大果紫檀与杉木混交造林效果研究

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　　摘要    在福建仙游开展大果紫檀与杉木混交造林试验，对5.5年的大果紫檀×杉木混交林和大果紫檀纯林的生长和林分小气候环境特征进行调查分析。结果表明，与大果紫檀纯林相比，混交林不同程度地促进了大果紫檀的生长，改善了林分整体质量、林地土壤水分-物理性质和林间小气候;不同林分中，以行间混交2行大果紫檀∶1行杉木的效果相对最好，其5.5年的混交林中大果紫檀胸径、树高分别较纯林提高了34.22%、19.20%。同时，通过混交造林，对提高大果紫檀的抗倒伏、促进良好干形发育也有一定积极作用。
　　关键词    大果紫檀;杉木;混交造林;混交效果
　　中图分类号    S792.29;S725.2        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）15-0144-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　1    材料与方法
　　1.1    试验地概况
　　试验地设在我国东南沿海的福建省莆田市仙游县书峰乡兰石村（东经118°39′38″，北纬25°28′56″），当地属南亚热带向中亚热带过渡气候区，年降雨量约1 850 mm，年平均气温 20.6 ℃，年日照时数达1 832.7 h，年无霜期318.4 d[1]。试验地前茬为马尾松纯林，林地海拔高度约为230 m，坡向东偏南，坡度20°～24°，土壤为花岗岩发育的红壤，立地质量等级为Ⅱ级，林下主要植被有黄瑞木（Adinandra millettii）、五节芒（Miscanthus floridulus （Labill） Warb）和芒萁骨（Dicran-opteris linearis）等。
　　1.2    试验设计
　　2013年10—12月，对前茬迹地炼山和块状整地后进行挖穴（规格50 cm×40 cm×30 cm），穴数1 995穴/hm2左右（株行距2.0 m×2.5 m）。造林前，每穴施三元复合肥（15-15-15）150 g。2014年3月采用一年生大果紫檀合格容器苗（平均苗高40.4 cm，平均地径0.5 cm）和一年生杉木裸根苗（平均苗高37 cm，平均地径0.6 cm）进行大果紫檀和杉木不同混交方式的造林对比试验。
　　试验共设4个混交处理，分别为：处理1，株间混交，大果紫檀∶杉木=1∶1;处理2，行间混交，大果紫檀∶杉木=1∶1;处理3，行间混交，大果紫檀∶杉木=2∶1;以大果紫檀纯林作为对照（CK）。4个处理林分的立地条件基本一致，每个林分类型造林面积均为1.67～2.00 hm2，总造林面积为7.33 hm2。试验林在同一山体上依次进行块状排列布设。造林后连续3年进行除草松土，时间分别在每年的5—6月和10—11月，于5—6月抚育后施用复合肥150 g/株。目前林分未进行疏伐。
　　1.3    调查统计
　　于2019年11月，在各林分上坡位、中坡位和下坡位，分别设置3个20 m×20 m的临时样地，4种林分处理共设置12个调查样地。对标准地内的大果紫檀和杉木进行逐株调查，分别利用胸径仪和卷尺测定单株胸径和树高[2-3]。在调查生长量之后，挖掘土壤剖面，用环刀法测定各林分林地土壤水分-物理性质，同时在各林分林下分别多点连续测定温度、湿度、光照强度等小气候因子[4]。采用SPSS 20.0软件进行数据处理与分析。
　　2    结果与分析
　　2.1    不同林分生长情况分析
　　由表1可知，大果紫檀树高、胸径在不同林分类型间差异均达极显著水平。对比发现，试验林林龄5.5年时，相较于大果紫檀纯林，营造大果紫檀和杉木混交林不同程度地促進了大果紫檀胸径和树高的生长。其中，处理1大果紫檀平均胸径和树高比CK分别提高了5.01%和0.80%，但二者之间生长指标均无显著性差异;处理2、3的大果紫檀平均胸径分别比CK提高28.02%和34.22%，树高分别提高5.60%和19.20%，处理2、3的大果紫檀的平均树高和胸径均显著或极显著地大于CK。由此可知，采用合适的混交方式和混交比例营造大果紫檀和杉木混交林有利于大果紫檀生长，其中以大果紫檀与杉木行间混交（2行大果紫檀∶1行杉木）的生长效果相对最好。
