沿海木麻黄防护林不同配置模式的防护效应

来源:用户上传      作者: 叶功富　郑　锟　徐俊森　陈　胜　林武星

　　[摘要] 为探讨配置模式对海岸防护林防护效应的影响，从2006年11月到2007年3月在东山岛用野外调查的方法对海岸木麻黄防护林的防护效应进行了研究。结果表明：木麻黄×厚荚相思混交林(1:4)的防护效应>厚荚相思×湿地松、刚果桉×湿地松>厚荚相思×湿地松(3:1)；木麻黄林防护效应随林分密度和郁闭度增大而增大，密度为2205株/m2的林分比3375株/m2的林分提高2.4%，比875株/m2的林分增大15.7%。
　　[关键词] 木麻黄 混交 密度 防护效应
　　
　　防护林带的防护效果与林带的配置模式和密度密切相关[1-3]。我国东南沿海防护林早期营造的目的是使林木成活，提高成活率，改善当时恶劣的生态环境，所以多营造木麻黄纯林、密林，而没有更多考虑不同的林带配置模式和密度对林带的综合防护效果和林带的可持续经营可能造成的影响。事实表明，防护林的营建对改善当地的生态环境发挥了不可取代的作用[4]。但是也存在一些问题：如树种单一，容易发生病虫害，单层林带对低层风的防护效果较差，由于密度不合理有些林木生长不良。目前，我国东南沿海地区的木麻黄沿海防护林已经进入到衰老期，综合防护效果减弱，因此必须对老化林带进行更新，以实现防护效益的可持续性[5,6]。
　　该文对不同配置模式和密度的沿海防护林防护效应进行测定，并进行结果分析，比较了不同配置模式和密度防护林对风速减弱能力的大小，以期为林带更新时配置模式和密度的确定提供参考依据。
　　1 试验地概况
　　试验地设在福建省沿海南部东山县赤山林场，位于东经117°18′，北纬23°40′。属南亚热带海洋性季风气候，年平均气温20.8℃，绝对最高气温36.6℃，绝对最低气温3.8℃，年均降水945mm，年均蒸发1056mm，大部分的降水集中于台风多发的5~9月。全年干湿季节明显，每年的11月至翌年的2月为旱季。主要自然灾害为台风，多发生在7~8月，年均台风5.1次。秋冬东北风强盛，8级以上的大风天达105天，年平均风速7.0m/s，最大风速32.6m/s。土壤以滨海沙土为主，以及均一性风积沙土，潮积沙土，红壤性风积，泥炭性风积沙土等。天然植被稀少，林下常见零星植被有木豆（Cajanus）、鼠刺（Spinifex littoreus）和牡荆（Verbena negando）等。主要适合栽植木麻黄、湿地松（Pinus elliottii）、厚荚相思（Acacia crassicarpa）、刚果桉（Eucalyptus）等树种。
　　2 研究方法
　　选择了有代表性的混交林，调查了林带密度和混交模式。混交林有：木麻黄×厚荚相思、木麻黄×刚果桉、木刚果桉×湿地松、厚荚相思×湿地松。
　　风速因子的测定：用FYF-1便携式测风仪定期在样地同一条测线上观测各测点的风速，多点同时进行观测，连续观测5次，取其平均值。防护效应的计算：
　　
　　式中：E为防护效应； 为对照地平均风速(m/s)； 为林带后平均风速(m/s)。
　　3 结果与分析
　　3.1 不同混交方式下沿海木麻黄防护林的防护效应
　　3.1.1不同混交树种木麻黄防护林的防护效应
　　以3年生木麻黄与厚荚相思、木麻黄与刚果桉、刚果桉与湿地松、厚荚相思与湿地松等多树种混交林为研究对象，观测各混交林的林分状况和林带前和林带后1H、5H、10H、20H处的风速平均变化情况，如表1所示。
　　
　　从表1可以看出，各种混交林中，木麻黄与厚荚相思混交比例为1:4的混交林的防风效果最好，林带后1~20H处的平均风速比旷野处下降了45.6%，其次为厚荚相思与湿地松混交林和刚果桉与湿地松混交林，分别降低了43.8%和43.1%，而厚荚相思与湿地松种植比例为3:1的混交林防护效果稍差，和空旷地的风速比较起来，降低了41.2%。
　　3.1.2不同混交比例木麻黄与湿地松混交林的防护效应
　　以8年生不同混交方式的木麻黄与湿地松混交林和木麻黄老林带为研究对象，观测各混交林的树高、胸径、枝下高、冠幅和林带前后风速变化情况，如表2所示。
