疏乔(杨树)密灌(沙棘)混交造林模式效应初探

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  [摘要] 稀植杨树密植沙棘混交林的测试分析表明,疏乔密灌比普通混交林腐殖质含量增加2.35%,土壤容重减少0.14%,相对湿度夏冬两季分别高4%和8%,饱和持水量增加17927.8kg/hm2。形成了提高混交林中杨树的生长量和生物量良好的生态环境。疏乔密灌混交配置根系分布更均匀、合理,可充分利用土壤空间、水分,同时为杨树倒茬更新创造了方便条件。
  [关键词] 疏乔密灌;混交造林;混交效应
  沙棘(Hippohae rhamnoidesh)有名醋柳、酸柳、黑刺,属胡秃子科沙棘属。多年生落叶灌木或小乔木,喜光,抗严寒、风沙,耐干旱、瘠薄,耐水湿和盐碱,能在地表5cm深处含水率达42%的山地草甸地、重碱地(pH值9.5)及含盐量1.1%的盐碱地上生长。根系发达,根幅长达10余米,侧根纵横交织在0~55cm的土层内;萌蘖能力极强,能在短期内形成密集茂盛的灌丛,可显著提高土壤的防冲、抗侵蚀能力,明显减少地表径流,有效拦截沙土。沙棘须根上有大量根瘤,具有很强的固氮肥土作用,沙棘果实9~10月成熟。种子千粒重9~10g,发芽率达92%以上。种子小,皮厚而硬,并附油质状棕色胶膜。沙棘是三北地区水土保持和防风固沙的先锋树种,也是良好的伴生树种。杨树(Populus tomentosa Carr)属杨柳科杨属,是我国北方主要造林树种,树冠卵圆形或卵形。树皮幼年时青白色,皮孔菱形;老年时树皮纵裂,呈现暗灰色。嫩枝灰绿色,密被灰白色绒毛。长枝之叶三角状卵形,先端渐尖,基部心形或截形,缘具缺刻或锯齿,表面光滑或稍有毛,背面密被白绒毛,后渐脱落;叶柄扁平,先端常具腺体。短枝之叶三角状卵圆形,缘具波状缺刻,幼年时无毛,后全脱落;叶柄常无腺体。雌株大枝较为平展,花芽小而稀疏;雄株大枝则多斜生,花芽大而密集。花期3~4月,叶前开放。主要分布在黄河流域,北至辽宁南部,南达江苏、浙江,西至甘肃东部,西南至云南均有。如何大面积提高杨树生长量和生物量林业生产建设上要解决的问题。我们就开始营造带宽为10m的疏乔密灌杨树沙棘混交林,即五行沙棘(株行距1.5×2m)与一行杨树(株行距3×2m)混交,与普通混交林(即一行杨树与两行沙棘,株行距1.5~2×3m)。通过标准的定位观测与分析,探索其混交效应,为干旱风沙区及水土流失区营造杨树沙棘混交林提供了新的模式。
  一、试验地概况
  定边县地处毛乌素沙地南缘,海拔高1303~1907m,年降水量316mm左右,属典型半干旱、干旱地区。试验地设在定边县南部纪畔乡高岔村,该区气候干燥寒冷。能种植植物种类较少。乔木树种有杨树、榆树、刺槐等;草本植物有蒿类、百里香、碱草等。
  二、测试内容与方法
  1.不同林分土壤及气象因子
  分别测定两种混交林内的温度、相对湿度、枯枝落叶量、土壤肥力与物理性状及其保水效应。
  2.不同林分林木生长量
  分别测定两种混交林林木的树种高、胸径生长量。
  3.不同林分林木生长量
  分别在两种混交林的标准地内选择标准木伐倒,将地下根系挖出,测量出标准木地上(干、枝、叶)、地下(主根、侧根、毛根)各部分鲜重,并分别取样称重,回室内在烘箱内将样品烘干称重。重复三次,取其稳定值作为干重。
  三、结果分析
  1.不同林分土壤及气象因子
  (1)土壤水分状况。测试结果表明,疏乔密灌混交林较普通混交林枯枝落叶量多,林分郁闭度大,林冠层能更多地截流天然降水,并有效的减少林地水分的蒸发。同时,由于枯枝落叶比普通混交林增多79%,饱和持水量增加17929kg/hm2,有效的减少了地表径流。据测定,疏乔密灌混交林比普通的混交林表土湿度增加2.5%。
  (2)土壤肥力状况与物理性质。疏乔密灌混交林较普通混交林枯枝落叶量多,土壤湿度大,从而促进了土壤微生物活动,加快了有机物质的分解,提高了土壤肥力,混交林表层腐殖质量较杨树纯林增加2.35%,改善了土壤结构,减少了土壤容重,提高了土壤空隙度3.45%,增强了透水性2.0mm/min。实验证明,疏乔密灌混交林能明显提高土壤肥力,改善土壤结构,为林木生长提供了更优越的立地条件。
  (3)林内小气候条件。普通混交林叶量大,蒸腾作用强,能扩散更多的水分,所以混交林内相对湿度不论在夏季还是冬季都是较杨树纯林高,但同时,受水分热量平衡作用的影响,疏乔密灌混交林内温度变幅在冬季较混交林小,土壤的水分量较普通混交林的2.5%,据测定,相对湿度夏季混交林较杨树纯林高4%,冬季高8%;温度夏季疏乔密灌混交林较对照高1.6℃,冬季却低0.5℃。
  2.不同林分林木生长量
  疏乔密灌混交林与对照混交林的生长情况表1.
