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摘 要：马尾松与深山含笑混交，可以改变贫瘠山地造林树种单一、林分结构单一局面，对提高森林生态功能具有重要意义。造林对比试验结果表明，5马5深林分马尾松的径、高生长和单株材积增长，明显优于10马林分；5马5深林分的深山含笑径、高生长和单株材积增长，明显优于10深林分；林分的单位面积蓄积量10马林分与5马5深林分间无显著差异，均明显优于10深。3种林分之间的地表凋落物量、腐殖质含量、土壤含水率，以及水解性N、速效P、速效K含量均存在极显著差异；在抗高温能力上，5马5深>10深>10马；抗干旱能力上，10深>5马5深>10马。在坡度大的贫瘠山地，马尾松与深山含笑种间关系协调，在径、高生长上有互相促进作用，是优良混交组合。
关键词：马尾松；深山含笑；混交造林；土壤养分含量；土壤含水率
中图分类号 S725.2；S727.22 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）15-106-04
马尾松（Pinus massoniana Lamb.），为松科（Pinaceae）松属（Pinus Linn）常绿乔木，是长江流域以南重要的荒山造林树种和用材树种。性喜光，不耐庇荫，根系发达，主根明显，有根菌，具固氮能力，对土壤要求不严格，在石砾土、沙质土、粘土、山脊和阳坡的冲刷薄地上以及陡峭的石山岩缝里都能生长[1-2]。深山含笑（Michelia maudiae Dunn），为木兰科（Magnoliaceae）含笑属（Michelia）乔木，适应性强，繁殖容易，病虫害少，是福建省主要速生常绿阔叶用材树种之一。由于其木材纹理直，结构细，易加工，是优良的家具、板料、绘图版、细木工用材，根、花可入药[3-4]；适应性强，叶大花美，也是优良的森林景观树种。邵武西北部为武夷山主脉杉岭，大部分山地地势陡峭，土层薄，土壤贫瘠，大多为发育程度低的粗骨性红壤，长期以来主要营造马尾松纯林，林分结构单一。马尾松富含松脂，易燃，深山含笑枝叶水分含量较高，防火性能好，分析马尾松与深山含笑在贫瘠山地混交造林的可能性，对改善瘠薄山地的林分结构，提高林分质量和林分防火能力都具有重要意义。本文通过造林对比试验，探讨马尾松与深山含笑混交效果，为发展大坡度的贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 本试验地设置在福建邵武和平林场场部工区43林班55大班3小班，小班面积为10hm2，海拔365～450m，坡度25～35°，东北坡向，全坡，粗骨性山地红壤，土层50～80cm，前茬均为马尾松纯林。试验期内年均降雨量1 756～1 922mm，年均温18.2～20.9℃，极端最高温度为41.5℃，极端最低温度-7.5℃，无霜期308d。
1.2 试验材料 马尾松及深山含笑的林地。
1.3 试验设计 采用随机区组试验设计，上、中、下坡各设2个区组，共6个区组，每个区组包含3个处理（马尾松纯林、马尾松×深山含笑混交林、深山含笑纯林）。小区规格20m×20m，小区面积400m2。区组内各小区水平排列。马尾松×深山含笑混交林混交比例1∶1，株间混交。区组间、试验地周围均种植马尾松纯林作为隔离带和保护行。
1.4 试验过程
1.4.1 清杂整地 2005年11月，全面劈草、劈杂，杂草平铺林地，使其自然腐烂，将杂灌及采伐剩余物中的枝丫材清理下山。林地清理后，采用鱼鳞穴整地，按试验设计定点挖明穴，半圆形穴，直径60cm，深40cm。穴挖好后回表土，下基肥，每穴施放腐熟鸡粪0.5kg，与所回表土混匀后备用。穴两侧开竹节沟，长30cm，深30cm。
1.4.2 苗木定植与补植 2006年1月造林，株行距2.5m×2.5m，造林密度1 600株·hm-2。马尾松、深山含笑苗木均为1年生容器苗，苗高25～30cm，地径0.30～0.35cm。2006年4月，检查苗木保存率，并及时对死、缺株进行补植。
1.4.3 抚育管理 2006年8月，全面松土除草1次，2007年、2008年每年全面除草松土、整理竹节沟2次，时间4月上旬和9月中旬，并结合松土除草进行根部施肥，4月施放国产NPK复合肥，施放量为0.2kg·株-1。
