王軍新,鄭 堅(jiān),張旭樂
(1.臨安市林業(yè)局,浙江臨安 311300;2.浙江省亞熱帶作物研究所,浙江溫州 325005)
火燒跡地不同造林模式對(duì)浙江楠生長影響的分析
王軍新1,鄭 堅(jiān)2*,張旭樂2
(1.臨安市林業(yè)局,浙江臨安 311300;2.浙江省亞熱帶作物研究所,浙江溫州 325005)
浙江楠(Phoebe chekiangensis)為樟科楠木屬高大常綠喬木,為我國特有的珍貴木材,屬闊葉樹種。由于人為亂砍濫伐、浙江楠的生物學(xué)特性、自然環(huán)境以及病蟲害等因素的綜合作用,致使浙江楠資源接近枯竭。為此,許多地區(qū)開展了浙江楠人工造林等試驗(yàn)。國內(nèi)有不少學(xué)者對(duì)楠木的生物學(xué)特性及造林技術(shù)進(jìn)行研究表明,浙江楠幼林較耐蔭。因此,本研究以浙江楠造林基地為研究對(duì)象,探討比較火燒跡地條件下的不同造林模式對(duì)浙江楠生長效果的影響,為今后推廣應(yīng)用提供參考。
浙江楠;造林模式;生長效果
楠木是我國的珍貴樹種,在國內(nèi)外享譽(yù)盛名,但由于人為亂砍濫伐等因素的制約,導(dǎo)致楠木資源極盡枯竭[1-2]。天然楠木生長緩慢,而人工楠木林受其自身生物學(xué)特性制約成活率較低,這就要求人工楠木林的發(fā)展與經(jīng)營技術(shù)進(jìn)一步提高[3]。我國又是一個(gè)森林資源十分匱乏的國家,人均森林蓄積量僅為世界平均水平的12%左右,并且森林火災(zāi)事故多發(fā),僅有的森林經(jīng)常遭受火災(zāi)危害,直接危及林木、土壤、微生物以及野生動(dòng)物等生態(tài)安全[4-5],造成巨大的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失[6],后續(xù)森林的生態(tài)功能修復(fù)較為困難[7-8]。本研究初步探索了火燒跡地不同造林模式條件下楠木的生長情況,以期在保護(hù)楠木資源的同時(shí),改良火燒跡地的生態(tài)環(huán)境。
研究地位于青山湖風(fēng)景區(qū)內(nèi),為丘陵山地,坡度在20~30°,土壤類型為紅壤。由于歷史原因遭受過嚴(yán)重的人為破壞,自然生長的喬木種類僅有馬尾松(Pinusmassoniana),林下分布少量的灌木如野漆(Toxicodendron succedaneum),烏飯(南燭)(Vaccinium bracteatum Thunb.),其余為鐵芒萁(Dicranopteris dichotoma)。
2.1 浙江楠不同造林模式的生長效果比較
采用平衡不完全隨機(jī)區(qū)組(BIB)設(shè)計(jì),對(duì)純浙江楠(Phoebe chekiangensis)、浙江楠與楓香(Liquidambar formosana)、浙江楠與木荷(Schima superba)3個(gè)處理分6個(gè)區(qū)組進(jìn)行對(duì)比研究。每個(gè)區(qū)組設(shè)3小區(qū),共設(shè)樣地15個(gè),樣地面積為20 m× 30 m。
2011年2月全面挖坑(50 cm×50 cm× 40 cm),3月種植2年生大苗木進(jìn)行跡地更新,樹種有浙江楠、楓香、木荷等,苗木高度1~1.1 m,地徑0.8~1 cm,根據(jù)試驗(yàn)要求,采用不同混交方式,于造林的2012年2月下旬、2013年2月下旬各施復(fù)合肥1次,每次每株250 g。2011年10月對(duì)苗木的成活情況進(jìn)行全面抽樣調(diào)查,對(duì)死苗于2012年3月進(jìn)行補(bǔ)植,2014年4月,對(duì)造林3年后的試驗(yàn)林進(jìn)行全面的抽樣調(diào)查[9-10]。
每片更新造林地設(shè)置5個(gè)面積為20 m×20 m的臨時(shí)樣地,對(duì)樣地進(jìn)行每木調(diào)查,測(cè)定樹高和冠幅,根據(jù)測(cè)定的冠幅值推算林分蓋度。并對(duì)小灌木設(shè)定2 m×2 m的臨時(shí)樣地。測(cè)定物種多樣性及蓋度。
物種多樣性的測(cè)度選用豐富度指數(shù)(S,即樣地中物種總數(shù))、物種多樣性指數(shù)(H為Shannon-Weiner指數(shù),D為Sinpson指數(shù))和均勻度指數(shù)(JH)3類。
