“上阔下竹”模式对毛竹林林地土壤及毛竹林生长的影响

涂年旺

(福建省永安市林业科技推广中心，福建 永安 366000)

“上阔下竹”模式对毛竹林林地土壤及毛竹林生长的影响

涂年旺

(福建省永安市林业科技推广中心，福建 永安 366000)

为实现毛竹林的可持续发展，提出“上阔下竹”的复合经营模式，为验证该模式的有效性，在永安市铁丁石村，选取同一山脊上经营措施基本相同的四个坡面。按混交比例的大小依次标记为类型Ⅰ(混交比例32%，)、类型Ⅱ(混交比例28%)、类型Ⅲ(混交比例为25%)、类型Ⅳ(混交比例0%)，研究“上阔下竹”模式对毛竹林林地土壤及毛竹生长的影响。结果表明：4种类型中，毛竹(Phyllostachyspubescens)林土壤全氮、全磷、全钾含量无显著差异；各类型上位阔叶林土壤水解氮、有效磷、速效钾含量低于其下位毛竹林；各类型毛竹林相同坡位土壤水解氮、有效磷、速效钾含量无显著差异；不同混交模式中，以混交比例为28%时，山体各部位毛竹林平均胸径最大，较其余混交模式竹林平均胸径可提高5%～12%。

山顶阔叶林；毛竹林；林地土壤；生产力

0 引言

全世界竹类植物约有70多属，1 200多种，中国竹类植物共有48个属，500多种。竹子生长快、产量高、用途广，是我国经济建设的重要原材料，与人民生活也有很密切的关系[1-5]。根据第八次森林资源清查，全国竹林面积601万hm2，其中毛竹林386.83万hm2，占竹林总面积近四分之三。毛竹不仅具有较高的社会效益和经济效益，而且生态功能巨大，在涵养水源、保持水土、固定二氧化碳及生物多样性保护等方面发挥着重要作用[6]。20世纪70年代以来，各毛竹产区开始推广毛竹林丰产培育技术，逐步将竹阔混交林替换为毛竹纯林，但随着纯林经营时间的延长，竹林生态系统负面生态效应日趋凸显，主要体现为立地条件变差，土壤肥力衰退，竹林产量不稳，竹林质量下降，大径竹材比例减少，病虫、冰雪危害严重等[7]。

竹阔混交林物种丰富，林分结构复杂，能量转化率高，系统稳定性及抗逆性强[8-10]。与毛竹纯林相比，竹木混交林在竹林生产力和经营效益[11-14]、土壤肥力[15-16]、生物效益[9、17]等方面均表现出一定的优势。侯慧峰的研究结果[18]：在海拔850m区域，随着阔叶林比例的增加(山顶阔叶林占整个坡面面积投影比例)，下位毛竹平均胸径都会增大。吴正强的研究结果[19]：随着山顶阔叶林比例的增加，山体中下部毛竹纯林的各坡位的土壤田间持水量、土壤质量含水率、竹根含水率均表现为上升趋势。杨宽的研究发现[20]：随着山顶阔叶林比例的提高，毛竹林平均胸径增大。本文通过研究山顶存在阔叶林对山体中下部毛竹的生长及土壤的影响，为后期我国竹产区毛竹可持续经营提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地区概述

永安市位于福建省中部偏西，地处武夷山脉与戴云山脉过渡地带，地理坐标为东经116°56′～117°47′，北纬25°33′～26°12′，属典型的亚热带季风山地气候，年降雨量1 700 mm左右，年均气温17 ℃，年均日照1 800 h，林地土壤以红壤为主。永安市有林业用地面积24万hm2，其中竹林面积6.71万hm2(2015年数据)，为全国唯一的林业改革与发展示范区，竹业社会总产值达41亿元，占全市总产值的13.67%。

试验样地设在永安市铁丁石村，该村毛竹林以大小年经营为主，不钩梢，每年春冬季砍竹，每年5～6月份施硫酸钾型复合肥，平均每亩施15～20 kg。山顶阔叶林主要树种为：白玉兰(Magnoliadenudata)、杉木(Cunninghamialanceolata)、栲树(C.kawakamii) 、三角枫(AcerbuergerianumMiq)、漆树(Toxicodendronvernicifluum)、石栎(Lithocarpusglaber)、栗树(CastaneaseguiniiDode)、虎皮楠(Daphniphyllumoldhamii)、杨梅(Myricarubra)。树种年龄36～41 a，平均胸径12～13 cm。

