桉树与红锥混交对凋落物及土壤养分含量的影响

摘要桉树+红锥混交能显著提高桉树林地土壤肥力。为实現桉树林科学、高效培育，对比分析了桉树萌芽林、桉树+红锥混交林凋落物及林地土壤中养分含量的变化，分析了林分类型对凋落物量，凋落物N、P、K含量，养分归还量及对土壤中N、P、K养分含量的影响，结果表明，桉树+红锥混交提高了凋落物养分归还量，并增加了土壤中N、K及有效P含量。

关键词桉树;混交林;养分归还

中图分类号：S718.55文献标识码：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.03.005

Effects of Eucalyptus robusta and   Castanopsis hystrix Mixed Forests on Litter and Soil Nutrient Content

Wang Kai

（Deqing Forestry Station of Guangdong Province， Zhaoqing 526600， Guangdong）

AbstractMixed forests of  Eucalyptus robusta +  Castanopsis hystrix could significantly increase soil fertility of  E. robusta forest. In order to realize scientific and efficient cultivation of  E. robusta  forest， this paper analyzed the changes of soil nutrient contents in the litter and forest lands by comparing between  E. robusta  germinating forest and mixed forests of  E .  robusta +  C . hystrix ， and the effects of stand type on litter quantity and N， P， K nutrient contents， nutrient return and soil N， P， K content. The result showed mixed forests of  E .  robusta +  C . hystrix enhanced litter nutrient return， and increased soil N， K as well asavailable phosphorus contents.

Key wordsEucalyptus robusta; mixed forest; nutrient return

桉树为世界四大速生树种之一，在速生纤维、实木加工方面应用广泛[1]。桉树人工林发展迅速，尤其在广东地区由于大面积连栽种植，引起了系列生态环境问题，其中有关桉树是“吸肥树”等论断引起了社会关注，因此广东各地政府先后出台了“限桉令”[2]。然而，桉树经济效益显著，广大林农仍大量种植桉树，导致生态建设与社会经济发展矛盾日益突出。以往研究证实，混交林生态效益远高于纯林[3]。凋落物作为林木生长发育过程中的新陈代谢产物，是森林养分循环利用的主要来源，影响着土壤发育与地力维持，在实现人工林可持续高效经营管理中起到重要作用[4]。基于此，本研究以我国重要乡土阔叶用材树种红锥（Castanopsis hystrix）[5]为混交树种，通过比较分析桉树萌芽林、桉树萌芽林与红锥混交林2种林分中凋落物与林地土壤中养分含量的变化，以期揭示混交林在维持桉树林地土壤肥力方面的潜力，为桉树人工林科学、高效培育提供参考。

1试验地及林分概况

1.1研究区概况

研究区位于广东省德庆县德庆林场，地理位置111°46′47″ E，23°8′41″ N，气候属亚热带季风气候类型，年平均气温22.3 ℃，极端高温36 ℃，极端低温4 ℃，年降水量1 513 mm，年平均相对湿度81.7%，年平均日照时数1 848 h。试验地海拔为150～200 m，坡度18～20°，土壤类型为红壤，设置样地的小地形基本一致，立地指数均为16左右，立地质量中等。林下灌木、草本主要为三叉苦（Evodia lepta）、粽叶芦（Thysanolaena maxima）、铁芒萁（Dicranopteris linearis）、悬 钩 子 （Rubus corchorifolius）、山乌桕（Sapium discolor）、菝葜（Smilax china）等。

1.2研究方法

1.2.1试验林营建

研究对象为桉树萌芽林（桉树纯林）和桉树萌芽林与红锥混交林（桉树+红锥混交林）。将6年生巨尾桉（Eucalyptus grandis×E.urophylla）植苗林（种植密度2 m×3 m，1 667株·hm 在秋季进行皆伐，于采伐后次年3月按2∶1比例进行行间伐根催腐（每2行催腐1行），使保留的桉树伐桩数为1 117株·hm，同年4月采用高30 cm左右、地径大于2 mm的1年生红锥容器苗在桉树萌芽林下挖坑套种，种植密度550株·hm，混交试验林面积共3.3 hm。试验林营建后前3年进行连续施肥与除草抚育，其中每年追肥1次（41675 kg·hm），砍草1次。同时，桉树萌芽纯林按照相同抚育措施进行管理。

1.2.2样地设置与样品采集

于试验林营建后第4年，分别在桉树纯林、桉树+红锥混交林内随机设置3个20 m×20 m的固定样地，每个样地内沿对角线方式布置5个1 m× 1 m的尼龙网收集器，共计30个收集器。每月收集1次容器中凋落物，连续收集1年。将每次收集到的凋落物在80 ℃恒温条件下烘干48 h后称质量，同时取样进行粉碎备用。在完成最后一次凋落物收集时（试验林营建第5年），于每个样地中随机选择5个未设收集器的采样点，用内径为 8.5 cm 的不锈钢土钻采集0～10 cm及10～20 cm土层的土样，去除杂物后，制成混样后过2 mm孔径筛用于测定土壤理化性质。

