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摘要：本研究从群落结构单一、不合理的采伐及抚育活动、林木化感物质的释放等几方面来展开，对造成四川省主要速生林地力衰退的原因进行全面分析。利用桉树、杉木人工林生态系统中林木生长，养分平衡和立地维护的理论与相关技术，获得四川省桉树、杉木林地力衰退机理;提出针对性的桉树、杉木人工林地维持技术。
关键词：人工林; 地力衰退; 地力維持
人工林地力衰退是在人工林营造和经营中由于树种选择与林分结构设计不当、整地、林分经营过程中施肥、耕作不合理等原因导致的林地土壤生态环境退化、林地生产力下降的现象[1]。人工林地力衰退最早发现于19纪初，有人称其为“第二代效应”[2]。当时在欧洲，尤其在德国和瑞士，为了提高林木的单产，纷纷将天然阔叶林改变为针叶人工林，特别是云杉人工林。1833年和1869年德国对第二代云杉人工林进行了调查，发现了连栽导致了生产力下降。涉及的树种有欧洲云杉（pitea abies）、海岸松（Pinus pina.ster）、辐射松（Pinus radiatn）[3-5]。我国人工林面积达5 000多万hm2，约占世界人工林面积的l/4，但由于多种原因，人工林质量较差，平均林术蓄积量仅为28.3 m3·hm-2，其中至少有300多万hm2的杉木、桉树、马尾松、兴安落叶松和杨树等人工林已经发生严重的地力衰退[6-10]。本研究在调查总结了四川省桉树、杉木等速生人工林地衰退机理的基础上，研究了不同营林措施、不同整地方式、不同施肥处理及不同轮伐期对人工林木生长及林地土壤的影响，以期为人工林地力维持和速生丰产林的持续经营提供理论依据。
1 试验地概况
试验样地选择在桉树和杉木 2 代人工林林地， 桉树为2013 年 4 月营造巨桉无性系林分;杉木为2013年5月营造无性系林分。
2 研究方法
2.1实验设计
试验样地选择在桉树和杉木 2 代人工林林地， 桉树为2013 年 4 月营造巨桉无性系林分;杉木为2013年5月营造无性系林分。整地方式可以分为全垦、带垦、穴垦。设置3个施肥处理，施普通复合肥和测土配方施肥，每株施入养分总量相同。轮伐选择不同发育阶段的杉木人工林，建立20m*30m的标准地块，进行每木检尺和树高测定。
2.2调查方式
2.2.1 林木生长量的调查：在试验地中分别不同抚育方式和上、中、下位置设立面积为20×20m 标准地，四周打木桩作记，在每年林木停止生长时，调查标准地内林木胸径、树高、冠幅等指标。
2.2.2 林木生物量的调查：在对各处理样地每木调查的基础上，每处理分别选择3株平均木，伐倒后做地上部分生物量调查。
2.2.3 土壤成分的测定：在植被调查小样方内，取土壤样品进行土壤化学养分的测定，分别取环刀进行土壤物理性质的测算。
3 结果分析
3.1整地方式对林木生长的影响
整地与林木生长和地力的关系密切，提高整地规格可改善林地微环境，改变林木的根系分布状态，对林木生长有一定的作用。从不同整地方式3年生桉树、杉木生长情况看出（表1），桉树生长量呈现全垦>带垦>穴垦的趋势，但不同整地方式桉树生长量差别很小。可见桉树造林前采用高规格的整地并不能明显促进林木生长;而高规格整地提高了造林成本：所以，综合整地方式对树木生长的影响及营林成本角度考虑，桉树和杉木人工林造林前整地以穴垦为宜。
从表2看出，不同整地方式林地物理性状差别较大。总的来看，土壤水分状况和孔隙状况随整地规格的提高而呈渐趋恶化的趋势，全垦和带垦的土壤容重分别比穴垦增加12.96%和6.48%，总孔隙度依此降低11.20%和5.54%，通气度依此减少18.37%和11.69%，最大持水量分别比穴垦降低了10.69%和6.83%，毛管持水量依此降低了12.60%和6.05%，土壤物理性状呈现出穴垦优于带垦和全垦：可见，整地后经雨水冲刷和淋溶作用，全垦和带垦的土壤物理性状变差，林地土壤的可蚀性增加，这对地力的维持相当不利。