  从表1看出,疏乔密灌混交林内杨树树高生长量比对照提高19.40%,胸径生长量对照提高35.42%,疏乔密灌混交林内沙棘树的生长量较对照提高10.59%,这表明疏乔密灌混交林内杨树较对照杨树有明显的生长优势。
  3.不同林分林木生物量
  不同林分林木生物量见表2
  从表2看出,疏乔蜜罐混交林生物量较对照高29.97%;混交林林地上、地下各部分生物量均高于对照。
  调查结果表明,疏乔密灌混交林杨树单株生物量较对照杨树提高12.43%,疏乔密灌混交林沙棘单株较对照沙棘生物量提高10.54%;疏乔密灌混交林中的单株杨树树叶生长量较对照杨树提高10.14%;根系生物量较对照提高9.47%。由此可见,疏乔密灌混交林中杨树叶多、根大是杨树保持旺盛生活力及较高生物量的重要原因。
  通过上述分析可以看出,疏乔密灌混交林中杨树地上、地下总生物量与对照杨树比较发生了显著的变化,这种差异对提高杨树各种抗逆性及生长机能无疑具有很大作用。因此,在“三北”风沙干旱及水土流失区营疏乔密灌混交林是可行的,对指导这些地区的林业生产具有重要意义。
  4.混交林内林木的根系分布情况及相互关系
  混交林内林木的根系分布情况是采用挖掘法进行调查的。标准木根系调查结果表明:7年生单株沙棘地下根系总长达61.5m,水平根幅达6.5m,主要集中在1.0m范围内;垂直根系深达3.1m,主要集中在15~40cm范围内。8年生长杨树根系调查结果表明,杨树水平根系集中在1.4m范围内,垂直根系集中在20~100m范围内,调查发现,沙棘与杨树根系交错生长,分布均匀,未发现有连根现象。沙棘根系与短杆状固氮菌共生,固氮改土能力强。据测定,每年每公顷5年生沙棘林可产固氮180kg,相当于施入375kg尿素,这可能是杨树沙棘混交后能提高杨树生长量的一个主要因素。
  四、小 结
  1.疏乔密灌混交林中杨树树高生长量比对照提高19.40%,胸径生长量比对照提高35.42%。
  2.疏乔密灌混交林杨树单株生物量较对照杨树提高12.43%。疏乔密灌混交林沙棘单株较对照沙棘单株生物量提高10.54%;混交林中侧根生物量低于杨树纯林外,其各部分生物量均高于杨树纯林。
  3.疏乔密灌混交林能明显提高土壤肥力,改善土壤结构和林内小气候条件,为林木生长创造了良好的生态环境。
  4.疏乔密灌混交林内根系虽较密集,但互不干扰,分布较普通混交林均匀,能充分利用土壤空间、水分、养分。沙棘根系固氮能力很强,杨树沙棘混交后对提高杨树生长量具有重要作用。
  5.疏乔密灌混交林在杨树主伐前2年即可将沙棘平茬,栽植杨树;杨树主伐后栽植沙棘。由此可加快林地倒茬更新,提高土地利用率。
  
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