1.2.3样品分析

对收集的凋落物进行N、P、K元素含量的测定。其中N用半微量凯氏定氮法测定，P用钼兰比色法测定，K用火焰光度法測定。土壤中全量/有效N、P、K含量参照詹志丽[6]的方法进行测定。

1.3数据处理

数据处理主要采用Excel软件及SPSS19.0统计分析软件，2种林分各指标间差异性分析采用t-test（P<0.05）进行检验。

防护林科技2022年

第3期王凯桉树与红锥混交对凋落物及土壤养分含量的影响

2结果与分析

2.1凋落物量变化

作为森林生态系统养分循环中的一个重要过程，森林凋落物通过养分归还在林地土壤地力维持中起到关键性作用。通过比较5年生桉树纯林与桉树+红锥混交林的凋落物量发现，处于快速生长期桉树纯林的枯落物年凋落量显著低于桉树+红锥混交林，仅为桉树+红锥混交林凋落物量的55.5%（图1）。这说明 ，通过营建2∶1行间混交模式的桉树+红锥混交林较桉树纯林而言，有利于养分归还，从而缓解桉树连栽中存在的地力衰退问题。

2.2凋落物养分含量变化

在林木生长代谢过程中，林木活组织走向衰老和死亡是个渐变的过程，在这个过程中部分养分会从衰老组织向幼嫩组织转移，而部分养分则会残留在枯枝落叶中归还到土壤。桉树纯林和桉树+红锥混交林2种不同林分凋落物中营养元素的年平均含量如图2所示。从图2桉树纯林和桉树+红锥混交林凋落物中3种元素含量的变化来看，桉树+红锥混交林凋落物中N、K元素含量高于桉树纯林，但凋落物中P元素含量在2种林分间差异不显著。

2.3凋落物养分归还量变化

在测算出林分凋落物量和养分含量基础上，利用二者的乘积即可计算出林分凋落物中养分归还量。由表1可知，桉树纯林凋落物中N、K归还量显著低于桉树+红锥混交林，但2种林分间凋落物中P归还量无明显差异。从3种元素归还量大小看，2种林分养分归还量均表现为N>K>P。这说明，相较桉树纯林而言，桉树+红锥混交林能显著提升N、K方面的归还潜力。

2.4土壤养分含量变化

通过分析桉树纯林、桉树+红锥混交林在0～20 cm和>20～40 cm两个层次土壤中N、P、K全量和有效含量变化（表2）可以看出，除全P外，在任一土壤层次桉树+红锥混交林地土壤中全N、全K、有效N、有效K、有效P的含量均显著高于桉树纯林。从土壤层次影响看，随着土壤深度增加，在2种林分中均表现为0～20 cm土壤中全N、有效N/P/K含量高于>20～40 cm土壤，但全P、全K在土壤层次间无明显差异。因此与桉树纯林相比，桉树+红锥混交林增加了土壤中N、K及有效P的含量。

3结论

桉树人工林经济效益显著，然而随着大面积推广种植，由于栽培技术不科学、不规范，桉树林地土壤肥力衰退严重。本研究以行间混交模式，按照2∶1混交比例营建了桉树萌芽林与红锥混交林，通过连续收集林分凋落物测算出凋落物量及其养分含量的基础上，发现相较桉树萌芽纯林，桉树萌芽林与红锥混交显著提升了N、P、K养分归还量及土壤中N、K和有效P的含量，研究结果对桉树人工林高效培育及低效桉树人工林改造为乡土阔叶树林具有指导意义。

参考文献：

[1] 温远光， 周晓果， 喻素芳， 等. 全球桉树人工林发展面临的困境与对策[J]. 广西科学， 2018， 25（2）： 107-116，229

[2] 谢耀坚. 世纪初的桉树研究[M]. 北京：中国林业出版社， 2006： 248-255

[3] 户鸿.桉树与珍贵树种混交造林技术研究[J].林业勘查设计，2021，50（6）：10-12

[4] 田大伦， 宁晓波. 不同龄组马尾松凋落物量及养分归还研究[J]. 中南林学院学报， 1986（2）：163-169

[5] 夏承博. 施氮对桉树纯林及桉树+红锥混交林生物量和碳储量的影响[D]. 南宁： 广西大学， 2017

[6] 詹志丽. 更新造林措施对桉树采伐迹地土壤有机碳氮活性组分的影响[J]. 防护林科技， 2020 （1）： 8-10，37