　　大果紫檀和杉木均是重要的用材树种，立木高径比是衡量树木的重要形质性状指标之一，高径比值在100左右时，高径较小的林木抗风能力更强，木材利用率更高[5]。处理1、2、3中大果紫檀的高径比值在100左右，相较于纯林比值降低。结果表明，通过混交，大果紫檀的高、径生长较为协调，在一定程度上可防止纯林徒长而出现易弯倒、风倒等现象。从林相整体看，混交林中的树木干型、树冠结构及紧密度、整齐度等明显比纯林更优越。
　　2.2    不同林分林地土壤水分-物理性状比较
　　通气度和保水能力是土壤孔隙状况的重要指标。混交林林地0～40 cm土层的各项持水量指标、各项孔隙度指标和通气度指标均不同程度地高于纯林。处理1、2、3混交林的土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量比大果紫檀纯林分别提高了4.85%～10.06%、6.46%～11.02%和6.62%～12.77%;毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度4个指标，混交林比纯林分别提高了1.10%～3.56%、10.80%～20.29%、4.40%～7.78%和6.73%～16.41%。由此表明，营造大果紫檀—杉木混交林后，土壤持水能力、土壤孔隙状况得到改善，土壤物理性质相关指标趋好，这可能与混交林的根系分布、林内光照、水分条件以及凋落物的分解等密切相关[6]。 　　与纯林相比，处理1、2、3林内气温分别降低了1.1、0.7、0.3 ℃;地温分别降低了1.8、1.5、1.1 ℃，空气相对湿度分别高3.1%、3.0%和1.4%，林分内光照强度提高17.9%～20.9%（绝对值）。结果表明，大果紫檀树冠比较稀疏，而杉木相对较为紧密，混交后林分结构较为紧密，空间和光照利用效率更高，林分郁闭度增加。由此可以看出，营造大果紫檀—杉木混交林可以改善林内光照强度、温度和湿度等林分小气候环境，为林木生长创造更好的条件。
　　3    结论与讨论
　　试验结果表明，与大果紫檀纯林相比，营造大果紫檀×杉木混交林均不同程度地促进了大果紫檀胸径、树高的生长，有利于大果紫檀的干形发育及提高抗倒伏能力。这在一定程度上改善了林间小气候环境和林地土壤物理性状，为大果紫檀的生长创造了更好的条件。结果显示，行间混交以2行大果紫檀∶1行杉木方式的生长效果相对最好，5.5年大果紫檀胸径、树高分别较纯林提高了34.22%和19.20%。
　　由于條件限制，混交林土壤化学性状、生物肥力指标没有测定。混交林分土壤理化性状及生物肥力的变化受林下微环境、混交树种根系分布以及其分泌物、林下凋落物数量和类型、土壤微生物、林下植被、种间关系等多因素共同影响，而后期随着林分继续生长，林分郁闭度增加，二者之间对水、肥、光、气、热等的需求以及种间和种内竞争程度都会发生变化。因此，对于哪种混交模式下林分抗逆性更强、经济效益和生态效益更佳等，还有待长期的跟踪、观测和研究。
　　大果紫檀属热带红木树种，低温寒害是南亚热带地区种植的最大限制因素，但试验期间混交林、纯林均未严重受冻（试验期间有些年份在冬春季节的极端低温下，嫩梢、嫩叶有轻微受冻但不影响生长）。这可能与试验地海拔低、地形开阔有关。而混交林在提高大果紫檀的耐寒性方面还有待多点、多立地条件下试验研究。
　　4    参考文献
　　[1] 蔡益航，林星，李宝福，等.降香黄檀杉木混交造林试验研究[J].安徽农学通报，2010，16（11）：205-206.
　　[2] 王伟平，王玉杰，李绍才，等.四川盆周山地5种典型林分的空间结构对比分析[J].中南林业科技大学学报，2020，40（2）：43-53.
　　[3] 郭佳欢，孙杰杰，冯会丽，等.杉木人工林土壤肥力质量的演变趋势及维持措施的研究进展[J/OL].浙江农林大学学报：1-9[2020-06-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/33.1370.S.20200108.1719.002.html.
　　[4] 范水荣.5年生杉木枫香混交造林效果分析[J].林业勘察设计，2019，39（3）：64-66.
　　[5] 刘杏娥.遥感技术预测小黑杨人工林木材性质的研究[D].北京：中国林业科学研究院，2005.
　　[6] 陈清根.桉树采伐后改造成桉杉混交林的效应研究[J].桉树科技，2018，35（4）：21-26.
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