1.2 试验方法

在永安市铁丁石村，选取同一山脊上，经营措施基本相同的四个坡面。按混交比例的大小依次标记为类型Ⅰ(混交比例32%，)、类型Ⅱ(混交比例28%)、类型Ⅲ(混交比例为25%)和类型Ⅳ(混交比例0%)。混交比例指山顶阔叶林投影面积占总面积的比例。山体相对高度100～150 m。类型Ⅰ坡向北偏西60°，坡度32°；类型Ⅱ北偏西55°，坡度30°；类型Ⅲ北偏西63°，坡度28°；类型Ⅳ北偏西55°，坡度37°，每一类型分为四层，A层为山顶阔叶林(或竹林)，B层为距阔叶林与竹林交界线20m(垂直海拔高度下降20 m)，C层距交界线40 m，D层为距交界线60 m。每层平行设立调查样地20 m×20 m 3个。每一样地内按照对角线3点取样，取土深度为0～20 cm，对应土层进行混合，作为该样地土壤样品，带回试验室避光风干，剔除动植物残体后，研磨分别过20目、100目筛，进行相关指标的测定。对样地内的所有毛竹进行测量，竹林生长状况调查指标为：胸径、枝下高、全高和立竹度等。

1.3 分析方法

重铬酸钾容量法测定有机质(GB/T50123-1999)；全氮用半微量凯式法测定(GB7173-87)；酸溶-钼锑抗比色法测定全磷(GB7852-1987)；酸溶-火焰光度计测全钾(GB7854-1987)；碱解氮用碱解-扩散法测定(LY/T1229-1999)；钼锑抗比色法测定有效磷(LY/T1233-1999)；乙酸铵浸提火焰光度法测定速效钾(GB7854-1987)。

2 结果分析

2.1 不同混交比例对土壤养分含量的影响

由表1可知，4种类型毛竹林土壤中，类型Ⅱ不同坡位平均碱解氮含量最高为134 mg/kg，以山顶无阔叶林的类型Ⅳ最低为120 mg/kg，各坡位碱解氮含量随着坡度下降逐渐上升，速效磷、速效钾含量均表现出随着坡度下降而上升趋势。

2.2 混交比例对竹林生长状况的影响

由图1可知，不同混交模式下，各山体竹林均以中下坡平均胸径较大，随着混交比例的提高，临近阔叶林区域，毛竹林的平均胸径有逐渐增大趋势，相对于其他混交模式(除纯林)，混交比例为28%时，山体各部位平均胸径最大，较其余混交模式竹林平均胸径可提高5%～12%。而纯林山体中下部，在所有模式中均为最大，这可能与纯林在管理经营过程中，山体中下部采用施肥措施有关。各模式中，竹林的枝下高以纯林枝下高最高，其余依次为28%、32%、25%。各模式下竹子的全高和枝下高变化趋势近于一致。不同模式的混交林中，以32%混交模式下竹林的立竹度最大。

表1 不同混交模式下土壤养分含量Tab.1 The nutrient content of soil in different mixed forest types

注：不同小写字母表示p≤0.05水平差异显著；

图1 不同混交模式下竹林的生长状况Fig.1 The growth of bamboo forest in the different mixed forest types

注：大写字母B、C、D指不同坡位；数字1、3、5、7指毛竹年龄分别为1、3、5、7a。

2.3不同混交模式下土壤因子与竹林各指标相关性分析

由表2知，毛竹各生长因子之间均存在极显著相关关系，说明毛竹在同一片区域受外界因素影响大体一致；有机质、全N、全K、碱解N、速效K都与胸径呈极显著正相关关系，有机质、全N、全P、速效K表现出与枝下高极显著相关关系，全K、速效K表现出与全高的极显著正相关关系，全K、碱解N和有效P表现出与竹林立竹度的显著相关关系；不同生长因子对土壤中大量元素表现了较高的相关性，表明了大量元素及有机质在毛竹生长过程中起了重要作用；林地有机质与大量元素N、P、K全量及速效养分间均表现相关性达到极显著水平，与N、P全量及速效N、P、K均表现正相关，与K全量表现负相关，这可能与成土母质的影响有关。有机质是影响林地大量元素N、P、K的重要因素；N、P元素全量与速效养分也分别对应显著相关；碱解N、有效P和速效K之间也存在显著正相关关系，说明不同元素在有机质影响下共同对毛竹林地起影响作用；K元素全量与速效K含量相关不显著，说明速效K受林地有机质的影响超过全钾的影响。

