坡位对杉木桉树混交林生长效应的影响

邹淑琴

(安溪丰田国有林场，福建 泉州 362411)

杉木(Cunninghamialanceolata)为常绿乔木针叶树，是我国亚热带主要造林树种，在南方林业生产中占据重要地位[1]。杉木生长迅速、主干通直圆满、材质优良，是福建省主要用材树种之一。杉木大面积纯林化和多代连栽，会引发病虫害多发、地力衰退、生产力下降、生物多样性降低、林分稳定性降低等不良后果，严重影响经营效益[2]。营造混交林是一种拟自然经营方式，能优化林分结构、改善林地自然条件、提高生产力、增加生态系统稳定性，是森林可持续经营的重要手段。桉树(Eucalyptus)是我国南方地区重要的短轮伐期工业原料林树种[3]。本研究对不同坡位的杉木和桉树混交林生长效应进行调查研究，以期提高林木生产力，改善人工造林效果，为杉桉混交林的培育推广提供理论参考。

1 试验地概况

试验地设在安溪丰田国有林场寨坂工区，地理坐标东经118°00′、北纬25°18′，属亚热带季风气候，雨量充沛，年平均气温19.5 ℃，最高气温37 ℃，最低温度0 ℃，年平均降水量1 800 mm，无霜期330 d，海拔310 m，坡度25°，土壤为红壤，土层较深厚，立地质量等级Ⅲ级。植被有杂灌、铁芒萁(Dicranopterislinearis)、五节芒(Miscanthusfloridulus)等。

2 研究方法

2.1 试验地设计和造林

试验地造林前为杉木采伐迹地。2011年2月，开展桉树和杉木混交造林试验，混交比例N(杉木)︰N(桉树)=7︰3。造林用桉树、杉木苗木均为一级苗。桉树苗为福建省林业科技试验中心培育的尾巨桉(DH3229)1 a苗龄扦插苗；杉木苗为福建省洋口国有林场培育的2.5代裸根苗。以杉木纯林对照。造林时杉木桉树混交林和杉木纯林安排在坡向、海拔、立地条件大致相同的同一小班内。分别在上坡、中坡、下坡设置试验样地，各3次重复。每个试验小区20 m×20 m。造林株行距2.5 m×2.5 m，造林密度约1 590株/hm2。造林后采取的抚育措施一致。

2.2 试验林调查

造林后每年年底进行生长量调查。2020年1月，对试验林样地进行全面调查，测量试验地内每株活立木的树高、胸径，计算林木保存率，并求算平均单株材积。

V杉木=0.000 058 061 860D1.955 335 1H0.894 033 04

V桉树=0.000 035 46D1.782 514 957H1.256 105 14。

式中：V指单株立木材积(m3)；D指胸径(cm)；H指树高(m)。

2.3 数据处理与分析

采用Excel 2010、SPSS 17.0等软件对调查的各项指标进行统计和分析比较。

3 结果分析

3.1 不同坡位胸径和树高生长量比较

不同坡位对纯林和混交林杉木胸径和树高显著影响(表1)。下坡杉木纯林的胸径最大，为14.0 cm，分别较上坡和中坡提高27.27%和16.67%；树高生长量下坡也分别较上坡和中坡提高46.67%和15.79%；中坡树高也显著高于上坡，比上坡提高26.67%。混交林中下坡杉木的胸径和树高都显著高于上坡和中坡，中坡也显著高于上坡。下坡杉木胸径分别比上坡和中坡高29.09%和13.60%，中坡则比上坡高13.63%；下坡杉木的树高分别比上坡和中坡提高51.32%和17.35%，中坡则比上坡高28.95%。混交林中不同坡位桉树的胸径和树高没有显著差异。

混交林中杉木平均胸径和树高分别是纯林杉木的1.02倍和1.03倍(表1)，二者差异不大，表明混交对杉木胸径和树高的生长未产生不利影响。

表1 不同坡位杉木纯林和混交林生长情况

3.2 不同坡位林分土壤理化性质分析

由不同坡位的土壤通透状况与养分含量的差异分析可知，土壤容重、毛管孔隙度随坡位上升呈增加趋势，而土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量、最小持水量和毛管持水量则随坡位上升而逐渐减少。不同坡位相同土层的养分含量表现为下坡位>中坡位>上坡位；同一坡位不同土层的养分含量随土壤深度呈减少趋势。

下坡位混交林的土壤容重比纯林杉木低(表2)，其中0～20 cm土层混交林土壤容重比杉木纯林降低0.87%，20～40 cm土层降低1.58%。下坡位混交林0～20 cm、20～40 cm层土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量、最小持水量和毛管持水量比纯林杉木高；0～20 cm土层混交林土壤总孔隙度比杉木纯林高14.40%；20～40 cm土层混交林土壤总孔隙度比纯林杉木高7.14%。下坡位混交林土壤毛管持水量与杉木纯林同层次相比，0～20 cm土层提高27.75%，20～40 cm土层提高23.79 %。因此，混交林比纯林杉木土壤通透性好、持水性强，有利于改善土壤结构，促进林木生长。

表2 不同坡位林分土壤的物理性质

比较不同坡位的林木胸径、树高、保存株数及蓄积量，发现下坡位林木生长较好，故对下坡位纯林和混交林杉木不同土层化学性质进行分析研究(表3)。下坡位混交林土壤全氮、全磷、全钾、有机质、速效钾、水解性氮含量与纯林杉木相比，0～20 cm土层分别提高了50.09%、31.11%、37.78%、40.14%、78.68%和1.29%；20～40 cm土层分别提高16.25%、26.67%、31.25%、81.22%、79.40%和6.39%。分析表明，混交林土壤更为疏松透气，土壤微生物活动更频繁，土壤肥力更高。

表3 不同坡位林分土壤的化学性质

4 结论与讨论

杉木桉树混交林实验表明，混交杉木平均胸径、树高、林分蓄积量都高于纯林，在一定程度上改善了林分结构，促进了杉木生长。混交林的光能利用效率更高[4-6]，其水肥和立地条件形成相互协调关系，有利于提高林分立地质量，这与混交后土壤有机质和土壤酶活性增强产生生态效应的研究结果也相印证[7]。

由于不同坡位的土壤孔隙状况、持水能力和养分循环周期不同，导致土壤结构、保水、保肥能力产生差异。下坡土壤养分积累好，水肥条件更优，林地生产力更高；中坡次之；而上坡的土壤养分肥力相对较低，水分也稍差，这与郑孔明的研究结果相类似[8]。

本研究中混交林土壤的理化性质都高于杉木纯林。混交林土壤比杉木纯林更疏松通透。混交不仅增加了土壤养分含量，改善了土壤结构，促进了各种动物和微生物活动[9]，也提高了土壤肥力和养分吸收效率。混交也会改变土壤微生物群落结构和功能，影响混交树种间根系分泌物的相互作用[10]，这与张藤子等的研究结果相一致[11]。