整地3年生桉树林地化学性状的变化与物理性状相似。土壤化学性状各指标呈现出穴垦>带垦>全垦的趋势，桉树全垦和带垦林地有机质含量比穴垦减少了1%和13.04%，全氮、全磷比穴垦减少了8.54%、4.88%和18.“%、6.78%，水解氮减少了6.75%和3.81%，速效磷和速效钾依此减少了21.15%、6.98%和11.18%、5.45%;杉木的全垦和带垦林地有机质含量比穴垦减少了19%和10%，全氮、全磷比穴垦减少了6%、1%和6%、-5%，水解氮减少了32%和-2%，速效磷和速效钾依此减少了47%、-25%和46%、8%;虽然杉木林全磷、水解氮和速效磷带状比穴状高些，但从总体看来全垦和带垦引起林地肥力下降。
3.2施肥对人工林生产力的影响
3.2.1不同施肥处理对林木生长量的影响
不同处理间的桉树、杉木各生长性状相差较大。经施肥的林分保存率、平均树高、胸径、冠幅、单株材积、蓄积量都高于没有施肥的林分，尤以配方肥处理为最高，不同处理间各生长性状均存在极显著差异，可见，施用不同肥料品种对桉树的生长有着极大的影响，不同肥料作用下桉树生长量大小顺序为配方肥>普通复合肥。
3.2.2不同施肥处理对桉树地上生物量的影响
桉树试用不同肥料品种后地上部分生物量相差较大，表现为测土配方施肥>普通复合肥>对照处理。配方施肥处理中的桉树地上部分单株生物量和林分总生物量最大。普通复混肥料处理下桉树地上部分生物量其次，而不施肥桉树生物量最少。由此说明，施用专用配方肥素更有利于提高桉树林分生产力。配方肥料是根据植物生长的养分需求，及土壤养分含量状况而制定的针对性的施肥方案，不仅增加的肥料利用率，也为桉树的生长提供充足的养分。 3.3不同轮伐期对人工林地地力维护的影响
不同轮伐期经营的杉木、桉树林分乔木层生物量及其分配规律明显不同。随轮伐期延长，林分各器官生物量逐年增加，呈不断积累趋势，其中以干的积累量最大，枝、叶积累量较少，杉木树干属于纯积累型积累，而枝叶则属漏斗型积累，在其生物量积累过程中，枝、叶又以凋落物形式归还林地。但不同器官生物量占总生物量的比例隨轮伐期的不同呈现不同的规律，随轮伐期延长，林分枝、叶及根占生物量比例下降，其中 生前下降较快，随后下降速度变缓，而干、皮生物量比例则呈上升趋势，干、皮比例增加较快时正是枝、叶比例下降较快之时，杉木叶的生物量在 生前高于枝，但后枝生物量开始大于叶。
4 结论与讨论
本文主要从整地方式、施肥、轮伐期等对桉树、杉木人工林生产力的影响，简要阐述了四川省桉树、杉木等速生人工林地力维持的相关机理。结论主要如下：①整地与林木生长和地力的关系密切，桉树、杉木生长量呈现全垦>带垦>穴垦的趋势;不同整地方式林地物理和化学性状差别较大，各指标呈现出穴垦>带垦>全垦的趋势。所以，综合整地方式对树木生长的影响及营林成本角度考虑，桉树和杉木人工林造林前整地以穴垦为宜。②施用不同肥料品种对桉树、杉木的生长有着极大的影响，不同肥料作用下桉树生长量大小顺序为配方肥>普通复合肥>对照处理;桉树试用不同肥料品种后地上部分生物量相差较大，表现为测土配方施肥>普通复合肥>对照处理，由此说明，施用专用配方肥素更有利于提高林分生产力。③随轮伐期延长，林分各器官生物量逐年增加，呈不断积累趋势，其中以干的积累量最大，枝、叶积累量较少。
影响森林土壤退化的因素较多，涉及到持续林业经营思想，生态环保意识以及土壤学、生化、微生物、营林、植物营养、生态学等众多学科领域，但目前多学科的交叉融合还停留在定性阶段，定量分析较少[11]。退化人工林土壤的修复是一个系统的复杂的工程，森林的开发需要建立人的需求与自然承受能力的平衡点，退化森林的修复需要建立利益相关者的利益平衡点，但现今，这两方面都处于失衡状态。值得注意的是，维护森林生产力的手段必须以生物的方式为主来达到培肥土壤的目的，也就是通过提高林地植被覆盖度和植物种类的多样性来诱发引起土壤生物活性的增强，生物循环速率的提高来达到。地域不同、森林土壤类型不同，维护森林生产力的措施就不同。因此，应因地制宜地采取相应的措施[12]。宜借鉴不同树种天然林的更新规律，提高林分自肥能力，由此指导当前人工林不合理栽培制度的变革，这也是解决人工林地力衰退的研究方向。
参考文献
[1] 刘福德， 姜岳忠， 王华田， 等. 杨树人工林连作地力维持技术的探讨. 林业科学[J]， 2007， 10（43），58-64.