1.5 试验调查 2013年11月，对各小区分别树种每木检尺，统计株数，根据各树种小区平均胸径的统计值选定平均木。伐倒平均木，0号、1号圆盘按0.5m、0.8m区分段截取，此后均按1m区分段截取圆盘，进行树干解析，计算连年生长量和单株材积。采用样方法收集各小区地面凋落物，并在小区中心位置设置土壤剖面，采集深度40 cm的土壤，混合均匀后作为土壤营养成分含量、土壤含水率测定样本。地表凋落物量测定采用网格法，将小区分割成100个方格，每个方格4m2，随机采集3个方格内的地表凋落物，将各方格内的凋落物分别在80℃下烘干后称重，统计、计算单位面积的地表凋落物量（干重）。土壤含水率测定采用烘干法，土壤营养元素含量采用TY-800B便携式土壤养分速测仪进行测定。试验期内气象数据由邵武市气象局提供。
2 结果与分析
2.1 生长指标比较 从表1可以看出，马尾松的胸径、树高、材积生长和深山含笑的胸径、树高、材积生长，混交林均优于纯林。方差分析结果表明，10马与5马5深林分间马尾松的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；5马5深、10深林分间深山含笑的的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；马尾松与深山含笑混交，对马尾松、深山含笑的径高、材积生长均有促进作用。
2.2 林分蓄积量比较 单位面积蓄积量，10马>5马5深>10深。方差分析结果表明，3种林分间的单位面积蓄积的F=187.48>F0.01（2，15）=6.36，达到极显著的差异水平。多重比较结果表明，10马与5马5深间在单位面积蓄积上无显著差异，10马、5马5深均与10深间存在极显著差异。 （1）马尾松根部有根菌，可以固N，并释放有机铵和无机铵，满足幼龄期深山含笑生长对N元素的需求，促进深山含笑幼龄期径、高生长，促使其枝叶繁茂。深山含笑树冠较大，叶片大而厚，对减少地表径流，增加土壤水分蓄存，降低土壤水分蒸发消耗，防止林地营养元素流失，有着重要作用。林分郁闭后，深山含笑通过自然整枝，产生较多的富含N、P、K的凋落物，在较高的湿度下，通过细菌分解作用，释放出所含的营养元素可以促进马尾松、深山含笑的径高生长。
（2）王旭军等[8]提出，影响深山含笑叶片净光合速率的主要因子为气孔导度、光合有效辐射及大气温度。深山含笑喜光树种，但叶片大而厚，在高温期容易因蒸腾失水太多，根部吸收的水分供应不足而关闭气孔，进而叶面温度升高而灼伤叶片，为了适应高温季节环境，纯林中深山含笑可能更早地进入夏季休眠，更迟解除休眠。10深林分中深山含笑径、高生长与7～9月积温相关性表现为负相关、无线性相关，也证明了这一点。马尾松高生长较深山含笑快，在混交林中形成上层林分，可以为深山含笑遮挡部分直射光，从而延长了深山含笑的生长期，缩短高温休眠期，但混交时马尾松比例不宜太高，否则可能导致上层林分郁闭度过大，影响深山含笑生长所需的光的供应。
（3）混交林中深山含笑凋落物量大，也有利于林地水分蓄存，增加林分内土壤湿度和空气湿度，形成有利于分解有机物的细菌和真菌的繁衍，加快有机物的分解、腐殖质的生成和营养元素的释放，提高林地肥力，促进树木生长，以致形成良性循环。
（4）深山含笑纯林，由于造林地立地条件差，早期营养元素供应不足，影响幼树生长；自然冠幅较大，树高较为一致，郁闭后个体间地上部分空间的竞争剧烈，导致群体分化严重，个体冠幅小，光合作用面降低，进而影响林分平均生长量，而后的单位面积凋落物总量反而低于混交林。
目前福建闽北各地贫瘠山地主要营建马尾松纯林，有关深山含笑的研究尚停留在播种育苗技术、纯林营造技术等方面[5-7]。本文根据通过造林对比试验，探讨了马尾松纯林、马尾松与深山含笑1∶1混交林、深山含笑纯林3种不同树种组成林分的生长差异性和林地主要营养元素含量、土壤含水率等的差异性，分析了混交林中2树种的种间关系，为发展贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。3种林分的后期表现，有待于进一步观察，不同混交比例造林效果，有待于今后进一步的研究。
参考文献
[1]鲁顺保，周小奇，芮亦超，等. 森林类型对土壤有机质、微生物生物量及酶活性的影响[J].应用生态学报，2011，22（10）：2567-2573.
[2]秦娟，唐心红，杨雪梅.马尾松不同林型对土壤理化性质的影响[J].生态环境学报，2013，22（4）：598-604.
[3]郑万钧.中国树木志（第l卷）[M].北京：中国林业出版社，1993.
[4]叶桂艳.中国木兰科树种[M].北京：中国农业出版社，1996.
[5]张都海，魏君莉，朱锦茹，等.深山含笑人工林生长规律的初步研究[J].浙江林业科技，2004，24（2）：30-34.
[6]刘化桐.闽北山地7种阔叶树种造林对比试验[J].福建林业科技，2004，31（4）：62-63，77.
