不同混交模式对桉树林分生长及土壤养分的影响分析

孔祥雯

（合浦县国营山口林场，广西 北海 536100）

0 引言

目前，由于桉树人工混交林主要采取连续多年种植的方式，造成了土地退化、生物多样性下降、生态不稳定等问题，对国家林业生态安全造成了严重威胁。通过建设桉树人工混交林，既可以充分高效开发森林资源，又可以增强森林生态保护作用，改善生态系统功能，增加森林养分，加速树木生长，优化林分生产力和经济效益。因此通过混交模式，建立高产优质的桉树林，对于研究桉树林分生长及土壤养分有着重要作用。

1 已有研究分析

混交林比纯林更有利于发挥土地肥力，改善林地环境，增强林地生产率和林分抗性。何林骏调查结果表明，红锥与松树进行混合培养，不仅可以提高树木的胸径、树高和单位面积，还可以改善土壤的物理特性，适当的混合种植，有利于按树生长，并增加森林营养物质。自80 年代开始，国内对桉树种植的研究稳步推进，至今已取得了许多关于桉树混合种植生长效应、经济效益、土壤肥力、生态系统差异的相关研究结果。邵文哲等从土壤酶活和化学计量特性观点出发，研究了按树与红锥混交后土壤养分状况的差异，结果表明，按树与红锥混交可以明显改善土壤中亮氨酸氨基脑酶活性，并使β-1，4-葡萄糖酶和酸性磷酸酶活性明显下降。对桉树与红锥进行混合，可以在某种程度上减轻磷的限制。温远光的研究指出，桉树的经济价值较高，生态风险较高，宜与经济价值较高的乔木（如相思类）、或与经济价值高、效益回报慢的乔木（例如珍贵树种）开展混交，以解决人工林经济效益和生态功能不匹配的问题。庞圣江等人指出，与望天树、格木和红锥混交造林，可改善森林物种的多样性。周宗哲指出，在桉树混交林中，树种繁多，生物多样性较强。陈秋海等人通过对按树混交林中林下木本植物功能群进行分析，认为物种多样性明显增强，森林生态环境更加稳定[1]。

文章结合新时期地区发布的科学发展按树工作方案要求，其中指出，建议建立多树种、加强多层次混交林的建设，以增强其物种多样性和系统稳定性，为地区森林生态建设与可持续发展创造良好环境。但是，国内关于桉树混交的相关文献主要是集中于生物多样性，对于林分和土壤养分的相关文献较少，文章针对不同混交模式对桉树林分生长及土壤养分的影响进行了研究，以为桉树种植管理工作奠定理论基础。

2 我国桉树人工造林的发展概况

桉树种类较多，大部分来自于热带。桉树是我国热带和亚热带速生林的优良树种。经过多年的研究，其单产水平不断上升，生长时间也在不断缩短。相对于过去40 年，我国和巴西的人工林轮伐时间一般在4～7 年左右。近20 年来，桉树种植面积持续增长，迄今已超过2000 万m2，主要集中于巴西、中国、印度、智利，其中，南非、巴西、印度3 个国家占据全球桉树种植量的60%以上。结合已有研究文献，桉树土壤特性退化主要是由于：①坡地断面形态不平衡，原始土层稀疏甚至消失。②物理化学性能衰减，包括土体体积变大、含水量减小等。③土壤的化学物质含量降低，如酸性增加，导致土壤的养分含量降低，从而导致游离无机离子降低。④土壤生物体系稳定性下降，主要表现为林类植物种类的减少、生物群落稳定性下降、土壤酶活性下降等[2]。

造成桉树人工林土地肥力退化的因素较多，目前学术界公认的主要原因有：①桉树人工林中林分空间结构单调，林冠层对天然降水的拦截能力较差，雨水会直接冲蚀土地，造成大量养分损失。另外，枯枝落物较少，对雨水的保留能力较差。②人为疏浚，减少了桉树人工林中的营养物质循环与维持。例如，采取常规的全垦整地方式，导致土地表层营养物质大量损失。另外，由于常规采伐方法不够完善，造成如树枝、树叶中的有机物大量挥发。且由于全树利用行为，造成了森林中的营养流失，造成养分输入和输出不均。

3 调查取样

文章结合2020 年度10—11 月份某地桉树林，使用典型样地的调查方法，结合实地考察，其混交造林模式如图1 所示。调查时，冠幅用皮尺测量各树种的南北和东西方向树冠宽度取平均值。在各样地中，另设3 个1m3的样地，对凋落物进行采样，并对凋落物进行分类，对其进行定量分析。同时利用均匀布点的方式，在样地上、中、下位置分别选取3 个样点，采集0～20cm 表层土壤，将取1.00kg 的土样放入密封袋中，进行标记，随后送到试验室进行分析。在对土壤进行分析时，利用酸性测试仪测量土壤pH，借助K2Cr2O7氧化-外加热法、碱解扩散法、HCl -H2SO4浸提- 钼锑抗比色法、CH3COONH4浸提-火焰光度计法，确定了有机质含量、速效N、速效P、速效K。全P 通过NaOH 熔融钼锑抗比色-紫外分光光度法进行测定，全部P 分别以NaOH 熔融-硫酸锑抗比色-紫外分光光度法进行，全K 通过NaOH 熔融-火焰光度计法进行测定。全部土样需进行3 次以上的测定，去额宝获得数据足够平均[3]。