[2] Julian Evans， Long term productivity of forest plantationstatus in 1990.IUFRO， 19th Word Congress， 1990（1）：165-180.
[3] 吕继光.德国林业历史教训在中国重演的忧思. 世界林业研究[M]， （4）：62-67.
[4] 袁玉欣， 裴保华， 壬九龄.等1999.国外混农林业系统中韩木与农怍物的相互关系研究进展，世界林业研究[M].12（6）：13—17
[5] Haggar J P， Beer J W. 1993， Effect on maize growth of the interaction between increased nitmgen availablity and competition with trees in alley cropping， Agroforestry Systems， （21）： 239-249.
[6] 黄鹤羽， 盛炜彤. 1994我国人工林地力衰退现状与对策. 中国林业[J]，（8）：35—36.
[7] 沈照仁1994，人工造林与持续经营. 世界林业研究[M].（4）：8—13
[8] 叶镜中.邵锦峰.王桂蓐.人工林地力衰退研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.130—134.
[9]霍应强.杉木迹地烧山、整地、间伐对土壤形状和林木生长效益[J].广东林业科技.1975，（4）：10—13.
[10] 杜目坚，丁文，藏慧荣.杉木连栽韩地土壤微生物区薹厦生化特性和理化性质研究.新江林业科技，1 995，ls（5），14～19
[11] 贾志清.太行山封育区森林土壤肥力的特性研究[J].水土保持通报，2002，22（3）：28—31.
[12]郭艳娜，霍沁建，袁玲.森林土壤肥力概述[J].中国农学通报.2004，20（3）：143—148.
关键词：人工林; 地力衰退; 地力維持
人工林地力衰退是在人工林营造和经营中由于树种选择与林分结构设计不当、整地、林分经营过程中施肥、耕作不合理等原因导致的林地土壤生态环境退化、林地生产力下降的现象[1]。人工林地力衰退最早发现于19纪初，有人称其为“第二代效应”[2]。当时在欧洲，尤其在德国和瑞士，为了提高林木的单产，纷纷将天然阔叶林改变为针叶人工林，特别是云杉人工林。1833年和1869年德国对第二代云杉人工林进行了调查，发现了连栽导致了生产力下降。涉及的树种有欧洲云杉（pitea abies）、海岸松（Pinus pina.ster）、辐射松（Pinus radiatn）[3-5]。我国人工林面积达5 000多万hm2，约占世界人工林面积的l/4，但由于多种原因，人工林质量较差，平均林术蓄积量仅为28.3 m3·hm-2，其中至少有300多万hm2的杉木、桉树、马尾松、兴安落叶松和杨树等人工林已经发生严重的地力衰退[6-10]。本研究在调查总结了四川省桉树、杉木等速生人工林地衰退机理的基础上，研究了不同营林措施、不同整地方式、不同施肥处理及不同轮伐期对人工林木生长及林地土壤的影响，以期为人工林地力维持和速生丰产林的持续经营提供理论依据。
1 试验地概况
试验样地选择在桉树和杉木 2 代人工林林地， 桉树为2013 年 4 月营造巨桉无性系林分;杉木为2013年5月营造无性系林分。
2 研究方法
2.1实验设计
