摘要：? 以福建省南平市葫蘆山國有林場(chǎng)為例，調(diào)查研究了杉木與楠木套種下土壤物理性質(zhì)的變化及套種對(duì)杉木生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，套種降低了土壤容重，并且使土壤非毛管孔隙度和土壤最大持水量分別增加了76.2%和13.3%，有效地改善了土壤的物理性質(zhì)。此外，套種增加了杉木的胸徑并且使杉木的蓄積量增加了21.5%，對(duì)杉木生長(zhǎng)有積極的影響。

關(guān)鍵詞：? 杉木;? 杉木人工林;? 楠木;? 土壤物理性質(zhì)

中圖分類號(hào)：? ?S 791.27; S 718. 51 + 6? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001 - 9499（2021）03 - 0018 - 03

杉木（Cuninghamia lanceolata）是我國南方重要的速生優(yōu)良樹種，由于其生長(zhǎng)迅速、材質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)被廣泛種植，其造林面積和林分蓄積均居我國人工林的首位，是我國重要的經(jīng)濟(jì)樹種[ 1 - 2 ]。然而由于片面的追求豐產(chǎn)，在經(jīng)營過程中短周期的輪作及不合理的純林經(jīng)營模式等導(dǎo)致杉木人工林土壤肥力退化，杉木人工林生產(chǎn)力下降[ 3 - 6 ]，嚴(yán)重阻礙了杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營[ 7 ]。因此，解決杉木人工林土壤退化問題，維持林地可持續(xù)利用潛力是杉木人工林經(jīng)營過程中不可忽視的環(huán)節(jié)。目前，輪作、套種、混交和近自然經(jīng)營等不同的經(jīng)營模式已經(jīng)取得了一定的效果[ 8 - 11 ]，常用的與杉木混交的樹種為木荷、紅椎、楓香和楠木等[ 12 - 14 ]。杉木與闊葉樹種的套種可以形成多層次的林分結(jié)構(gòu)，能夠加速凋落物的分解，加快土壤營養(yǎng)元素的循環(huán)，并改變土壤理化性質(zhì)[ 3 ]。

為了研究杉木套種楠木后土壤物理性質(zhì)和杉木生長(zhǎng)的變化，本文對(duì)福建南平葫蘆山國有林場(chǎng)杉木純林以及杉木和楠木套種林土壤物理性質(zhì)和杉木生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了調(diào)查分析，以期為科學(xué)合理的套種經(jīng)營方式提供參考，從而增加杉木人工林的收益和可持續(xù)經(jīng)營潛力。

1 材料與方法

1. 1 樣地概況

試驗(yàn)地位于福建省南平葫蘆山國有林場(chǎng)上瓦管護(hù)站。地處117°59'E、26°48'N，海拔80～330 m，土壤為花崗巖發(fā)育的暗紅壤。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫19.5 ℃，年平均降雨量1 669 mm，年平均蒸發(fā)量1 413 mm，年平均相對(duì)濕度為83%。

1. 2 套種設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地小班面積115畝，坡度15°，坡向?yàn)闁|南，1984年造林，樹種組成為10杉，初植密度240株/畝，通過多次間伐后保留密度67株/畝。2007年進(jìn)行林下套種，套種面積約65畝，樹種為閩楠，套種密度為170株/畝。試驗(yàn)共設(shè)置了3個(gè)套種林地和3個(gè)對(duì)照林地，每個(gè)樣地為400 m2（20 m×20 m），共6塊樣地。

1. 3 樣品采集與分析

2019年9月采用全林每木法對(duì)杉木進(jìn)行胸徑和樹高的測(cè)量，并計(jì)算樣地杉木蓄積量。胸徑用圍徑尺測(cè)量;樹高采用紅外線測(cè)高測(cè)距儀測(cè)量;樣地杉木蓄積量計(jì)算方法采用福建省杉木二元立木材積計(jì)算公式V=0.000 058 061 860D1.955 335 1H0.894 033 04。

2020年1月對(duì)樣地土壤進(jìn)行采樣，采用S形采樣方法，每塊樣地設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)分別采集0～20 cm和20～40 cm土壤樣品，進(jìn)行土壤物理性質(zhì)的測(cè)定。采用環(huán)刀法采集和分析樣品，分析指標(biāo)包括土壤容重、毛管孔隙度，非毛管孔隙度、總孔隙度、土壤含水量和最大持水量。