式中Pi為個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體數(shù)的比例。
2.2 火燒跡地的土壤理化性質(zhì)變化
火燒過和未燒過的地區(qū)采集土樣,分別用S和CK表示,采土深度分為0~5、5~10和10~15 cm,每層重復(fù)3個(gè),帶回室內(nèi),風(fēng)干磨細(xì),通過5 mm篩孔備用。分別測(cè)定土壤容重、有機(jī)質(zhì)、pH值、有機(jī)磷含量。
3.1 浙江楠不同造林模式的生長效果比較
由表1可見,楠木與不同樹種混交后生長均好于楠木純林,其中以與楓香混交生長水平最好,其平均樹高和地徑分別比楠木純林高18.3%和16.7%;其次是與木荷混交,其平均樹高比楠木純林高8%以上。
表1 不同混交類型對(duì)浙江楠生長的影響
由表2~3可知,浙江楠不同造林密度及混交方式的平均樹高204 cm,平均地徑3.3 cm。造林密度及混交方式之間生長量差異不明顯。
表2 不同混交方式對(duì)浙江楠生長的影響
表3 不同造林密度對(duì)浙江楠生長的影響
3.2 火燒對(duì)土壤結(jié)構(gòu)養(yǎng)分的變化
火燒對(duì)土壤性質(zhì)的影響如表4所示。結(jié)果表明,相比對(duì)照,火燒跡地0~5 cm深度的表層土壤容重增加10%,而5~15 cm深度土壤容重?zé)o明顯變化;火燒跡地0~5 cm和5~10 cm的pH值較對(duì)照有所增加,而10~15 cm土層pH值差異不明顯;火燒跡地表層0~5 cm有機(jī)質(zhì)比對(duì)照減少14%,但5~10 cm和10~15 cm土層有機(jī)質(zhì)含量變化不大;速效磷0~5 cm增加了500%,5~10 cm增加150%,10~15 cm增加了60%,均明顯高于對(duì)照;全氮0~5 cm下降了44%,5~10 cm下降37%,10~15 cm無明顯差異。
表4 火燒對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響
3.3 植被恢復(fù)情況
未種植地的小喬木樹種為野漆,蓋度為0.007,種植喬木樹種后蓋度顯著高于未造林(表5)。草本層及灌木層的植物以自然更新萌發(fā)的植物為主,草本層主要為鐵芒萁,蓋度占80%以上;其余為算盤子、白花龍、杜鵑、烏飯、大青、白茅、鹽膚木,蓋度約為0.01。
表5 火燒更新跡地不同樣地物種多樣性
浙江楠×楓香混交林中樹高與地徑生長均好于楠木純林,而在楓香、木荷混交林中,由于楓香、木荷幼樹生長快,郁閉早,導(dǎo)致楠木受光不足,影響目的樹種浙江楠地徑生長。而純楠木林分由于光照過強(qiáng),也抑制了浙江楠生長。浙江楠與楓香混交林中,由于馬尾松生長速度較適宜,能為浙江楠幼苗生長提供較良好的生態(tài)環(huán)境,長勢(shì)較好。因此,根據(jù)浙江楠幼年喜陰和天然楠木林有楓香伴生的特性,采用浙江楠與楓香混交最為理想,可以推廣應(yīng)用。
火燒對(duì)土壤最直接的影響是土壤溫度的變化,隨之土壤理化性質(zhì)也會(huì)發(fā)生一定的改變[11]。這些改變與土壤類型、可燃物類型、林火強(qiáng)度、消耗的地被物載量、土壤受熱程度、火燒面積及頻率有關(guān)。研究中發(fā)現(xiàn),火燒跡地表層0~10 cm土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化,容重、pH值、速效磷與對(duì)照相比均有所增加,而有機(jī)質(zhì)含量、全氮濃度均呈下降趨勢(shì),10~15 cm土層各指標(biāo)變化不大。表層土壤容重的增加與表層土壤火燒強(qiáng)度較大、溫度較高、有機(jī)碳損失有關(guān);另外,也可能是高溫條件下土壤結(jié)構(gòu)被破壞,后續(xù)雨水沖刷造成土壤板結(jié),進(jìn)而導(dǎo)致容重增加。pH值增加,其原因是火燒后地表枯枝落葉、活地被物、活立木等都轉(zhuǎn)化成灰燼,灰分元素(鉀、鈉、鎂等)被釋放,通過火燒后第一場(chǎng)大雨淋溶到土壤層中,中和土壤酸性,使土壤pH值升高?;馃a(chǎn)生灰分物質(zhì),進(jìn)而促使土壤磷含量的提高。