灰木蓮人工林密度效應初步研究

黃鎮雄

摘要：為了了解不同造林密度條件下灰木蓮人工林生長量、林下植物和土壤物理性質的變化，在漳州平和縣開展了造林密度分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2的灰木蓮試驗研究。對造林5年后林分進行了調查，結果表明：隨著造林密度的增大，灰木蓮的樹高、胸徑、單株材積生長量下降，而單位面積蓄積量以1600株/hm2的林分最高；3種造林密度的林分中，1600株/hm2的林分其林下植物種類最多，植物多樣性指數最大，林分土壤疏松透氣。

關鍵詞：灰木蓮；造林密度；土壤肥力；植物多樣性

中圖分類號：S792

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）09010602

1 引言

灰木蓮（Magnoliaceae glanca Blume）是木蘭科木蓮屬的常綠喬木樹種，是國家一級保護的瀕危植物?；夷旧徤L快，適應性較強，干形通直，樹形優美，是優良的用材樹種和觀賞樹種[1]。漳州地區以往主要的人工林是桉樹，近年來桉樹造林的規模在逐漸減少，而各種珍貴樹種在蓬勃發展?；夷旧徱蚱渚哂兴偕土己玫倪m應性在漳州地區山地造林中得到應用。有關灰木蓮的研究，以往主要集中在灰木蓮育苗技術[2]、生物學特性[3]、生長規律[4]和生產力[5]等方面，而對不同密度灰木蓮的生長、生物多樣性以及土壤物理性質的差異性研究目前尚處于空白。為此，筆者在漳州平和縣文峰鎮文美村開展了灰木蓮不同密度造林試驗，探索密度對灰木蓮生長、植被和土壤性質的影響，從而為灰木蓮人工林科學經營提供依據。

2 試驗點概況

試驗點位于漳州市平和縣文峰鎮，地處東經117°26′1″～117°26′24″、北緯24°26′57″～24°27′13″，氣候屬于南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫約20 ℃，極端高溫40.5 ℃，極端低溫0 ℃，有霜期短，雨量充足，年降水量1700 mm左右。試驗地設在文峰鎮文美村6大班010小班，屬于雙龍農莊名貴樹木種植基地，海拔高55～120 m，坡向東偏北，平均坡度26°，面積26 hm2，土壤為山地紅壤，土層厚度達到1 m，腐殖質層厚度10 cm，土壤肥力中等。林下植被有五節芒、芒萁骨、蕨類、雜灌木等。

3 研究方法

3.1 試驗設計與造林

試驗地前身為琯溪蜜柚園，2011年10月將果園改種為珍貴樹種灰木蓮，2011年底對果園進行清雜煉山后，在原來的種植梯帶上開展灰木蓮不同密度造林試驗，造林密度設3種，分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2，對應的造林株行距分別為1.8 m×1.8 m、2.5 m×2.5 m和3.0 m×3.0 m。試驗隨機區組設計，3次重復，每塊試驗小區面積為20m×20m，共9塊試驗小區。整地挖穴的規格為40 cm×40 cm×30 cm，造林前一周施鈣鎂磷肥500g/穴作基肥，于2012年3月6～9日造林。

3.2 試驗林管理和調查

3.2.1 試驗林管理

造林后當年5月份和8月份各撫育一次，撫育后埋施復合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）400g/株，造林后第二年的3月份和6月份各撫育一次，撫育后埋施復合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）500 g/株 ，9月份再撫育一次；造林后第3年的3月份和9月份各撫育一次，撫育后埋施尿素750 g/株。

3.2.2 試驗林調查

生長量調查：造林后每年對試驗林的生長情況進行調查，建立試驗林年生長情況文檔資料。2017年3月，對試驗林進行全面調查，分試驗小區進行每木調查，每株活立木調查其樹高、胸徑，求算平均胸徑、樹高和單株材積，灰木蓮單株材積公式V=0.00005276D1.882161H1.009317，蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數。

林下植物多樣性調查：對每塊試驗小區內進行梅花狀分布5個面積為2 m×2 m的小樣方，在小樣方內調查灌木和草本的種類、數量，計算每個試驗小區的林下植物多樣性。植物多樣性Simpson指數D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1），Shannon-Wiener指數H=-∑Ni/Nlog2Ni/N，物種豐富度S為物種總的種數，物種均勻度J=N（N/S-1）/∑Ni（Ni-1）。式中Ni表示某個種的個體數目，N表示所有種個體樹木總和。