2 結(jié)果與分析

2. 1 套種對(duì)土壤容重的影響

由圖1可知，相比于對(duì)照處理，套種降低了林地0～20 cm和20～40 cm的土壤容重，其中0～20 cm的降低幅度大于20～40 cm的降低幅度，分別降低了9.7%和3.5%。因子分析表明，對(duì)照組與套種組土壤容重?zé)o顯著差異。

2. 2 套種對(duì)土壤孔隙度的影響

由圖2可知，套種對(duì)土壤毛管孔隙度和總孔隙度無顯著影響，但顯著增加了0～20 cm土壤非毛管孔隙度，增加幅度為76.2%。此外，套種降低了0～20 cm和20～40 cm土壤非毛管孔隙度，降幅分別為13.5%和12.2%。而土壤總孔隙度之間變化不明顯。

2. 3 套種對(duì)土壤含水量的影響

由圖3可知，套種對(duì)土壤含水量、最大持水量和毛管持水量無顯著影響。套種后0～20 cm土壤含水量略微降低，但最大持水量增加，增加幅度約為13.3%。此外，套種降低了20～40 cm土壤含水量、最大持水量和毛管持水量，分別降低了14.8%、2.5%和9.6%。

2. 4 套種對(duì)杉木生長(zhǎng)的影響

由表1可知，套種增加了杉木蓄積量和杉木平均胸徑，其中杉木蓄積量顯著增加，增加了約21.5%，杉木平均胸徑增加了4.6%，而杉木平均樹高無明顯變化。

表1 套種對(duì)杉木生長(zhǎng)的影響

注： 同一行不同的小寫字母表示顯著差異（p<0.05）

3 討 論

3. 1 土壤容重是土壤物理性質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，它影響著土壤透水性、持水能力以及抗侵蝕能力等[ 18 ]。本研究中土壤容重隨著土壤深度的增加而增加，這與其他研究結(jié)果一致[ 19 ]。此外，套種降低了土壤的容重（圖1），增加了土壤最大持水量（圖3b），這與王俊南的研究結(jié)果一致[ 20 ]，說明套種可以改變土壤物理性質(zhì)，增加土壤通透性和持水能力，有利于杉木的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為杉木蓄積量的顯著增加（表1）。

3. 2 土壤的孔隙度表示土壤固體顆粒以外的空間，它影響著土壤的透水和通氣能力[ 21 ]，良好的土壤孔隙度有利于土壤養(yǎng)分供給和植物根系生長(zhǎng)[ 22 ]。本研究中套種顯著增加了0～20 cm土壤非毛管孔隙度（圖2b），并增加了總孔隙度（圖2c），說明套種對(duì)0～20 cm土壤孔隙度有積極的影響，有利于改善土壤通透性。此外，套種下0～20 cm和20～40 cm土壤總孔隙度分別為54.24%和53.2%，高于其他研究[ 20 ， 23 ]，這可能與本研究中較低的套種密度有關(guān)，因此套種時(shí)應(yīng)該科學(xué)合理控制套種密度。

4 結(jié) 論

套種降低了土壤容重，其中0～20 cm的降低幅度大于20～40 cm的降低幅度;套種略微增加了土壤總孔隙度，而顯著增加了土壤非毛管孔隙度，增加幅度為76.2%;套種增加了土壤最大持水量，增加幅度為13.3%。這些結(jié)果說明套種可以增加土壤持水能力和通透性，有利于土壤的物理性質(zhì)的改善。套種增加了杉木的胸徑并且使杉木的蓄積量增加了21.5%，對(duì)杉木生長(zhǎng)有積極的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 高雨秋，? 戴曉琴，? 王建雷，? 等.? 亞熱帶人工林下植被根際土壤酶化學(xué)計(jì)量特征[J].? 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，? 2019，? 43（3）.

[2] 楊文高，? 字洪標(biāo)，? 陳科宇，? 等.? 青海森林生態(tài)系統(tǒng)中灌木層和土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征[J].? 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，? 2019，? 43（4）.

[3] 夏麗丹，? 于姣妲，? 鄧玲玲，? 等.? 杉木人工林地力衰退研究進(jìn)展[J].? 世界林業(yè)研究，? 2018，? 31（2）：? 37 - 42.