表2 土壤因子与竹林指标的相关性分析Tab.2 The correlation analysis between the soil factor and the growth of bamboo forest

3 结论与讨论

山顶阔叶林内植被丰富，林下枯落物有机质含量高，土壤中全氮含量较高(1.21～1.32 g/kg)，且随着阔叶林比例的增加，土壤中全氮含量逐渐升高，但不同比例阔叶林林地土壤全氮含量差异不显著，这可能是由于不同类型阔叶林林分质量没有显著差异有关。山顶无阔叶林的毛竹竹山，因集约经营过程中的劈山除灌，林下枯落物少，土壤中全氮含量低于阔叶林土壤。竹林内土壤全氮含量各类型下坡显著高于上坡中坡，这可能与雨水的冲刷等因素有关。各类型各样地土壤全磷全钾均未表现出显著地差异，主要原因可能为土壤中全磷和全钾主要来自母质风化，受地上植被的影响较小所致，这与赵汝东等人的研究结果一致[21]。在坡位方面，各类型毛竹林内表层土壤水解氮和速效钾含量均表现出显著地坡位差异，上坡含量显著低于下坡，主要是由于降雨长期的冲刷所致，使降雨过程中，土壤养分随着地表径流由高处向下坡位淋洗迁移；但有效磷则没有此种现象，主要原因可能为，磷是较难溶脱的元素，地表径流中其浓度最低，因而各坡位有效磷含量差异不显著(P>0.05)[22]。类型Ⅰ、Ⅱ中坡土壤有效磷含量略低于中上坡，而类型Ⅲ中坡有效磷含量高于上坡，可能是类型Ⅲ毛竹林所占比例较小，供应量较低所致。类型Ⅱ上坡土壤林地速效养分含量高于类型Ⅲ，可能的原因是类型Ⅱ投影比例较高，而类型Ⅰ投影比例大于类型Ⅱ，土壤林地速效养分含量却低于类型Ⅱ，可能的原因是在三种类型中，类型Ⅰ上位阔叶林面积最大，蓄水能力最强，因此水分释放时间最长，由于长时间的淋洗造成上坡养分流失，同时，类型Ⅱ平均胸径最大，生产力较高，综合比较四种类型可知，类型Ⅱ在混交林的经营中具有较高的生态效益和经济效益。

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TheEffectofMountaintopBroad-leavedTreesontheFieldSoilandGrowthofMosoBamboo

Tuo Nianwang

(The Center of Forestry Science and Technology Popularization of Yong’an，Yong’an 366000)

Moso bamboo (Phyllostachysedulis) is one of the most important forest resources in southern China.Intensive management is an effective way to improve the economic benefits of bamboo forest.However，with the extension the intensive operation time，the ecological negative effect is becoming more and more prominent.In order to realize the sustainable development of bamboo forest，we put forward the model of compound management.We selected a mountain with same slope and similar management in Yong’an City Tiedingshi Village to verify the effectiveness of the model.According to the mixed proportion，the forest is marked as type I (mixed ratio is 32%)，type II (mixed ratio is 28%)，type II (mixed ratio is 25%) and type IV (mixed ratio is 0%).The effect of mountaintop broad-leaved trees on the field soil and growth of Moso bamboo is analyzed.Results show that there was no significant difference between the 4 mixed forest types of total nitrogen，phosphorus and potassium in Moso bamboo forest (Phyllostachysedulis).The hydrolyzable nitrogen，available phosphorus and potassium of the broad-leaved forest at the mountain top were lower than that of the bamboo forest at the foot of the mountain.There was no significant difference either between the 4 mixed forest types of hydrolyzable nitrogen，available phosphorus and potassium at the same slope position.When mixed ratio was 28%，the average DBH of bamboo in all parts of the mountain was the largest.Compared with other mixed forest，the average DBH could be increased by 5%～12%.

Mountaintop broad-leaved forest；Moso bamboo forest；forestland soil；productivity

S 795.7

A

1001-005X(2017)06-0015-04

2017-06-08

林业公益性行业科研专项(201204106)

涂年旺，高级工程师。研究方向：竹林培育管理和林业科技推广。E-mail：465909525@qq.com

涂年旺.“上阔下竹”模式对毛竹林林地土壤及毛竹林生长的影响[J].森林工程，2017，33(6)：15-18.