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现有落叶松人工纯林,落叶松水曲柳混交的针阔混交林,在林分结构特征和林分生产力方面有显著的区别。
1 林分的树种结构的差异
现有的落叶松人工林多为单一树种构成的同一林龄、同一林层的纯林。林内死地被物层很厚,分解缓慢,活地被物极为稀,可谓之林地无草,林内无鸟,生物物种十分匮乏。针阔混交林,除混交树种之外,还保留了经济价值较高的珍贵树种的幼树,形成了明显的成层结构,这些树种之间保持整体的布局,有一定秩序和层次,显示出其生物物种的多样性和它们内在的相互依存的自然生态关系。
2 林分径级结构的差异
落叶松人工林,偏度检验结果表明:小径级的林分偏值通常大于零(即A>0),峰度偏左,反映出在这个时期(径级6~8cm)林木个体之间竞争激烈,个体分化级为明显,而再稍大一些(如10cm以上)时候,则开始出现峰度值小于零(即A<0)的现象,表现出这些林分已经进行了不适当的间伐,采伐强度过大或仅伐大径级木,林分结构不合理,降低了林分密度,浪费了林地生产力,林分蓄积量。不同径级阶段表现出峰度偏态的纯正向负的变化过程。科学地反映出经营管理中存在的经营不合理现象。
3 针阔混交林显示其稳定性
针阔混交林生物物种资源有了明显地改善,生物物种的多样性提高对环境条件的适应性,具有较强的抗御自然灾害的能力,例如具有大面积集中连片的落叶松人工纯林的一面坡林声,在1964~1969的5年期间连续两次大发生落叶松毛虫的危害,实行飞机灭虫,大面积落叶松针叶被吃光,尤如火烧一样,降低了林分生长量,而针阔叶混交林与天然林相镶的联合林声的落叶松人工纯林却安然无恙。这些由多树种组成的针阔混交林或人天混林形成稳定的森林植物群落同其它森林植物群落和环境条件构成了森林生态体。
4 混交林改善土壤生态环境
与落叶松纯林相比,针阔混交林(落叶松水曲柳混交林)在生长过程中有改善了土壤环境的作用。从土壤剖面可见,混交林下层厚度达50cm,大于落叶松纯林的下层厚度(42cm);土壤结构、紧实度、植物根的数量都比纯林好。土壤中全氮、全磷、全钾比纯落叶松林分别提高了138.55%、121.93%、124.980/0。而速磷、速钾和有机质含量提高更多,分
别比纯林提高到196.44%、227.47%和145.94%。土壤肥力的提高又促进混交林中水曲柳的生长。在长期连续培育落叶松人工林造成土地肥力锐减,物种匮乏的今天更显示了多树种混交林的优越性。改善土壤生态环境条件的意义比生长木材更重要,这里充分体现了森林改良土壤的重大意义。
5 针阔混交林生长量高于针叶纯林
通过大量的试验表明:落叶松水曲柳混交林的林分蓄积量和年平均生长量都高于同龄纯林。落叶松林相对产量与水曲柳林相对产量之和大于1。说明落叶松与水曲柳混交时两个对土地资源的要求不同,有共生性,对林分生长有利。落叶松与水曲柳}昆交造林和纯林相比较,对水曲柳生长效益最明显,以水曲柳纯林的胸径、树高为100%的话,}昆交林相应指标分别达到129.68%~138.03%和96.47%~103.76%。可见落叶松与水曲柳混交的正效应是相当明显的。
落叶松水曲柳混交林总产量优于纯林,从生态学来讲,其原因有四个:一是落叶松与水曲柳生物学特性、遗传性不同,表现在两个树种混交情况下营养生态的水平空间分异模式,水曲柳根系发达,具有强的扩散或渗透能力,落叶松相反;落叶松的化学生态场对水曲柳根系无排斥作用,甚至还可能有诱导作用;山水曲柳化学生态场对落叶松根系有排斥或抑制作用,使落叶松根系难以向水曲柳方向延伸;二是落叶松水曲柳混交林吸收根系垂直分布模式明显分异,即水曲柳吸收根系主要集中于土壤上层,而落叶松吸收根则在土壤下层(>20cm)相对增加,反映了混交林中两树种在土壤营养空间的生态位分离,缓解种间竞争以及对人工群落持续与稳定有重要意义;落叶松根系比较能耐低氧环境,土壤下层是比较缺氧的,而落叶松吸收根在这样的环境中其生理功能并不受大的影响,保证较其它树种更有效地利用土壤深层空间的水分和养分资源。在土壤空间中落叶松吸收根分布下移,
可以有效地消除在表土中受排斥所带来的不利影响;三是落叶松尖塔形树冠与水曲柳卵形的树冠均在同一林层中相互交错,进行光合作用,制造养分,充分利用空气中的氮素;四是落叶松水曲柳两树种对氮素吸收有明显的季节差异。这主要是由树种遗传因素决定的。早春两树种开始生长对氮吸收量都不大,水曲柳小于落叶松,进入6月迅速增加,到6月中下旬达到峰期,而落叶松则增加缓慢,7月份水曲柳吸氮量逐渐回落,在水曲柳吸氮量迅速增加,在7月中下旬达到峰期。进入8月份后秋季来临,两树种对氮吸收量回落。两树种吸氮高峰相差一个月之久,缓解对土壤氮素养分的竞争,落叶松水曲柳是营造混交林的优化树种组合。
6 结论
通过以上的分析可以看出:在经营落叶松人工林时,要改变过去那种家业式的作业方式,而是要充分利用立地条件,树种组成大力培养针阔叶混交林及由乔、灌、草组成的多层植被结构,实现人工林天然化,恢复和建立一个森林生物群落。