[4] 孟紅旗.? 長(zhǎng)期施肥農(nóng)田的土壤酸化特征與機(jī)制研究[D].? 陜西：? 西北農(nóng)林科技大學(xué)，? 2013.

[5] 張騰.? 馬尾松和杉木對(duì)植物的化感作用研究[D].? 杭州：? ?浙江大學(xué)，? 2016.

[6] 羅飛，? 謝書妮，? 張海燕，? 等 .? 酸雨區(qū)不同林齡杉木林土壤酶活性季節(jié)動(dòng)態(tài)[J].? 福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，? 2014（2）：? 131 - 137.

[7] LYNCH J P， JARAMILLO RE. Soil fertility decline in the tropics with case studies on plantations[J]. Field Crops Research，2006， 96（2/3）： 481 - 483.

[8] 葛樂，? 虞木奎，? 成向榮，? 等 .? 杉木林下套種不同樹種對(duì)土壤改良效應(yīng)初探[J].? 土壤通報(bào)，? 2011，? 42（4）： 948 - 952.

[9] 徐金良，? 毛玉明，? 成向榮， 等.? 間伐對(duì)杉木人工林碳儲(chǔ)量的長(zhǎng)期影響[J].? 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，? 2014，? 25（07）：? 1 898 - 1 904.

[10] 楊起帆，? 孫敏，? 鄭瑩瑩，? 等 .? 杉木采伐跡地輪作馬尾松后的土壤肥力變化[J].? 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，? 2017，? 30 （ 1 ）： 10 - 13.

[11] TONGLONG L. Application effect research on intimate natural forestry management techniques for Cunninghamia lanceolata plantation[J]. Chinese Forestry Science and Technology， 2012（3）： 80 - 81.

[12] 黃鈺輝，? 張衛(wèi)強(qiáng)，? 甘先華，? 等.? ?南亞熱帶杉木林改造不同樹種配置模式的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].? 中國水土保持科學(xué)，2017， 15（3）： 123 - 130.

[13] 呂紅翠.? 袋控施肥對(duì)杉木幼林生長(zhǎng)效應(yīng)及土壤性質(zhì)的影響研究[D].? 福州：? 福建農(nóng)林大學(xué)，? 2016.

[14] 明安剛，? 劉世榮，? 莫慧華，? 等.? 南亞熱帶紅椎、? 杉木純林與混交林碳貯量比較[J].? 生態(tài)學(xué)報(bào)，? 2016，? 36（1）：? 244 - 251.

[15] 梁劍.? 四川洪雅幾種退耕還林模式土壤改良效果的研究[D].成都：? 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，? 2005.

[16] 唐天云.? 華西雨屏區(qū)四種植被恢復(fù)模式水土保持效益分析[D].成都：? 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，? 2008.

[17] 許冰，? 李寶福，? 鄭耀三，? 等.? 桉樹擇伐后套種 3 種闊葉樹的生長(zhǎng)及土壤理化性狀效應(yīng)分析[J].? 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，? 2019（4）：? 47 - 51 + 71.

[18] 王小云.? 不同水土保持植物種類對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，? 2018，? 46（26）： 113 - 115

[19] 楊士凱，? 周運(yùn)超，? 黃磊，? 等.? 杉木成熟林土壤容重空間變異特征[J].? 森林與環(huán)境學(xué)報(bào)，? 2020，? 40（01）：? 30 - 38.

[20] 王俊男.? 林下套種楠木對(duì)杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)的影響[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，? 2018.

[21] 薛立，? 梁麗麗，? 任向榮，? 等.? 華南典型人工林的土壤物理性質(zhì)及其水源涵養(yǎng)功能[J].? 土壤通報(bào)，? 2008，? 39（5）：? 986 - 989.

[22] 孫艷紅，? 張洪江，? 杜士才，? 等.? 四面山不同林地類型土壤特性及其水源涵養(yǎng)功能[J].? 水土保持學(xué)報(bào)，? 2009（5）： 109 - 112.

[23] 季春杉.? 不同林下植被管理模式杉木大徑材人工林材種結(jié)構(gòu)及土壤特性分析[D].? 福州：福建農(nóng)林大學(xué)，? 2019.

第1作者簡(jiǎn)介：? 陳杰（1975-），? 男，? 高級(jí)工程師，? 從事森林培育等方面工作。

收稿日期： 2020 - 11 -? 20

（責(zé)任編輯：? ?張亞楠）