图1 造林模式

4 研究成果和结论

不同混交模式桉树人工林的生长状况如表1 所示，在混合林中，巨尾按的胸径、高、枝下高、冠幅和单株面积都比纯林中的巨尾按高，分别为14.32cm、8.58m、2.89m 和0.1231m。4 种混交林的巨尾按在这些指标上，平均比纯林高9.28%、5.59%、18.68%、5.28%。因其生长特征的差异，与混交的种珍贵树种生长也存在一定的差别，其胸径、高、枝下高、冠幅和单位面积等生长指数都呈现出红椎＞望天树＞格木＞降香黄檀。方差结果显示，除了巨尾按十降香黄檀混交林之外，在混交林中，巨尾按的胸径、冠幅和单株材积都明显大于纯林，但林分间高度差异无明显差异。以巨尾按和4 种珍稀树种进行混搭，以其快速的生长优势，主要表现在林冠上层，迅速占据林冠层上方，后者则处于林冠层下方。这样的复合林分，不仅可以有效的利用森林面积和光照，且林分相对稳定，对森林的生长也更为有利[4]。

表1 不同混交模式桉树人工林的生长状况

不同混交模式桉树人工林的土壤养分特征如表2所示，不同类型的混合林pH 与巨尾桉纯林存在明显差别。巨尾桉纯林的土壤pH 最低，巨尾桉+降香黄檀、巨尾桉+望天树、巨尾桉+格木和巨尾桉+红椎混交林，其pH 均比巨尾桉纯林高4.82%、10.27%、9.64%和10.90%。结果表明，造林方式影响森林土壤酸性，树种混合有利于缓解土壤酸性问题。与此同时，巨尾桉+红椎混交林的速效N 和全N 含量最大，巨尾桉+望天树混交林略小于巨尾桉+格木混交林。整体而言，由于采用人工造林方式，导致土壤品质恶化，但树种间的混合种植，对土壤的长期保持是有益的。

表2 不同混交模式桉树人工林的土壤养分特征

5 讨论建议

实验结果显示，在混交林内，巨尾桉胸径、枝下高、冠幅和单位面积都明显大于纯林。由于巨尾桉为一种快速生长的乔树种，与其他树种进行混合种植时，其生长时间比其他树种要短。且随着林木的生长，个体之间的竞争也会变得越来越小，再加上其侧光加强，使得其可以获得更多的光照资源[5]。结果表明，不同林分间的巨尾桉高度生长无明显差别，主要因素表现在以下方面：①随着树龄的增长，呼吸耗能增大，对营养的需求减少。②桉树林分生长期间，由于土壤可供养分减少，导致树木高度生长受到抑制。结果表明，巨尾桉树高生长与生物学特性和林地肥力密切相关。虽然在混交林中，随着巨尾桉的配植比例减少，巨尾桉树的蓄积量有所下降，但是根据林分的总积累，巨尾桉+红椎混交林＞巨尾桉+望天树混交林＞巨尾桉+格木混交林＞巨尾桉纯林＞巨尾桉+降香黄檀混交林。与4 种珍稀树种进行混交，以红椎为最佳，为巨尾桉混交林提供了较好的混合林研究数据。混交林半分解层凋落物存量均大于未分解层，巨尾桉纯林则相反，这就意味着，表明混交林提高了凋落物积累量及其分解速率，但在化感作用中，会对枯叶物质的降解具有明显的抑制效应。另外，由于巨尾桉造林方式对森林酸化产生一定影响，而混交林对缓解土壤酸化起到了促进作用，这一点与国内外有关学者的研究结果相吻合。个别学者认为，由于的次生代谢产物—酚酸类物质，是导致土壤酸性的重要因素，会限制植物的生长，降低土壤的生物多样性。文章的数据研究结果也表明，混合林表层土壤有机质比巨尾桉纯林更好，和其他学者与桉树+台湾桤木混交林可增加土壤有机质的结论达成一致，表明掉落物质总量的增加，对森林土壤有机质的增加是有益的。在各种混交方式下，巨尾桉+红椎混交林的土壤速效N 和全N 含量最高，土壤pH 和其他土壤养分，主要是巨尾桉+红椎混交林＞巨尾桉+望天树混交林＞巨尾桉+格木混交林＞巨尾桉+降香黄檀混交林＞巨尾桉纯林，但林分间速效P 水平无明显差别，主要是由于华南地区森林中P 缺乏所致。结果表明：巨尾桉树+红椎混交林的地土壤肥效果最好。

6 结语

综上所述，混交种植对桉树的林分生长及土壤营养均有明显促进作用。结合林分品质和产量两个方面来看，采用巨尾桉+红椎混交法，对于改善林分稳定性、凋落物量、改善土壤品质等工作上，具有明显的优越性，可在林分中大力提倡使用巨尾桉+红椎混交法，发挥出混交技术的最大价值，对于推动我国林业事业的发展和进步意义重大。