林业科学  2001, Vol. 37 Issue (6): 113-117   PDF    
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陈绍栓, 马祥庆, 陈淑容.
Chen Shaoshuan, Ma Xiangqing, Chen Shurong.
次生阔叶林不同更新方式对林分组成及土壤肥力的影响
EFFECTS OF DIFFERENT REGENERATION PATTERN OF SECONDARY BROADLEAVED FOREST ON STAND COMPOSITION AND SOIL FERTILITY
林业科学, 2001, 37(6): 113-117.
Scientia Silvae Sinicae, 2001, 37(6): 113-117.

文章历史

收稿日期:2000-07-05

作者相关文章

陈绍栓
马祥庆
陈淑容

次生阔叶林不同更新方式对林分组成及土壤肥力的影响
陈绍栓1 , 马祥庆2 , 陈淑容1     
1. 福建省尤溪国有林场 尤溪 365100;
2. 福建农林大学林学院 南平 353001
关键词: 更新方式    林分组成    土壤肥力    
EFFECTS OF DIFFERENT REGENERATION PATTERN OF SECONDARY BROADLEAVED FOREST ON STAND COMPOSITION AND SOIL FERTILITY
Chen Shaoshuan1, Ma Xiangqing2, Chen Shurong1     
1. Youxi National Forest Farm of Fujian Province Youxi 365100;
2. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University Nanping 353001
Abstract: In this paper, the effects of three regeneration patterns, i. e. natural regeneration (N. R.), artificial measures promoting regeneration (A. M. P. R.) and artificial regeneration (A. R.) on stand structure, species composition, undergrowth biomass and soil fertility of secondary broadleaved forests were studied. The results as followed: In 1200 m2 sample plot, there are 159 species (tree 76 species) in N. R. stand, 130 species (tree 62 species) in A. M. P. R. stand and 94 species (tree 33 species) in A. R. stand. In the arbor layer, there are 14 families 28 species in N. R. stand, 12 families 26 species and 2 families 2 species in A. M. P. R. and A. R. stands respectively. The undergrowth biomass, in N. R. stand, A. M. P. R. stand and A. R. stand are 10.903 t·hm-2, 13.893 t·hm-2 and 6.018 t·hm-2 respectively. Compared with the A. R. stand, the changes in N. R. and A. M. P. R. stand are showed respectively as followed: the soil bulk density of 0 ~ 20cm soil layer decreased by 12.44 %and 7.89%, the capillary pore increased by 18.5 % and 15.7 %, the total soil porosity increased by 7.57 %and 12.79 %, the organic matter are increased by 4.03%and 1.50%, the total N increased by 19.02 %and 29.30 %, the total P (P2O5) increased by 63.4 %and 29.2 %.
Key words: Regeneration pattern    Stand composition    Soil fertility    

我国南方林区的采伐迹地大都采用人工造林方式更新, 砍阔造针是营造杉木马尾松等速生丰产林的主要方法。随着大量采伐天然阔叶林, 导致阔叶林面积锐减, 原始阔叶林已极少, 大部分阔叶林已被人工针叶林取代, 而营造的人工林树种单一, 针叶化明显, 导致林分抗逆性差, 林内野生动植物资源锐减, 物种多样性降低, 极易发生病虫害, 并出现多氏经营导致林地退化, 特别是杉木连栽造成的弊端已引起许多学者的极大关注4)~6)。如何保护和发展阔叶树资源是当今林业面临的重大问题。本文根据作者16 a的研究, 探讨了次生阔叶林采伐迹地不同更新方式对林分组成及土壤肥力的影响。

4) 俞新妥等. 杉木连载林地土壤生化特性及土壤肥力的研究. 中国林学会, 人工林地力衰退研究, 1993

5) 邵锦祥. 福建林区杉木连载对土壤肥力和林木生长的影响. 中国林学会, 人工林地力衰退研究, 1993

6) 叶镜中等. 炼山对土壤理化性质的影响. 中国林学会, 人工林地力衰退研究,1993

1 研究地区自然条件

本研究区为福建省中部的尤溪县, 戴云山脉北侧, 地理位置为北纬25°48′~26°24′, 东经117°18′~118°36′, 海拔100~1400 m。该区年平均气温18.9 ℃, 7月平均气温28.9 ℃, 1月平均气温8 ℃, 最高气温39 ℃, 最低气温-4.5 ℃, 年平均降水量1580 mm, 年蒸发量1380 mm, 年相对湿度83%, 无霜期299~322 d, 年积温5783~7161 ℃。区域内地貌以丘陵和低山为主, 土壤为红壤, 属闽浙赣山地丘陵常绿槠类、半常绿栎类常绿阔叶林区(林鹏, 1990)。区域内有维管束植物1779种, 分属196科810属, 其中蕨类30种58属112种, 裸子植物10科23属47种, 被子植物156科729属1620种。