火燒對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的直接影響表現(xiàn)為土壤無機(jī)物分解,間接表現(xiàn)則為將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的無機(jī)物,并重新與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以火燒后土壤的化學(xué)性質(zhì)必然會(huì)發(fā)生一系列的變化,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量下降。由于土壤氮素主要來源于土壤有機(jī)質(zhì),因此,一般情況下氮素在田間條件下的損失量與消耗的土壤有機(jī)質(zhì)相關(guān)。由于林火影響到土壤氮素,降低土壤全氮含量,因此建議燒后要及時(shí)造林更新,既可及時(shí)應(yīng)用有效磷,又可及早改變土壤性狀。
由于林業(yè)周期較長,特別是珍貴樹種-浙江楠生長也較慢,其不同密度、不同混交方式對(duì)浙江楠生長的影響目前還未見明顯表現(xiàn),有待繼續(xù)觀測(cè)。
[1] 劉志雄,費(fèi)永俊.我國楠木類種質(zhì)資源現(xiàn)狀及保育對(duì)策[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,8(5):221-223.
[2] 俞新妥.混交林營造原理及技術(shù)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1989.
[3] 宋金聰.人工楠木林分結(jié)構(gòu)及生長狀況分析[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2006,36(4):73-75.
[4] 關(guān)百鈞,魏寶麟.世界林業(yè)發(fā)展概論[M].北京:中國林業(yè)出版社,1994:160-172.
[5] 舒立福,田曉瑞.國外森林防火工作現(xiàn)狀及展望[J].世界林業(yè)研究,1997,10(2):28-36.
[6] 舒立福,田曉瑞.世界森林火災(zāi)狀況綜述[J].世界林業(yè)研究,1998,11(6):41-47.
[7] HANES T L.Succession after fire in the chaparral of southern California[J].Ecological Monographs,1971,41(1):27-52.
[8] 楊春田,李寶印.大興安嶺北坡火燒跡地更新的策略與技術(shù)[J].林業(yè)科技,1989(6):23-24.
[9] 陳華豪,丁思統(tǒng),蔡賢如.林業(yè)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].大連:大連海運(yùn)學(xué)院出版社,1988.
[10] 周光亞,董文泉,夏立顯.關(guān)于數(shù)量化理論Ⅰ、Ⅱ的數(shù)學(xué)模型[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1979(1):11-17.
[11] RAISON R J.Modification of the soil environment by vegetation fires,with particular reference to nitrogen transformations:a review[J].Plant and Soil,1979,51(1):73-108.
(責(zé)任編輯:張瑞麟)
S68
A
0528-9017(2017)01-0082-03
文獻(xiàn)著錄格式:王軍新,鄭堅(jiān),張旭樂.火燒跡地不同造林模式對(duì)浙江楠生長影響的分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,58(1):82-84.
10.16178/j.issn.0528-9017.20170127
2016-07-29
王軍新(1977-),男,浙江臨安人,工程師,從事森林資源保護(hù)管理工作,E-mail:w jxzl@sina.com。
鄭 堅(jiān),E-mail:793353254@qq.com。