灰木莲人工林密度效应初步研究

摘要：为了了解不同造林密度条件下灰木莲人工林生长量、林下植物和土壤物理性质的变化，在漳州平和县开展了造林密度分别为3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2的灰木莲试验研究。对造林5年后林分进行了调查，结果表明：随着造林密度的增大，灰木莲的树高、胸径、单株材积生长量下降，而单位面积蓄积量以1600株/hm2的林分最高；3种造林密度的林分中，1600株/hm2的林分其林下植物种类最多，植物多样性指数最大，林分土壤疏松透气。

关键词：灰木莲；造林密度；土壤肥力；植物多样性

中图分类号：S792

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）09010602

1 引言

灰木莲（Magnoliaceae glanca Blume）是木兰科木莲属的常绿乔木树种，是国家一级保护的濒危植物。灰木莲生长快，适应性较强，干形通直，树形优美，是优良的用材树种和观赏树种[1]。漳州地区以往主要的人工林是桉树，近年来桉树造林的规模在逐渐减少，而各种珍贵树种在蓬勃发展。灰木莲因其具有速生和良好的适应性在漳州地区山地造林中得到应用。有关灰木莲的研究，以往主要集中在灰木莲育苗技术[2]、生物学特性[3]、生长规律[4]和生产力[5]等方面，而对不同密度灰木莲的生长、生物多样性以及土壤物理性质的差异性研究目前尚处于空白。为此，笔者在漳州平和县文峰镇文美村开展了灰木莲不同密度造林试验，探索密度对灰木莲生长、植被和土壤性质的影响，从而为灰木莲人工林科学经营提供依据。

2 试验点概况

试验点位于漳州市平和县文峰镇，地处东经117°26′1″～117°26′24″、北纬24°26′57″～24°27′13″，气候属于南亚热带海洋性季风气候，年平均气温约20 ℃，极端高温40.5 ℃，极端低温0 ℃，有霜期短，雨量充足，年降水量1700 mm左右。试验地设在文峰镇文美村6大班010小班，属于双龙农庄名贵树木种植基地，海拔高55～120 m，坡向东偏北，平均坡度26°，面积26 hm2，土壤为山地红壤，土层厚度达到1 m，腐殖|层厚度10 cm，土壤肥力中等。林下植被有五节芒、芒萁骨、蕨类、杂灌木等。

3 研究方法

3.1 试验设计与造林

试验地前身为g溪蜜柚园，2011年10月将果园改种为珍贵树种灰木莲，2011年底对果园进行清杂炼山后，在原来的种植梯带上开展灰木莲不同密度造林试验，造林密度设3种，分别为3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2，对应的造林株行距分别为1.8 m×1.8 m、2.5 m×2.5 m和3.0 m×3.0 m。试验随机区组设计，3次重复，每块试验小区面积为20m×20m，共9块试验小区。整地挖穴的规格为40 cm×40 cm×30 cm，造林前一周施钙镁磷肥500g/穴作基肥，于2012年3月6～9日造林。

3.2 试验林管理和调查

3.2.1 试验林管理

造林后当年5月份和8月份各抚育一次，抚育后埋施复合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）400g/株，造林后第二年的3月份和6月份各抚育一次，抚育后埋施复合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）500 g/株 ，9月份再抚育一次；造林后第3年的3月份和9月份各抚育一次，抚育后埋施尿素750 g/株。

3.2.2 试验林调查

生长量调查：造林后每年对试验林的生长情况进行调查，建立试验林年生长情况文档资料。2017年3月，对试验林进行全面调查，分试验小区进行每木调查，每株活立木调查其树高、胸径，求算平均胸径、树高和单株材积，灰木莲单株材积公式V=0.00005276D1.882161H1.009317，蓄积量=平均单株立木材积×林分保留株数。

林下植物多样性调查：对每块试验小区内进行梅花状分布5个面积为2 m×2 m的小样方，在小样方内调查灌木和草本的种类、数量，计算每个试验小区的林下植物多样性。植物多样性Simpson指数D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1），Shannon-Wiener指数H=-∑Ni/Nlog2Ni/N，物种丰富度S为物种总的种数，物种均匀度J=N（N/S-1）/∑Ni（Ni-1）。式中Ni表示某个种的个体数目，N表示所有种个体树木总和。

土壤采样和测定：在每块试验小区内，按“S”型路线随机确定4个土壤采样点，在每个采样点挖垂直土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm用“环刀法”取土壤用于物理性质测定[6，7]。