试验样地选择在桉树和杉木 2 代人工林林地， 桉树为2013 年 4 月营造巨桉无性系林分;杉木为2013年5月营造无性系林分。整地方式可以分为全垦、带垦、穴垦。设置3个施肥处理，施普通复合肥和测土配方施肥，每株施入养分总量相同。轮伐选择不同发育阶段的杉木人工林，建立20m*30m的标准地块，进行每木检尺和树高测定。
2.2调查方式
2.2.1 林木生长量的调查：在试验地中分别不同抚育方式和上、中、下位置设立面积为20×20m 标准地，四周打木桩作记，在每年林木停止生长时，调查标准地内林木胸径、树高、冠幅等指标。
2.2.2 林木生物量的调查：在对各处理样地每木调查的基础上，每处理分别选择3株平均木，伐倒后做地上部分生物量调查。
2.2.3 土壤成分的测定：在植被调查小样方内，取土壤样品进行土壤化学养分的测定，分别取环刀进行土壤物理性质的测算。
3 结果分析
3.1整地方式对林木生长的影响
整地与林木生长和地力的关系密切，提高整地规格可改善林地微环境，改变林木的根系分布状态，对林木生长有一定的作用。从不同整地方式3年生桉树、杉木生长情况看出（表1），桉树生长量呈现全垦>带垦>穴垦的趋势，但不同整地方式桉树生长量差别很小。可见桉树造林前采用高规格的整地并不能明显促进林木生长;而高规格整地提高了造林成本：所以，综合整地方式对树木生长的影响及营林成本角度考虑，桉树和杉木人工林造林前整地以穴垦为宜。
从表2看出，不同整地方式林地物理性状差别较大。总的来看，土壤水分状况和孔隙状况随整地规格的提高而呈渐趋恶化的趋势，全垦和带垦的土壤容重分别比穴垦增加12.96%和6.48%，总孔隙度依此降低11.20%和5.54%，通气度依此减少18.37%和11.69%，最大持水量分别比穴垦降低了10.69%和6.83%，毛管持水量依此降低了12.60%和6.05%，土壤物理性状呈现出穴垦优于带垦和全垦：可见，整地后经雨水冲刷和淋溶作用，全垦和带垦的土壤物理性状变差，林地土壤的可蚀性增加，这对地力的维持相当不利。
整地3年生桉树林地化学性状的变化与物理性状相似。土壤化学性状各指标呈现出穴垦>带垦>全垦的趋势，桉树全垦和带垦林地有机质含量比穴垦减少了1%和13.04%，全氮、全磷比穴垦减少了8.54%、4.88%和18.“%、6.78%，水解氮减少了6.75%和3.81%，速效磷和速效钾依此减少了21.15%、6.98%和11.18%、5.45%;杉木的全垦和带垦林地有机质含量比穴垦减少了19%和10%，全氮、全磷比穴垦减少了6%、1%和6%、-5%，水解氮减少了32%和-2%，速效磷和速效钾依此减少了47%、-25%和46%、8%;虽然杉木林全磷、水解氮和速效磷带状比穴状高些，但从总体看来全垦和带垦引起林地肥力下降。
3.2施肥对人工林生产力的影响
3.2.1不同施肥处理对林木生长量的影响
不同处理间的桉树、杉木各生长性状相差较大。经施肥的林分保存率、平均树高、胸径、冠幅、单株材积、蓄积量都高于没有施肥的林分，尤以配方肥处理为最高，不同处理间各生长性状均存在极显著差异，可见，施用不同肥料品种对桉树的生长有着极大的影响，不同肥料作用下桉树生长量大小顺序为配方肥>普通复合肥。
3.2.2不同施肥处理对桉树地上生物量的影响
桉树试用不同肥料品种后地上部分生物量相差较大，表现为测土配方施肥>普通复合肥>对照处理。配方施肥处理中的桉树地上部分单株生物量和林分总生物量最大。普通复混肥料处理下桉树地上部分生物量其次，而不施肥桉树生物量最少。由此说明，施用专用配方肥素更有利于提高桉树林分生产力。配方肥料是根据植物生长的养分需求，及土壤养分含量状况而制定的针对性的施肥方案，不仅增加的肥料利用率，也为桉树的生长提供充足的养分。 3.3不同轮伐期对人工林地地力维护的影响