2 研究方法 2.1 试验设计

1982年在尤溪国有林场城区工区双里后山坪常绿阔叶次生林采伐迹地上, 设计天然更新、人促更新和人工造林3种更新方式对林分组成及土壤肥力的对比试验, 设有固定标准地, 标准地面20 m×20 m, 三次重复共9块标准地。

2.2 调查与测定方法

1997-05对固定标准地进行林木调查、林下植被及生物量调查和土壤调查(张万儒等, 1986)。林木调查采用每木检尺, 测定标准地内所有乔木层林木的树高和胸径。林下植被调查在每一个标准地设置16个5 m×5 m的相邻格子样方, 调查各样方内所有林下植物的名称、高度和株数。林下植被生物量调查采用小样方调查, 在每个标准地内均匀设置4个1 m×1 m的小样方, 收集样方内的全部植被和枯枝落叶, 分别称重, 随机抽取一定样品测定含水量。土壤调查采用S型分布在每个标准地内均匀布5点, 挖土壤剖面, 分层(0~20 cm和20~40 cm)取样, 样品混合后带回室内测定土壤理化性质。土壤水分物理性质用环刀法, 有机质用重铬酸钾法, 全氮用凯氏法, 全磷用氢氧化钠碱熔钼锑抗比色法, 水解性氮用扩散吸收法, 速效磷用盐酸氟化铵法, 速效钾用火焰光度计法, pH值用酸度计法。

3 结果与分析 3.1 不同更新方式对林分生长的影响

分为对树种组成、对林下植被及对林木生长的影响。

更新方式是影响群落结构和组成的重要因素。阔叶次生林采伐迹地采用天然和人促更新形成了阔叶林, 而人工种植杉木形成了针叶林。表 1可以看出, 在1200 m2样地内, 胸径≥5 cm的林木, 天然更新有14科28种135株, 其中主要树种米槠28株占20.7%, 拟赤扬12株占8.9%, 华南木姜子9株占6.75%, 木荚红豆树8株占6.0%, 4个树种合计57株占42.2%, 形成了以壳斗科, 安息香科、樟科和蝶形花科等为主的阔叶混交林; 人促更新有12科26种136株, 其中, 主要树种米槠91株占48.9%, 木荷22株占11.8%, 檫树15株占6.5%, 3个树种合计128株占68.8%, 形成了以米槠、木荷、檫树为主的阔叶混交林; 而人工造林只有2科2个树种129株, 即杉木112株占86.8%, 檫树17株占13.2%, 形成了以杉木为主的杉檫混交林, 虽然原有植被为阔叶林, 但由于人工造林的劈草炼山、整地造林及多年的幼林抚育, 多树种的阔叶林已不复存在, 阔叶树种中能够到乔木层的只有檫树, 这说明了采取人促和天然更新能够恢复常绿阔叶林, 而人工造林是针叶化的主要原因。

表 1 不同更新方式林分树种组成 Tab.1 Stand species composition of different regeneration patterns

表 2可看出, 天然更新群落由于无人为干扰, 林下植被物种繁多, 数量也大, 1200 m2样地内有159种7542株, 分别比人促更新和人工造林多29种1728株和65种5148株, 特别是乔木树种达76种和3334株, 分别比人促更新和人工造林多14种1448株和43种2710株, 乔木树种的幼树种类多数量大, 说明群落后备资源丰富, 结构稳定; 人促更新由于有选择地伐除部分乔木及灌木, 使群落的种数及株数均有一定程度的减少, 1200 m2样地内有130种5814株, 比天然更新少29种1728株, 比人工造林多36种3420株, 乔木树种62种1886株, 比天然更新少14种1448株, 比人工造林多29种1262株, 表明人促更新群落与天然更新群落相似, 林下植被种类多, 数量大, 结构稳定; 而人工造林只有94种2394株, 分别比天然更新和人促更新少65种5148株和36种3420株, 其中乔木树种只有33种624株, 分别比天然更新和人促更新少43种2710株和29种1262株, 且大部分为原有伐根的萌芽枝, 生长极差, 今后难以发展, 说明人工造杉木群落结构简单, 植被少, 原有的阔叶群落的特殊已基本丧失。

表 2 不同更新方式林下植被情况 Tab.2 Undergrowth biomass of different regeneration patterns

表 3可以看出, 三种更新方式林木平均高非常接近; 胸径生长, 天然更新与人工造林相近, 而人促更新较小, 这主要由于密度不同所致; 蓄积量三者基本相近, 生长都较好。但从林分发展情况看, 天然更新和人促更新林分长势旺盛, 林下幼苗幼树多表现出极大的生长潜力, 而人工造林生长势已减弱, 今后生长潜力有限。

