CN116349599A - 一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法。步骤1、林分间伐：在树木的非生长季对林分进隔行间伐，间伐过程中同时将存在病虫害、长势不良的濒死木、枯死木等低产劣质的林木砍掉；步骤2、林地清理：对采伐后的残留物进行清理或破碎利用；并对造林地上的杂草、杂灌等进行砍除；步骤3、混交模式选择：选择固氮树种、乡土树种与桉树进行行间混交，选择的混交树种具体包括黑木相思、红锥、香樟、木荷；步骤4、整地挖穴：步骤5、苗木栽植：选择在春季雨后进行苗木栽植；步骤6、苗木抚育管理。本发明构建的异龄混交林对桉树人工林生态功能恢复、碳汇功能的提升和稳定具有积极作用。
Description
技术领域
本发明属于林木改造领域，具体涉及一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法。
背景技术
桉树，具有生长速度快、适应性强及应用广等特点，在我国亚热带地区被广泛种植。桉树人工林的大面积推广种植，一方面促进了木材加工业的发展，另一方面缓解了木材供需矛盾，从减少了其他森林的砍伐。
目前，大部分桉树人工林采用短周期连栽的传统经营方式，造成林地内物种多样性降低，土壤养分含量不同程度的下降，地力贫瘠；土壤固碳潜力下降；另外，长期种植纯林群落生态结构简单，易导致林内系统稳定性下降。在这种传统经营方式下，桉树木材生产与生态服务出现严重失衡，长期将会影响林分的生物安全、土壤安全、生态安全和可持续经营。
目前我国南方地区，桉树人工林面积已达到500多万公顷。其中广东全省桉树人工林面积约2300万亩，占全省林业用地面积的14％。由于传统经营种植带来的生态问题突出，目前全省在推动桉树人工林改造及退出工作。合理的改造方式将会促进桉树人工林内植被的和谐生长、土壤养分的恢复，土壤固碳能力的提高，从而提升林分的生态服务功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法，该方法可以改善桉树人工林在传统连栽经营方式下造成的生态问题，促进林分内林草和谐生长、土壤生物环境和肥力的恢复以及土壤固碳能力的提升，从而提高林分的稳定性和生态功能。
本发明通过对桉树纯林进行间伐和套种新树种构建异龄混交林。通过实施该方案，可改变林分内植物群落结构和植被生存生态位，减少植被对养分的竞争压力，促进植被的生长和生物量的积累；通过引入固氮树种改善土壤氮循环，促进土壤养分的积累和土壤碳库的固存能力，从而改善传统经营带来的生态问题，促进林分生态功能的提升。
本发明的华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法，包括以下步骤：
步骤1、林分间伐：在树木的非生长季对林分进隔行间伐，间伐过程中同时将存在病虫害、长势不良的濒死木、枯死木等低产劣质的林木砍掉；
步骤2、林地清理：对采伐后的残留物进行清理或破碎利用；并对造林地上的杂草、杂灌等进行砍除；
步骤3、混交模式选择：选择固氮树种、乡土树种与桉树进行行间混交，选择的混交树种具体包括黑木相思、红锥、香樟、木荷；
步骤4、整地挖穴：
步骤5、苗木栽植：选择在春季雨后进行苗木栽植；
步骤6、苗木抚育管理。
优选，所述的混交，套种树种与林分内保留桉树的株数比例为1：1，黑木相思、红锥、香樟、木荷四种套种树种的株数比例为2:1:2:1。
优选，所述的在树木的非生长季对林分进隔行间伐，间伐率为50％，间伐后的桉树密度约为50株/亩。
优选，所述的林地清理是将较大的枝干集中清理出林地；将直径2～3cm，长度1m以下的枝条进行简单破碎后均匀铺洒在林地内；对林地内的杂草、杂灌等进行砍除，砍伐后的杂草可以留在林分内等待腐烂分解，保证割草灌后草头不高于10～15cm。
优选，所述的整地挖穴是按株行距3×2米的规格挖穴，苗木穴大小为50×50×40cm。
优选，所述的苗木栽植：选择在春季雨后进行苗木栽植，栽植时注意将苗木放端正，营养土不松散，将回土压实，并在穴面盖一层松土，种植后2～3个月内进行查苗补苗，确保当年成活率为90％以上。
优选，所述的苗木抚育管理是间伐后的前三年对林地进行松土和追肥、割草、除灌等抚育管理，每年一次。
本发明的第二个目的是提供上述方法在恢复人工林生态功能、提升和稳定碳汇功能中的应用。
优选，是在提升桉树胸径；增加林下植被生物量；提高酸性磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活力；恢复和增加土壤中土壤氮、磷、硝态氮和有效磷含量；提高土壤固氮潜力；增加土壤有机碳和矿质结合碳含量中的应用。
通过构建异龄混交林，可以优化植被对林分内光、热、水和养分等资源的利用，促进林木和林下植被生长，提高其生产力；同时，营造混交林可以改善林分内养分的循环速率，促进土壤肥力的恢复，提高土壤固碳能力，其中固氮树种的引入可以很好地平衡林分内土壤氮循环，提高氮在土壤中的存留。因此，该方法是提升桉树人工林生态功能有效方法之一。
本发明操作实施后，具有以下如下优点和效果：
通过间伐后在桉树人工纯林内套种黑木相思、红锥、香樟、木荷，构建种间协调、多层次、多物种组合的混交林。通过2021年5月份的采样和实验室分析，我们对保留的部分纯林与异龄混交林内桉树的胸径、林下植被生物量的积累、土壤酶活水平、土壤养分含量、土壤碳储量进行了对比，结果显示：改造4年后(1)混交林促进了林分内保留桉树的生长，混交林内桉树平均胸径显著大于纯林内桉树平均胸径(+28.48％)；(2)混交林促进林下植被生物量的积累，混交林内林下植被生物量增加(+32.82％)；(3)混交林促进了土壤不同酶活性水平的提高，特别是酸性磷酸酶(+20.29％)、过氧化物酶(+71.18％)和多酚氧化酶(+86.03％)(4)混交林促进林分内土壤养分的恢复和增加，混交林内表层及深层土壤碳(TC:+23.02％；+116.25％)、氮(TN:+21.29％；+37.45％)、磷(TP:+30.97％；+31.55％)、硝态氮(NO- 3-N)和有效磷(AP)均有大幅度提高；(5)混交林提高了土壤的固碳潜力，新改造的林分内土壤碳储量69.83吨，每公顷较纯林增加27.62％；(6)混交林促进土壤有机碳的稳定，混交林中非易氧化有机碳在0-10cm和10-20cm分别增加22.84％和111％，矿质结合碳在0-10cm和10-20cm土层内分别增加28.42％和121％。我们的结果表明，采用此种方式构建异龄混交林对桉树人工林生态功能恢复、碳汇功能的提升和稳定具有积极作用。
