檫树(Sassafras tsumu)属于樟科, 落叶大乔木, 枯枝落叶量易分解, 具有良好的改良土壤功能(福建林业厅主编, 1986)。为了解决大面积杉木(Cunninghamia lanceolata)连栽引起的地力衰退问题, 以及改变我国南方造林树种单调的局面, 人们大量开展了杉檫混交试验, 鉴于混交林根系生长发育状况对林分稳定性及生产力起着重要作用, 我们在福建永安西洋林业站进行了杉檫混交根系效应及其混交效果的研究, 试图揭示杉檫混交经营的合理性。

1 试验地概况及研究方法

试验地位于福建永安市西洋林业站, 地处东径117°21′, 北纬25°28′, 系中亚热带季风气候, 年降雨量平均为1586.5 mm, 年均温19.1℃, 无霜期302 d, 试验地平均坡度为35°, 分东坡(ES)和西坡(WS)两实验区, 土壤为山地红壤。试验地为马尾松和阔叶林采伐迹地, 1989年秋劈草炼山, 翌年春季造林, 两实验区各分为混交林实验小区和杉木纯林实验小区。实验总面积6 hm²。杉纯林和混交林造林密度均为3600株·hm^-2, 混交林混交比例为4杉木1檫树, 以行间形式混交, 每个实验区中的两个实验小区立地条件和管理措施一致。

研究方法:1997年在各实验小区分别设立3个10 m×10 m的四联样方进行每木检尺, 测算林分的平均测树因子, 结果是纯林中杉木平均树高及胸径分别为10.56 m和14.94 cm, 混交林中杉木平均树高及胸径分别为11.53 m和17.09 cm。以林分平均树高和平均胸径确立标准木, 伐倒进行根系研究。用土柱法(李振问等, 1993; W·伯姻著, 1985)调查小区根系量。土柱设置实行机械布点, 距离相等, 行间行内分布均匀, 样柱数为纯林6块(行间行内各3块), 混交林12块(杉木行内和檫树行内各3块, 杉木行在南, 檫树行在北的行间和杉木行在北檫树行在南的行间各3块)。土柱规格为长度和宽度均为50 cm, 深100 cm, 并按如下层次分层掘出土壤:0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm、50~60 cm、60~80 cm及80~100 cm, 将各层土中所有根全部拣净, 并按层次分别装袋带回室内, 在孔径0.1 mm的筛中仔细把根上所附着的土冲洗干净, 风干后再按树种分类。每个树种的根系按直径分为3级: < 2 mm、2~10 mm、>10 mm。在风干状态下称重。< 2 mm的为细根, 2~10 mm的为粗根, 二者之和为全根。>10 mm的为骨骼根系另作统计。对各林分各级根系分别测含水量, 计算单位体积内各级根的干重。用土柱中的根量推算小区根系量, 小区内各树种根量分别与其株数相除所得商即为该树种单株平均根量。数据用常规数理统计方法分析。

2 结果与分析 2.1 坡位、坡向对杉木纯林及杉、檫混交林根系生长的影响

不同林分各树种在不同坡位、不同坡向根量分布情况及差异如表 1、表 2所示。从表中可以看出, 无论是西坡还是东坡, 无论是混交林还是杉木纯林, 杉木在下坡位其细根量均高于上坡位, 且差异达到极显著。说明下坡位更有利于杉木生长。相同坡向相同坡位混交林中杉木细根量及粗根量均比纯林的高, 且在上坡位混交林中杉木细根量与杉木纯林的细根量间差异更大。这与伴生效果优劣差异一致(表 3)。也说明上坡位檫树对杉木根系生长的促进作用更显著。而在下坡位檫树这种效应明显不如上坡位强。研究发现下坡位杉木树高总体略高于檫树8.8 cm, 说明杉木对下坡位立地条件的适应性及竞争力强于檫树, 檫树有被压现象, 从而使伴生效果次于上坡位的。另檫树的根量除了东上坡细根量小于下坡外, 其它无论是粗根量还是细根量均体现为上坡位大于下坡位, 且在上坡位檫树树高平均比杉木高出12 cm, 说明檫树对上坡位的立地条件适应性强, 生长良好, 这可能有利于其落叶量的增加, 从而提高其伴生效果; 也说明杉檫混交缓解了上坡位对杉木早期生长的不利影响。

2.2 杉檫混交根量垂直空间分布

从表 1可以看出上坡位混交林中杉木细根量主要集中分布在土层0~40 cm范围内, 檫树的根量集中在0~60 cm土层中, 与杉木根系分布密集区相近, 不利于根系对土壤空间的利用; 杉木属于浅根性, 而檫树属于深根性, 从理论上讲应是较合适的伴生树种, 但由于上坡位土层相对薄而贫瘠, 导致檫树侧根很发达。这势必造成与杉木竞争养分; 因此实践中应注意混交比例的适宜度。而在下坡位杉木细根量却比较均匀地分布在0~60 cm的土层中, 檫树的根系主要分布在0~80 cm土层中, 可见下坡位混交林中的杉木、檫树根系分布更趋合理, 根系分布空间大, 根系间均未出现相排斥现象, 可见杉檫根系间无干扰效应。在下坡位土层相对厚而肥, 有利于根系深扎, 所以檫树整体根系向下发展与杉木根系分布形成交错。另从表 1同时可以看出杉檫混交林中杉木根系在不同坡向相同坡位间根量差异较小。可见坡向对杉檫混交林早期生长作用不大。

2.3 杉檫混交效果与根系效应关系

从表 2、表 3可以看出杉檫混交效果与两者根系效应的优劣基本一致, 明显表现为根系效应佳的上坡位混交效果优于下坡位, 这表明两树种混交其效果优劣与两者根系间效应成正相关。

3 结论与建议

檫树具有明显促进杉木根系生长作用, 表现在杉檫混交林中杉木单株根量明显高于纯林中的杉木单株根量。

杉檫混交初期的根系效应因坡位变化而有明显的差异, 表现在上坡位效应比下坡位效应佳, 这种差异也反映在檫树对杉木树高和胸径生长上。可见混交效果与其根系效应成正相关。

地形因子会显著地影响伴生树种的伴生效果, 同一伴生树种伴生效果会因地形条件的变化而发生变化, 故营造混交林时应注意地形的选择。

在选择伴生树种时除了应注意地上空间的协调性外, 还应注意地下根系间的协调性。

对于杉檫混交初期为何上坡位效果更显著, 这方面生态机理有待于进一步研究。