[7]张成锦.深山含笑播种育苗技术[J].林业实用技术，2003（6）：26.
[8]王旭军，吴际友，廖德志，等.长沙市城市森林树种深山含笑光合特性研究[J].中国农学通报，2008，24（6）：120-123.
（责编：张宏民）
关键词：马尾松；深山含笑；混交造林；土壤养分含量；土壤含水率
中图分类号 S725.2；S727.22 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）15-106-04
马尾松（Pinus massoniana Lamb.），为松科（Pinaceae）松属（Pinus Linn）常绿乔木，是长江流域以南重要的荒山造林树种和用材树种。性喜光，不耐庇荫，根系发达，主根明显，有根菌，具固氮能力，对土壤要求不严格，在石砾土、沙质土、粘土、山脊和阳坡的冲刷薄地上以及陡峭的石山岩缝里都能生长[1-2]。深山含笑（Michelia maudiae Dunn），为木兰科（Magnoliaceae）含笑属（Michelia）乔木，适应性强，繁殖容易，病虫害少，是福建省主要速生常绿阔叶用材树种之一。由于其木材纹理直，结构细，易加工，是优良的家具、板料、绘图版、细木工用材，根、花可入药[3-4]；适应性强，叶大花美，也是优良的森林景观树种。邵武西北部为武夷山主脉杉岭，大部分山地地势陡峭，土层薄，土壤贫瘠，大多为发育程度低的粗骨性红壤，长期以来主要营造马尾松纯林，林分结构单一。马尾松富含松脂，易燃，深山含笑枝叶水分含量较高，防火性能好，分析马尾松与深山含笑在贫瘠山地混交造林的可能性，对改善瘠薄山地的林分结构，提高林分质量和林分防火能力都具有重要意义。本文通过造林对比试验，探讨马尾松与深山含笑混交效果，为发展大坡度的贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 本试验地设置在福建邵武和平林场场部工区43林班55大班3小班，小班面积为10hm2，海拔365～450m，坡度25～35°，东北坡向，全坡，粗骨性山地红壤，土层50～80cm，前茬均为马尾松纯林。试验期内年均降雨量1 756～1 922mm，年均温18.2～20.9℃，极端最高温度为41.5℃，极端最低温度-7.5℃，无霜期308d。
1.2 试验材料 马尾松及深山含笑的林地。
1.3 试验设计 采用随机区组试验设计，上、中、下坡各设2个区组，共6个区组，每个区组包含3个处理（马尾松纯林、马尾松×深山含笑混交林、深山含笑纯林）。小区规格20m×20m，小区面积400m2。区组内各小区水平排列。马尾松×深山含笑混交林混交比例1∶1，株间混交。区组间、试验地周围均种植马尾松纯林作为隔离带和保护行。
1.4 试验过程
1.4.1 清杂整地 2005年11月，全面劈草、劈杂，杂草平铺林地，使其自然腐烂，将杂灌及采伐剩余物中的枝丫材清理下山。林地清理后，采用鱼鳞穴整地，按试验设计定点挖明穴，半圆形穴，直径60cm，深40cm。穴挖好后回表土，下基肥，每穴施放腐熟鸡粪0.5kg，与所回表土混匀后备用。穴两侧开竹节沟，长30cm，深30cm。
1.4.2 苗木定植与补植 2006年1月造林，株行距2.5m×2.5m，造林密度1 600株·hm-2。马尾松、深山含笑苗木均为1年生容器苗，苗高25～30cm，地径0.30～0.35cm。2006年4月，检查苗木保存率，并及时对死、缺株进行补植。
1.4.3 抚育管理 2006年8月，全面松土除草1次，2007年、2008年每年全面除草松土、整理竹节沟2次，时间4月上旬和9月中旬，并结合松土除草进行根部施肥，4月施放国产NPK复合肥，施放量为0.2kg·株-1。
1.5 试验调查 2013年11月，对各小区分别树种每木检尺，统计株数，根据各树种小区平均胸径的统计值选定平均木。伐倒平均木，0号、1号圆盘按0.5m、0.8m区分段截取，此后均按1m区分段截取圆盘，进行树干解析，计算连年生长量和单株材积。采用样方法收集各小区地面凋落物，并在小区中心位置设置土壤剖面，采集深度40 cm的土壤，混合均匀后作为土壤营养成分含量、土壤含水率测定样本。地表凋落物量测定采用网格法，将小区分割成100个方格，每个方格4m2，随机采集3个方格内的地表凋落物，将各方格内的凋落物分别在80℃下烘干后称重，统计、计算单位面积的地表凋落物量（干重）。土壤含水率测定采用烘干法，土壤营养元素含量采用TY-800B便携式土壤养分速测仪进行测定。试验期内气象数据由邵武市气象局提供。
