交林乔木层N、P、K积累在不同坡位中均大于杉木纯林，上、中、下坡乔木层，N的积累分别比杉木纯林高110.9%、85.4%、7.7%；P积累量分别比杉木纯林高55.1%、39.4%、56.4%；K积累量分别为214.44、384.91、450.17 kg·hm-2，其中上、中坡分别比杉木纯林高44.7%、103.8%。可见，合理营造混交林可以有效提高林分乔木层的养分贮量。

从不同器官的养分积累情况来分析，在同一坡度立地条件下，杉木纯林各器官N积累量均表现为干>根>叶>皮>枝，而混交林总体上呈干>根>枝>叶>皮的趋势；P积累量，杉木纯林中树木各器官无明显差异，而混交林中则为干>根>叶>枝>皮；而对于K积累量，杉木纯林中树木各器官表现为干>根>叶>皮>枝，混交林则为干>叶>根>枝>皮。因此，相同林分、相同坡度的乔木层，树干贮存养分最多，枝、叶、皮相对较少。

3.1.2 林下植被及凋落物养分积累 从表3可见，不同坡位杉木米老排混交林中，各坡位上草本、灌木的养分积累量均表现为上坡>中坡>下坡，凋落物的养分积累量则表现为下坡>中坡>上坡。杉木纯林中草本、灌木和凋落物的N和P积累量变化规律总体上与混交林相似，但K积累量的变化规律不明显。

与杉木纯林相比，不同坡位杉木米老排混交林草本和灌木层的N积累量均小于杉木纯林，而凋落物则大于纯林；从P积累量来看，不同坡位草本和凋落物的P积累量均大于杉木纯林，而灌木层则小于纯林。纯林中，上坡和下坡的草本的K积累量大于混交林；中坡和下坡的灌木的K积累量大于混交林。不同坡位凋落物层的N和P积累量均表现为混交林明显大于纯林。

表2 不同坡位试验林乔木层各器官养分积累的比较 kg·hm-2

表3 林下植被及凋落物养分积累 kg·hm-2

3.2 不同坡位杉木米老排混交林养分分配的比较

表4表明，试验林的乔木层、林下植被和凋落物层N、P、K总的积累量均表现为下坡>中坡>上坡，与2种林分乔木层养分积累量的变化规律相同。这可能是由于乔木层养分积累量占系统总养分的90%以上所致。与凋落物层养分分配比例相比，除上坡杉木纯林林下植被N的分配比例较大外，其它坡位林分林下植被的N分配比例均明显小于凋落物层；从P分配比例来看，上坡林分表现为林下植被>凋落物，而下坡则相反；有关K分配比例，不同坡位各林分林下植被K分配比例为0.63%～6.65%，均明显大于凋落物。

与杉木纯林相比，不同坡位杉木米老排混交林N、P养分总的积累量均明显大于杉木纯林(表4)。从3个坡位的N积累总量来看，混交林的乔木层、林下植被和凋落物层N积累总量分别比纯林高104.4%、93.4%、12.7%，P积累总量则分别比纯林高53.1%、37.7%、59.6%。而在上坡和中坡，混交林的K积累总量分别比纯林高42.0%、99.5%，在下坡则小于纯林。

表4 试验林养分分配比例

4 小结

1)无论是混交林还是纯林，乔木层的N、P、K养分积累量大小排序均为下坡>中坡>上坡，不同养分积累量大小排序均为N>K>P。混交林乔木层的N、P养分积累均比同一坡度杉木纯林大，但不同林分乔木层在下坡位的K积累量表现为混交林<纯林。在相同坡位相同林分的乔木层中，树干贮存的养分量明显多于枝、叶和皮的贮存量。

2)坡位对草本层和灌木层N、P、K养分积累的影响均表现为上坡>中坡>下坡，而对凋落物而言，下坡对其养分积累的影响最大。与纯林相比，相同坡位混交林草本层和灌木层N积累量均小于纯林，但凋落物N积累量明显大于纯林；混交林草本层和凋落物的P积累量均大于纯林，但灌木层的P积累量小于纯林。

3)杉木米老排混交林和杉木纯林乔木层、林下植被和凋落物层N、P、K总的积累量均表现为下坡>中坡>上坡。2个林分中乔木层养分积累量占系统总养分的比例均在90%以上。与凋落物层养分分配比例相比，上坡杉木纯林林下植被N、P的分配比例较大，而下坡则相反；不同坡位各林分林下植被K分配比例为0.63%～6.65%，均明显大于凋落物。

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[2]巫志龙，周成军，周新年，等.杉阔混交人工林林分空间结构分析[J].林业科学研究，2013，26(5)：609-615.

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[4]林瑞荣.杉木纯林改混交林阔叶树种的选择[J].林业科技开发，2004，18(6)：28-30.

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[11]国家林业局.森林土壤分析方法[S].北京：中国标准出版社，2000.

Comparison of Nutrient Accumulation and Distribution of Chinese fir Mixed Plantation withMytilarialaosensisin Different Slope Positions

CHEN Zhi-yun

(XiayangState-ownedForestFarmofNanpingCityinFujianProvince，Nanping353016，Fujian，China)

Objected with the plantations of 16-year-oldCunninghamialanceolataand its mixed forest withMytilarialaosensisin Fanqiao State-owned Forest Farm of Jianyan City in Fujian Province，the N，P，K accumulation and distribution of arbor layer，understory vegetation and litter layer of the pure stand and mixed forest in different slope positions was separately determined and analyzed.Main results showed that：compared with Chinese fir pure plantation in uphill and mid slope stand conditions，both of N and P accumulation of the mixed forest were more.The ranking of the accumulation of N，P and K in arbor layer showed that N>K>P，and downhill>mid slope>uphill，which amounted percentage from 90.25% to 99.35% of the total nutrient accumulation in the whole stands.Compared with the litter layer of the mixed stand in different slope positions，all of N distribution percentages of understory vegetation were lower.For K distribution percentages of understory vegetation in different slope positions，which amounted percentage from 0.63% to 6.65%，were higher than the litter layer.

Chinese fir；Mytilarialaosensis；nutrient accumulation；understory vegetation；litter layer

2014-09-01；

2014-10-23

福建省科技重大专项(东南丘陵地优质商品林生态林栽培技术集成与示范，2012NZ0001)

陈志云(1977—)，男，福建南平人，福建省南平峡阳国有林场工程师，硕士，从事森林资源培育与林业管理方面研究。E-mail：czy0599@126.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.03.010

S725.2

A

1002-7351(2015)03-0050-04