不同轮伐期经营的杉木、桉树林分乔木层生物量及其分配规律明显不同。随轮伐期延长，林分各器官生物量逐年增加，呈不断积累趋势，其中以干的积累量最大，枝、叶积累量较少，杉木树干属于纯积累型积累，而枝叶则属漏斗型积累，在其生物量积累过程中，枝、叶又以凋落物形式归还林地。但不同器官生物量占总生物量的比例隨轮伐期的不同呈现不同的规律，随轮伐期延长，林分枝、叶及根占生物量比例下降，其中 生前下降较快，随后下降速度变缓，而干、皮生物量比例则呈上升趋势，干、皮比例增加较快时正是枝、叶比例下降较快之时，杉木叶的生物量在 生前高于枝，但后枝生物量开始大于叶。
4 结论与讨论
本文主要从整地方式、施肥、轮伐期等对桉树、杉木人工林生产力的影响，简要阐述了四川省桉树、杉木等速生人工林地力维持的相关机理。结论主要如下：①整地与林木生长和地力的关系密切，桉树、杉木生长量呈现全垦>带垦>穴垦的趋势;不同整地方式林地物理和化学性状差别较大，各指标呈现出穴垦>带垦>全垦的趋势。所以，综合整地方式对树木生长的影响及营林成本角度考虑，桉树和杉木人工林造林前整地以穴垦为宜。②施用不同肥料品种对桉树、杉木的生长有着极大的影响，不同肥料作用下桉树生长量大小顺序为配方肥>普通复合肥>对照处理;桉树试用不同肥料品种后地上部分生物量相差较大，表现为测土配方施肥>普通复合肥>对照处理，由此说明，施用专用配方肥素更有利于提高林分生产力。③随轮伐期延长，林分各器官生物量逐年增加，呈不断积累趋势，其中以干的积累量最大，枝、叶积累量较少。
影响森林土壤退化的因素较多，涉及到持续林业经营思想，生态环保意识以及土壤学、生化、微生物、营林、植物营养、生态学等众多学科领域，但目前多学科的交叉融合还停留在定性阶段，定量分析较少[11]。退化人工林土壤的修复是一个系统的复杂的工程，森林的开发需要建立人的需求与自然承受能力的平衡点，退化森林的修复需要建立利益相关者的利益平衡点，但现今，这两方面都处于失衡状态。值得注意的是，维护森林生产力的手段必须以生物的方式为主来达到培肥土壤的目的，也就是通过提高林地植被覆盖度和植物种类的多样性来诱发引起土壤生物活性的增强，生物循环速率的提高来达到。地域不同、森林土壤类型不同，维护森林生产力的措施就不同。因此，应因地制宜地采取相应的措施[12]。宜借鉴不同树种天然林的更新规律，提高林分自肥能力，由此指导当前人工林不合理栽培制度的变革，这也是解决人工林地力衰退的研究方向。
参考文献
[1] 刘福德， 姜岳忠， 王华田， 等. 杨树人工林连作地力维持技术的探讨. 林业科学[J]， 2007， 10（43），58-64.
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[6] 黄鹤羽， 盛炜彤. 1994我国人工林地力衰退现状与对策. 中国林业[J]，（8）：35—36.
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[8] 叶镜中.邵锦峰.王桂蓐.人工林地力衰退研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.130—134.
[9]霍应强.杉木迹地烧山、整地、间伐对土壤形状和林木生长效益[J].广东林业科技.1975，（4）：10—13.
[10] 杜目坚，丁文，藏慧荣.杉木连栽韩地土壤微生物区薹厦生化特性和理化性质研究.新江林业科技，1 995，ls（5），14～19
[11] 贾志清.太行山封育区森林土壤肥力的特性研究[J].水土保持通报，2002，22（3）：28—31.
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