　　
　　由表2可见，木麻黄与湿地松混交林内风速降低程度分别比湿地松和木麻黄纯林降低12%~14%和5%~9%，林带后的防护效应比湿地松和木麻黄纯林提高2.1%~6.2%和7.9%~ 12.1，各混交中以木麻黄和湿地松比例为1:3的林带防护效果最好，比例2:3的较差。
　　3.2 林分密度对沿海木麻黄防护林防护效应的影响
　　早期木麻黄防护林造林多强调密植造林，无论滨海前沿或后沿林带的造林密度均在4500株/hm2以上[4]，林木分化和早衰现象严重。木麻黄密度调整的主要目的是通过合理间伐形成合理的防护林结构和透风度，使防护林发挥最佳的防风固沙效能。通过调查密度分别为3375株/hm2、2205株/hm2、875株/hm2的13年生木麻黄林木生长情况和各种密度的林带对风力的减弱程度来探讨不同密度木麻黄林防护效应的差异，林分状况如表3所示。
　　
　　从表3可以看出，主害风经过林带后，林内和林后的平均风速分别降低到空旷地的24.6%~67.7%和39.5%~55.2%；木麻黄林防护效应随林分密度和郁闭度增大而增大，密度为2205株/m2、郁闭度为0.7的林分的防护效应比密度为3375株/m2、郁闭度为0.6的林分大2.4%，比密度为875株/m2、郁闭度为0.3的林分大15.7%。
　　从图1可以看出，密度为875株/m2、郁闭度为0.3的林分，从林带前缘到林带后5H倍树高处风速减弱情况明显不如其他两种密度的林带，5H后风速又急剧回升，可见密度过小的林带其防护效果很差。
　　
　　
　　4 小结
　　试验表明在沿海木麻黄防护林体系的建设中采用多树种、多层次混交模式是提高防护林防护效应的有效措施，在我国沿海防护林的管理以及低效林的改造中有一定的借鉴意义。
　　林分密度是影响木麻黄防护林防护效应的关键因素，造林密度过大则林木高径比值增加，侧根树和直径小，防护效应较底，易受破坏。调查表明密度为2205株/m2、郁闭度为0.7的林分的防护效应比密度为3375株/m2、郁闭度为0.6的林分大2.4%，比密度为875株/m2、郁闭度为0.3的林分大15.7%。可见造林密度不能过大也不能过小，试验证明2500株/m2的种植密度为宜。
　　
　　参考文献
　　[1] 姜凤岐.林带经营技术与理论基础[M].北京:中国林业出版社. 1992: 125~131.
　　[2] Loeffler, A.E., Gordon, A.M., Gillespie, T.J. 1992. Optiacal porosity and windspeed reduction by silhouettes. Agricultural and Forest Meteorology. 39:91~94.
　　[3] Zhu,J.J.,Matsuzaki,T.Yutaka,G.and Yamamoto,M.2000.Estimation of Optical Stratification Porosity in a Pine Coastal Forest with Different Thining Intensities Using Hemispherical Photographic Sihouettes. Bulletin of Faculty of Agriculture. Niigata University.53,(1):55~57.
　　[4] 隆学武.木麻黄人工林林分密度的初步研究[J].防护林科技,1996,专刊(s1):81~85.
　　[5] 叶功富.试论南方木麻黄海岸防护林的更新改造[J].浙江林业科技,1993,13, (1):60~63
　　[6] 朱廷曜.防护林体系生态效益及边界层物理特征研究[M].北京气象出版社,1992:177~184.
　　[7] 叶功富.滨海沙地湿地松与木麻黄混交林构建和调控技术研究[J].林业科学研究.2002,(4):463-468.

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