4 结果与分析

4.1 不同密度灰木莲人工林生长量差异性比较

人工林生长过程中，当林分郁闭后，密度就成为影响人工林生长的一个主要因素。从不同密度灰木莲生长情况看出（表1），灰木莲的生长量呈现出随造林密度增大而下降的趋势。造林密度为3088株/hm2的林分，其平均树高、平均胸径和平均单株材积与造林密度为1600株/hm2的林分相比，分别降低了20.0%、22.2%和50.1%；而造林密度为1600株/hm2林分，其平均树高、平均胸径和平均单株材积与造林密度为1112株/hm2林分相比，分别降低了12.9%、9.7%和28.2%。林分单位面积蓄积量以造林密度为1600株/hm2林分最高，比造林密度为3088株/hm2和1112株/hm2的林分分别提高了10.0%和12.0%。通过方差分析，不同造林密度的灰木莲平均树高达到显著水平，平均胸径、平均单株材积和单位面积蓄积量均达到极显著水平。本试验条件下，灰木莲造林以造林密度为1600株/hm2较为合适。

4.2 不同密度灰木莲林分植物多样性对比

对于郁闭的森林，林下植被多样性可以用来表征森林的生态良好程度。从不同造林密度的灰木莲林下植被调查情况看出（表2），林下植被种类、均匀度和多样性指数表现出1600株/hm2林分〉1112株/hm2林分〉3088株/hm2林分。以灌木层植被为例，1600株/hm2林分的灌木层种类比1112株/hm2林分和3088株/hm2林分分别大了28.6%和28.6%，均匀度大了2.9%和7.2%，simpson指数大了1.7%和3.1%，shannon-wiener指数大了4.6%和5.5%。

4.3 不同密度灰木莲人工林土壤物理性质状况分析

通过对不同密度灰木莲人工林土壤物理性质测定看出（表3），不同密度灰木莲土壤容重、孔隙度和通气度有差异，造林密度为1600株/hm2林分的土壤容重最小，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度最大，造林密度为3088株/hm2林分的土壤容重最大，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度最小，造林密度为1112株/hm2林分的以上几个指标居中。土壤容重、孔隙度和通气度都是反映土壤疏松程度的指标，容重大而孔隙度和通气度小的土壤粘性较强或较为板结，而容重小、孔隙度和通气度大的土壤较为疏松。可见，造林密度为1600株/hm2林分的土壤较为疏松透气，有利于持水，涵养水源能力较强；造林密度为1112株/hm2林分的土壤较为板结，对水分的保持能力较弱，这是因为密度小的林分降雨对土壤的冲击力大，容易发生地表径流，土壤易硬化；造林密度3088株/hm2林分的土壤粘性较强，也不容易持水，这是因为密度大的林分土壤湿度大，降雨对林内土壤表面的_击力虽小，但土壤吸收水分能力也比较弱。

5 结论与讨论

通过对造林5年后初植密度分别为3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2灰木莲人工林生长量、林下植物多样性和土壤理化性质的测定分析，生长量方面，随着造林密度的增大，灰木莲的树高、胸径、单株材积均下降，单位面积蓄积量以造林密度为1600株/hm2的灰木莲林分最大，不同造林密度的灰木莲生长量和蓄积量均差异明显；林下植物多样性方面，造林密度为1600株/hm2的灰木莲林分林下植物种类最多，植物多样性指数最高；土壤肥力方面，造林密度为1600株/hm2的灰木莲林分土壤疏松透气。在本试验条件下，灰木莲造林以初植密度为1600株/hm2较为合适。

由于本次灰木莲造林密度试验仅选了3种密度进行对比，增加其它密度试验会得出什么样的试验结果尚不得知，而且随着试验林年龄的增大，不同密度的林分之间的生长量、林下植物多样性特征以及土壤状况会发生怎样的变化也未知。这些问题都有待于下一步继续研究。

参考文献：

[1]卢立华，何日明，农瑞红，等.坡位对灰木莲生长的影响[J].林业科学研究，2012，25（6）：789～794.

[2]张翠菊，丘伟巧.灰木莲的育苗栽培与管理技术[J].绿色科技，2013（7）：62～63.

[3]曾 冀，卢立华，贾宏炎.灰木莲生物学特性及引种栽培[J].林业实用技术，2010（10）.

[4]韦善华，覃 静，朱贤良.南宁地区灰木莲人工林生长规律研究[J].西北林学院学报，2011，26（5）：174～178.

[5]廖 悦，宋小秋.广西国有高峰林场灰木莲生产力的研究[J].绿色科技，2016（3）：15～16.

[6]中国科学院南京土壤研究所编.土壤理化性状[M].上海：上海科学技术出版社，1987.

[7]张万儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中国林业出版社，1984.