表 3 不同更新方式林分生长量 Tab.3 Stand growth of different regeneration patterns
3.2 不同更新方式对林下植被生长量的影响

表 4可以看出, 不同更新方式对林分的林下植被生物量影响极大, 不同林分林下植被生物量大小排序为人促更新 > 天然更新 > 人工造林, 人工造林活地被物生物量仅为天然更新和人促更新的17.7%和14.4%, 这是由于人工造林经过劈草炼山、整地和多年的幼林抚育等营林措施对林下植被的破坏所致, 使林下植被的种类和数量急速下降。活地被物表现为天然更新 > 人促更新 > 人工造林, 死地被物表现为人促更新 > 天然更新 > 人工造林。

表 4 不同更新方式林分林下植被生物量 Tab.4 Undergrowth biomass of different regeneration patterns
3.3 不同更新方式对林地土壤肥力的影响

可分为对林地水分物理性质及化学性质的影响。

表 5可以看出, 不同更新方式对林地土壤水分物理性质有较大影响。与人工造林相比, 天然更新和人促更新林地水分物理性质得到明显改善, 其林地0~20 cm土层土壤容重比人工造林林地分别下降了12.44%和7.89%, 毛管孔隙分别增加18.5%和15.69%, 总孔隙分别增加7.57%和12.79%, 通气度增加34.7%和38.7%, 而且林地最大持水量, 毛管持水量等均比人工造林林地有不同程度的提高, 表明天然更新和人促更新恢复阔叶林比人工针叶林更有利于林地水分和孔隙状况的改善。但这种影响对20~40 cm层较小。

表 5 不同更新方式林地水分物理性质 Tab.5 Humidity and physical properties of wooded land of different regeneration patterns

林木自土壤中吸收的矿质养分相当一部分是以凋落物形式归还土壤。由于不同树种的生物学特性不同, 使得其凋落物的质和量及分解速率均有较大的差异, 从而影响土壤的养分状况。不同更新方式形成了不同的林分, 天然更新及人促更新方式形成了次生阔叶林; 而人工造杉木形成了针叶林, 由此导致了林分化学含量的较大差异。从表 6可见, 与人工造林林地相比, 天然更新和人促更新林地各项养分指数均不有同程度的增加, 其中天然更新和人促更新0~20 cm土层有机质比人工造林林地提高4.03%和1.50%, 全氮分别提高19.02%和29.30%, 全磷分别提高63.42%和29.2%, 水解性氮、速效磷和速效钾等均有不同程度的提高, 这说明天然更新和人促更新有利于林地肥力的改善。

表 6 不同更新方式林地土壤化学性质 Tab.6 Chemical properties of soils of different regeneration
4 结论

不同更新方式对林分结构和树种组成有重大影响。天然更新和人促更新形成了以壳斗科为主的常绿阔叶混交林, 人工造杉木形成了针叶林。在1200 m2样方中, 乔木层天然更新和人促更新分别有14科28种和12科26种, 而人工造林只有2科2种; 林分内, 天然更新有159种7542株, 人促更新有130种5814株, 而人工造林只有94种2394株, 其中影响最大的是乔木树种, 天然更新有76种3334株, 人促更新有62种1886株, 而人工造林只有33种624株。

不同更新方式对林木生长影响较小, 三种更新方式树高生长、胸径生长和蓄积量基本相近, 但天然更新和人促更新林分生长潜力较大, 人工造林生长后势较差。

不同更新方式对林下植被生物量有较大影响, 活地被物量人工造林只有天然更新和人促更新的17.7%和14.4%, 死地被人工造林只有天然更新和人促更新的85.4%和53.8%, 地被物总量人工造林只有天然更新和人促更新的55.2%和43.3%。

不同更新方式对林地土壤水分和物理性质有较大的影响, 0~20 cm土层土壤容重天然更新和人促更新比人工造林分别下降了12.44%和7.89%, 毛管孔隙分别增加18.50%和15.69%。总孔隙分别增加7.57%和12.79%, 通气度分别增加34.7%和38.7%, 各种水分含量均有不同程度的提高。

不同更新方式对林地土壤肥力有较大影响, 0~20 cm层土壤, 有机质天然更新和人促更新比人工造林多4.03%和1.50%, 全氮分别提高19.02%和29.30%, 全磷分别提高63.40%和29.2%, 水解性氮、速效磷和速效钾均有不同程度的提高。

参考文献(References)
林鹏. 1990. 福建植被. 福州: 福建科技出版社.
张万儒, 等. 1986. 森林土壤定位研究方法. 北京: 中国林业出版社.