土壤采樣和測定：在每塊試驗小區內，按“S”型路線隨機確定4個土壤采樣點，在每個采樣點挖垂直土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm用“環刀法”取土壤用于物理性質測定[6，7]。

4 結果與分析

4.1 不同密度灰木蓮人工林生長量差異性比較

人工林生長過程中，當林分郁閉后，密度就成為影響人工林生長的一個主要因素。從不同密度灰木蓮生長情況看出（表1），灰木蓮的生長量呈現出隨造林密度增大而下降的趨勢。造林密度為3088株/hm2的林分，其平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與造林密度為1600株/hm2的林分相比，分別降低了20.0%、22.2%和50.1%；而造林密度為1600株/hm2林分，其平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與造林密度為1112株/hm2林分相比，分別降低了12.9%、9.7%和28.2%。林分單位面積蓄積量以造林密度為1600株/hm2林分最高，比造林密度為3088株/hm2和1112株/hm2的林分分別提高了10.0%和12.0%。通過方差分析，不同造林密度的灰木蓮平均樹高達到顯著水平，平均胸徑、平均單株材積和單位面積蓄積量均達到極顯著水平。本試驗條件下，灰木蓮造林以造林密度為1600株/hm2較為合適。

4.2 不同密度灰木蓮林分植物多樣性對比

對于郁閉的森林，林下植被多樣性可以用來表征森林的生態良好程度。從不同造林密度的灰木蓮林下植被調查情況看出（表2），林下植被種類、均勻度和多樣性指數表現出1600株/hm2林分〉1112株/hm2林分〉3088株/hm2林分。以灌木層植被為例，1600株/hm2林分的灌木層種類比1112株/hm2林分和3088株/hm2林分分別大了28.6%和28.6%，均勻度大了2.9%和7.2%，simpson指數大了1.7%和3.1%，shannon-wiener指數大了4.6%和5.5%。

4.3 不同密度灰木蓮人工林土壤物理性質狀況分析

通過對不同密度灰木蓮人工林土壤物理性質測定看出（表3），不同密度灰木蓮土壤容重、孔隙度和通氣度有差異，造林密度為1600株/hm2林分的土壤容重最小，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度最大，造林密度為3088株/hm2林分的土壤容重最大，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度最小，造林密度為1112株/hm2林分的以上幾個指標居中。土壤容重、孔隙度和通氣度都是反映土壤疏松程度的指標，容重大而孔隙度和通氣度小的土壤粘性較強或較為板結，而容重小、孔隙度和通氣度大的土壤較為疏松?？梢?，造林密度為1600株/hm2林分的土壤較為疏松透氣，有利于持水，涵養水源能力較強；造林密度為1112株/hm2林分的土壤較為板結，對水分的保持能力較弱，這是因為密度小的林分降雨對土壤的沖擊力大，容易發生地表徑流，土壤易硬化；造林密度3088株/hm2林分的土壤粘性較強，也不容易持水，這是因為密度大的林分土壤濕度大，降雨對林內土壤表面的沖擊力雖小，但土壤吸收水分能力也比較弱。

5 結論與討論

通過對造林5年后初植密度分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2灰木蓮人工林生長量、林下植物多樣性和土壤理化性質的測定分析，生長量方面，隨著造林密度的增大，灰木蓮的樹高、胸徑、單株材積均下降，單位面積蓄積量以造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分最大，不同造林密度的灰木蓮生長量和蓄積量均差異明顯；林下植物多樣性方面，造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分林下植物種類最多，植物多樣性指數最高；土壤肥力方面，造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分土壤疏松透氣。在本試驗條件下，灰木蓮造林以初植密度為1600株/hm2較為合適。

由于本次灰木蓮造林密度試驗僅選了3種密度進行對比，增加其它密度試驗會得出什么樣的試驗結果尚不得知，而且隨著試驗林年齡的增大，不同密度的林分之間的生長量、林下植物多樣性特征以及土壤狀況會發生怎樣的變化也未知。這些問題都有待于下一步繼續研究。

參考文獻：

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