1 林分的树种结构的差异
现有的落叶松人工林多为单一树种构成的同一林龄、同一林层的纯林。林内死地被物层很厚,分解缓慢,活地被物极为稀,可谓之林地无草,林内无鸟,生物物种十分匮乏。针阔混交林,除混交树种之外,还保留了经济价值较高的珍贵树种的幼树,形成了明显的成层结构,这些树种之间保持整体的布局,有一定秩序和层次,显示出其生物物种的多样性和它们内在的相互依存的自然生态关系。
2 林分径级结构的差异
落叶松人工林,偏度检验结果表明:小径级的林分偏值通常大于零(即A>0),峰度偏左,反映出在这个时期(径级6~8cm)林木个体之间竞争激烈,个体分化级为明显,而再稍大一些(如10cm以上)时候,则开始出现峰度值小于零(即A<0)的现象,表现出这些林分已经进行了不适当的间伐,采伐强度过大或仅伐大径级木,林分结构不合理,降低了林分密度,浪费了林地生产力,林分蓄积量。不同径级阶段表现出峰度偏态的纯正向负的变化过程。科学地反映出经营管理中存在的经营不合理现象。
3 针阔混交林显示其稳定性
针阔混交林生物物种资源有了明显地改善,生物物种的多样性提高对环境条件的适应性,具有较强的抗御自然灾害的能力,例如具有大面积集中连片的落叶松人工纯林的一面坡林声,在1964~1969的5年期间连续两次大发生落叶松毛虫的危害,实行飞机灭虫,大面积落叶松针叶被吃光,尤如火烧一样,降低了林分生长量,而针阔叶混交林与天然林相镶的联合林声的落叶松人工纯林却安然无恙。这些由多树种组成的针阔混交林或人天混林形成稳定的森林植物群落同其它森林植物群落和环境条件构成了森林生态体。
4 混交林改善土壤生态环境
与落叶松纯林相比,针阔混交林(落叶松水曲柳混交林)在生长过程中有改善了土壤环境的作用。从土壤剖面可见,混交林下层厚度达50cm,大于落叶松纯林的下层厚度(42cm);土壤结构、紧实度、植物根的数量都比纯林好。土壤中全氮、全磷、全钾比纯落叶松林分别提高了138.55%、121.93%、124.980/0。而速磷、速钾和有机质含量提高更多,分
别比纯林提高到196.44%、227.47%和145.94%。土壤肥力的提高又促进混交林中水曲柳的生长。在长期连续培育落叶松人工林造成土地肥力锐减,物种匮乏的今天更显示了多树种混交林的优越性。改善土壤生态环境条件的意义比生长木材更重要,这里充分体现了森林改良土壤的重大意义。
5 针阔混交林生长量高于针叶纯林
通过大量的试验表明:落叶松水曲柳混交林的林分蓄积量和年平均生长量都高于同龄纯林。落叶松林相对产量与水曲柳林相对产量之和大于1。说明落叶松与水曲柳混交时两个对土地资源的要求不同,有共生性,对林分生长有利。落叶松与水曲柳}昆交造林和纯林相比较,对水曲柳生长效益最明显,以水曲柳纯林的胸径、树高为100%的话,}昆交林相应指标分别达到129.68%~138.03%和96.47%~103.76%。可见落叶松与水曲柳混交的正效应是相当明显的。
落叶松水曲柳混交林总产量优于纯林,从生态学来讲,其原因有四个:一是落叶松与水曲柳生物学特性、遗传性不同,表现在两个树种混交情况下营养生态的水平空间分异模式,水曲柳根系发达,具有强的扩散或渗透能力,落叶松相反;落叶松的化学生态场对水曲柳根系无排斥作用,甚至还可能有诱导作用;山水曲柳化学生态场对落叶松根系有排斥或抑制作用,使落叶松根系难以向水曲柳方向延伸;二是落叶松水曲柳混交林吸收根系垂直分布模式明显分异,即水曲柳吸收根系主要集中于土壤上层,而落叶松吸收根则在土壤下层(>20cm)相对增加,反映了混交林中两树种在土壤营养空间的生态位分离,缓解种间竞争以及对人工群落持续与稳定有重要意义;落叶松根系比较能耐低氧环境,土壤下层是比较缺氧的,而落叶松吸收根在这样的环境中其生理功能并不受大的影响,保证较其它树种更有效地利用土壤深层空间的水分和养分资源。在土壤空间中落叶松吸收根分布下移,
可以有效地消除在表土中受排斥所带来的不利影响;三是落叶松尖塔形树冠与水曲柳卵形的树冠均在同一林层中相互交错,进行光合作用,制造养分,充分利用空气中的氮素;四是落叶松水曲柳两树种对氮素吸收有明显的季节差异。这主要是由树种遗传因素决定的。早春两树种开始生长对氮吸收量都不大,水曲柳小于落叶松,进入6月迅速增加,到6月中下旬达到峰期,而落叶松则增加缓慢,7月份水曲柳吸氮量逐渐回落,在水曲柳吸氮量迅速增加,在7月中下旬达到峰期。进入8月份后秋季来临,两树种对氮吸收量回落。两树种吸氮高峰相差一个月之久,缓解对土壤氮素养分的竞争,落叶松水曲柳是营造混交林的优化树种组合。
6 结论
通过以上的分析可以看出:在经营落叶松人工林时,要改变过去那种家业式的作业方式,而是要充分利用立地条件,树种组成大力培养针阔叶混交林及由乔、灌、草组成的多层植被结构,实现人工林天然化,恢复和建立一个森林生物群落。