闽北山地杉木-厚朴混交林生长状况及土壤理化性质研究

张莉

(福建省三明市三元区林业局， 福建 三明 365001)

杉木(Cunninghamialanceolata)是闽北山区主要的造林树种，科学研究和生产实践都表明杉木纯林多代经营易发生生产力下降、土壤退化、病虫危害等一系列问题[1-3]。营造混交林特别是杉木与阔叶树混交可以达到恢复地力、保持稳定生产力和促进人工林生态系统稳定性的作用[4]。厚朴(MagnoliaofficinalisRehd.etWils.)是木兰科木兰属落叶乔木树种，为中国特有的珍贵树种，主要在四川、湖北等地分布，叶大荫浓，花大美丽，可作绿化观赏树种[5,6]。木材供建筑、板料、家具、雕刻、乐器、细木工等用，树皮、根皮、花、种子及芽皆可入药，以树皮为主，为著名中药，有化湿导滞、行气平喘、化食消痰、祛风镇痛之效；种子有明目益气功效，芽作妇科药用。开展杉木与厚朴混交造林研究，探索杉木与厚朴合适的混交方式和比例，可为杉木-厚朴混交林的合理经营提供参考。

1 试验地概况

试验地设在三明市三元区中村乡南坑村，地理坐标117°36′ E，26°17′ N，气候属于中亚热带山地气候，年均气温19.8 ℃，年均降水量1 400～1 780 mm, 年均日照1 950 h，海拔870 m，坡度20°～26°，坡向朝南，土壤类型为红壤，土层深厚。试验地前身为杉木林，主要林下植被有芒萁骨、狗脊、毛冬青等。

2 研究方法

2.1 试验设计和造林

2000年春，在三元区中村乡南坑村杉木林采伐后经过炼山整地(挖穴规格60 cm×40 cm×40 cm)的造林地上，开展杉木与厚朴混交造林试验，杉木与厚朴采取行状混交，混交比例分别为1∶1、2∶2和3∶3共3种，以杉木纯林作为对照。试验随机区组设计，重复3次，共设12块试验小区，每小区面积30 m×30 m，造林株行距2 m×2 m，初植密度为2 500株·hm-2。

2.2 试验林调查

试验林造林后每年进行正常的经营管理，没有进行间伐。2018年8月，对试验林进行每木检尺，量测每块试验小区内每株杉木、厚朴活立木的胸径、树高。在每块试验小区内随机设置5个土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm土层分别取土样用于土壤物理和化学性质测定[7,8]。

3 结果与分析

3.1 不同比例杉木-厚朴混交林生长状况比较

通过对杉木-厚朴混交林和杉木纯林的胸径、树高测定，结果见表1。由表1可知，不同混交林中杉木和杉木纯林的生长量不一样，杉木-厚朴按3∶3比例混交的林分中杉木生长最好，其平均胸径、树高与杉木纯林相比分别提高了19.8%、11.4%，与杉木-厚朴按1∶1比例混交的林分中杉木相比分别提高了5.6%、3.9%，与杉木-厚朴按2∶2比例混交的林分中杉木相比分别提高了11.8%、6.3%。杉木-厚朴混交林中杉木胸径、树高生长比杉木纯林快。经方差分析(表2)，不同类型林分之间杉木的树高、胸径生长均存在显著差异。可见，杉木与厚朴混交后能明显提高杉木的生长量，且杉木与厚朴采用3∶3比例进行混交对促进杉木生长的效果最好。

表1 不同比例杉木-厚朴混交林生长情况

表2 不同林分中杉木树高和胸径方差分析表

3.2 不同比例杉木-厚朴混交林土壤物理化学性质分析

3.2.1 不同比例杉木-厚朴混交林土壤通透状况 通过测定3种杉木-厚朴混交林和杉木纯林的土壤容重、孔隙度和通气度(表3)，表明杉木-厚朴混交林的土壤容重比杉木纯林低，土壤孔隙度和通气度比杉木纯林高。混交林中，杉木-厚朴3∶3混交林的土壤容重最小，土壤孔隙度和通气度最大。杉木-厚朴3∶3混交林0～20 cm层土壤容重与杉木纯林同层次土壤相比降低了11.5%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度分别提高了19.8%、42.0%、24.5%和20.7%；杉木-厚朴3∶3混交林20～40 cm层土壤容重与杉木纯林同层次土壤相比降低了3.7%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度分别提高了25.8%、34.8%、27.1%和37.0%。土壤容重、孔隙度和通气度是土壤通透性的指标，土壤容重小，孔隙度和通气度大说明土壤通透性好、持水性强。可见杉木-厚朴混交林的土壤比杉木纯林疏松透气，有利于改善土壤结构，从而促进林木根系伸展和生长。不同杉木-厚朴混交林以杉木与厚朴按3∶3比例混交对土壤结构的改善效果最好。

表3 不同比例杉木-厚朴混交林土壤的通透状况

3.2.2 不同比例杉木-厚朴混交林土壤化学性质 对不同比例杉木-厚朴混交林和杉木纯林的土壤化学性质进行测定结果(表4)看出，杉木-厚朴混交林土壤的有机质、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木纯林，其中，杉木-厚朴3∶3混交林0～20 cm层土壤的有机质、水解性N、速效P和速效K的含量与杉木纯林同层次的土壤相比分别提高了27.8%、23.6%、21.0%和19.2%；杉木-厚朴3∶3混交林20～40 cm层土壤的有机质、水解性N、速效P和速效K的含量与杉木纯林同层次的土壤相比分别提高了33.8%、12.2%、37.6%和16.7%。杉木-厚朴混交林中，又以杉木-厚朴3∶3混交林土壤的有机质、水解性N、速效P和速效K的含量最高。可见，杉木与厚朴混交提高了土壤肥力。这可能是由于杉木-厚朴混交林土壤疏松透气，使得土壤中各种动物、微生物活动得到加强，其对凋落物分解起到了很好的促进作用，且厚朴为落叶树种，量多的落叶和及时的分解使较多的营养物质返回土壤，这样就对土壤的肥力有良好的改善。

表4 不同比例杉木-厚朴混交林土壤化学性质

4 结论

对混交比例分别为1∶1、2∶2和3∶3的19年生杉木-厚朴混交林及杉木纯林的生长情况、土壤通透状况和土壤肥力进行测定，表明杉木与厚朴混交促进了杉木生长，且杉木与厚朴按照3∶3的比例混交对杉木生长的提高幅度最大；杉木与厚朴混交使土层变得疏松通透，可起到较好的改善土壤结构的作用，杉木-厚朴3∶3的混交林土壤的通透性最好；杉木-厚朴混交林土壤的有机质、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木纯林，杉木与厚朴混交可以提高土壤肥力，杉木-厚朴3∶3的混交林土壤的肥力状况最佳。本试验条件下，杉木与厚朴按3∶3的比例行状混交效果最好。