2 结果与分析
2.1 生长指标比较 从表1可以看出，马尾松的胸径、树高、材积生长和深山含笑的胸径、树高、材积生长，混交林均优于纯林。方差分析结果表明，10马与5马5深林分间马尾松的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；5马5深、10深林分间深山含笑的的胸径、树高、单株材积的均方比值F值分别为52.44、11.53、36.87，均>F0.01（1，10）=10.0，达到极显著的差异水平；马尾松与深山含笑混交，对马尾松、深山含笑的径高、材积生长均有促进作用。
2.2 林分蓄积量比较 单位面积蓄积量，10马>5马5深>10深。方差分析结果表明，3种林分间的单位面积蓄积的F=187.48>F0.01（2，15）=6.36，达到极显著的差异水平。多重比较结果表明，10马与5马5深间在单位面积蓄积上无显著差异，10马、5马5深均与10深间存在极显著差异。 （1）马尾松根部有根菌，可以固N，并释放有机铵和无机铵，满足幼龄期深山含笑生长对N元素的需求，促进深山含笑幼龄期径、高生长，促使其枝叶繁茂。深山含笑树冠较大，叶片大而厚，对减少地表径流，增加土壤水分蓄存，降低土壤水分蒸发消耗，防止林地营养元素流失，有着重要作用。林分郁闭后，深山含笑通过自然整枝，产生较多的富含N、P、K的凋落物，在较高的湿度下，通过细菌分解作用，释放出所含的营养元素可以促进马尾松、深山含笑的径高生长。
（2）王旭军等[8]提出，影响深山含笑叶片净光合速率的主要因子为气孔导度、光合有效辐射及大气温度。深山含笑喜光树种，但叶片大而厚，在高温期容易因蒸腾失水太多，根部吸收的水分供应不足而关闭气孔，进而叶面温度升高而灼伤叶片，为了适应高温季节环境，纯林中深山含笑可能更早地进入夏季休眠，更迟解除休眠。10深林分中深山含笑径、高生长与7～9月积温相关性表现为负相关、无线性相关，也证明了这一点。马尾松高生长较深山含笑快，在混交林中形成上层林分，可以为深山含笑遮挡部分直射光，从而延长了深山含笑的生长期，缩短高温休眠期，但混交时马尾松比例不宜太高，否则可能导致上层林分郁闭度过大，影响深山含笑生长所需的光的供应。
（3）混交林中深山含笑凋落物量大，也有利于林地水分蓄存，增加林分内土壤湿度和空气湿度，形成有利于分解有机物的细菌和真菌的繁衍，加快有机物的分解、腐殖质的生成和营养元素的释放，提高林地肥力，促进树木生长，以致形成良性循环。
（4）深山含笑纯林，由于造林地立地条件差，早期营养元素供应不足，影响幼树生长；自然冠幅较大，树高较为一致，郁闭后个体间地上部分空间的竞争剧烈，导致群体分化严重，个体冠幅小，光合作用面降低，进而影响林分平均生长量，而后的单位面积凋落物总量反而低于混交林。
目前福建闽北各地贫瘠山地主要营建马尾松纯林，有关深山含笑的研究尚停留在播种育苗技术、纯林营造技术等方面[5-7]。本文根据通过造林对比试验，探讨了马尾松纯林、马尾松与深山含笑1∶1混交林、深山含笑纯林3种不同树种组成林分的生长差异性和林地主要营养元素含量、土壤含水率等的差异性，分析了混交林中2树种的种间关系，为发展贫瘠山地马尾松、深山含笑混交造林提供理论依据。3种林分的后期表现，有待于进一步观察，不同混交比例造林效果，有待于今后进一步的研究。
参考文献
[1]鲁顺保，周小奇，芮亦超，等. 森林类型对土壤有机质、微生物生物量及酶活性的影响[J].应用生态学报，2011，22（10）：2567-2573.
[2]秦娟，唐心红，杨雪梅.马尾松不同林型对土壤理化性质的影响[J].生态环境学报，2013，22（4）：598-604.
[3]郑万钧.中国树木志（第l卷）[M].北京：中国林业出版社，1993.
[4]叶桂艳.中国木兰科树种[M].北京：中国农业出版社，1996.
[5]张都海，魏君莉，朱锦茹，等.深山含笑人工林生长规律的初步研究[J].浙江林业科技，2004，24（2）：30-34.
[6]刘化桐.闽北山地7种阔叶树种造林对比试验[J].福建林业科技，2004，31（4）：62-63，77.
[7]张成锦.深山含笑播种育苗技术[J].林业实用技术，2003（6）：26.
[8]王旭军，吴际友，廖德志，等.长沙市城市森林树种深山含笑光合特性研究[J].中国农学通报，2008，24（6）：120-123.
（责编：张宏民）