附图说明
图1为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—林木生长及林下植被生物量积累对比图；
图2为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—土壤酶活水平对比图；
图3为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—土壤养分变化对比图；
图4为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—土壤碳储量变化对比图；
图5为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—土壤稳定性有机碳变化对比图；
图6为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—改造模式图；
图7为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—改造现状图；
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所述的任何变换和替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法，图6为一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—改造模式图，具体步骤如下：
(1)林分间伐：选择在广东省东江林场内一处桉树人工纯林，该林分于2006年营造，原造林株行距约3×2m，造林密度约为110株/亩。于2016年在树木的非生长季对林分进行隔行疏伐，间伐率为50％，间伐后的桉树密度约为50株/亩。间伐过程中同时将存在病虫害、长势不良的濒死木、枯死木等低产劣质的林木清除。
(2)林地清理：对采伐后残留在林地内林木残留物进行清理和利用：将较大的枝干集中清理出林地；将直径2～3cm，长度1m以下的枝条进行简单破碎后均匀铺洒在林地内；对林地内的杂草、杂灌等进行砍除，砍伐后的杂草可以留在林分内等待腐烂分解，保证割草灌后草头不高于10～15cm。
(3)混交模式选择：以适应当地环境、树种生物学特性互补、种间协调生长为原则。选择固氮树种、珍贵乡土树种等与保留桉树进行行间随机组合混交，择伐后的桉树与新套种树种的株数比例为1:1。树种选择具体包括黑木相思(Acacia melanoxylon)、红锥(Castanopsis hystrix)、香樟(Cinnamomum camphora)、木荷(Schima superba)。套种树种与林分内保留桉树的株数比例为1：1，黑木相思(Acacia melanoxylon)、红锥(Castanopsishystrix)、香樟(Cinnamomum camphora)、木荷(Schima superba)四种套种树种的株数比例为2:1:2:1。
树种生物学特性如下
黑木相思(Acacia melanoxylon)，属阳性树种，耐干旱和瘠薄。根系较浅，侧根发达。适宜在暖湿气候区生长，耐微酸性土壤。
红锥(Castanopsis hystrix)，是优质珍贵用材，混生性能好，喜湿润、温暖、多雨的气候，耐阴，适宜在酸性壤土或轻黏土中栽植，营造混交林时则可不考虑坡向及遮荫措施。
香樟(Cinnamomum camphora)，兼具经济、园林和药用价值。多喜光，稍耐荫；喜温暖湿润气候，对土壤要求不严，较耐水湿，但不耐干旱、瘠薄和盐碱土。主根发达，侧根少，生长速度不快。
木荷(Schima superba)，是优良的绿化、用材树种，具有较好的防火和水土保持功能。树种属早期阴性而后期偏中性的树种，根系发达，对土壤适应性较强。
(4)整地挖穴：按行距3m开纵带，带宽1m的规格在林分内开纵带。在带上按株行距约3×2m的规格确定苗穴的位置，苗木穴大小为50×50×40cm。挖穴时注意把表土和深层土分开堆放，将深层土打碎并去除石块等，同时注意清除穴内石块等杂物。
(5)苗木栽植：挑选根系良好、顶芽完好、长势优良的苗木，苗木高度均匀，约80-100cm。选择在2～3月雨后进行苗木栽植，以保障土壤的湿润性。将阳性树种优先栽植在林窗较大的苗穴内。栽植时注意保护苗木根系不受损伤，将苗木放端正，营养土不松散，将回土压实，并在穴面盖一层松土。每穴基施复合肥(30％)0.5kg，回土至穴的1/3时，把复合肥放入穴内，并将其与土壤充分混合，先回表土，再回深层土，回土成馒头状。种植后2～3个月内进行查苗补苗和病虫害检查，确保当年成活率为90％以上。
(6)苗木栽植前期抚育管理：间伐套种后的前三年对林地进行抚育管理，每年一次。具体包括对林地进行割灌、除草、松土和追肥，每株新苗木追施复合肥0.5kg。第一次抚育管理于苗木种植当年6～8月进行，以新栽植树苗为中心，半径50cm范围内铲草除灌，每个种植穴施复合肥0.5kg，并对苗木存活率进行调查，及时补植；第二次抚育管理于苗木栽植第二年生长季进行，以新栽植苗木为中心，半径70cm范围内铲草除灌，穴施复合肥0.5kg，检查成活率并及时补植；第三次抚育管理于苗木种植第三年生长季进行，以新栽植树苗为中心，半径100cm范围内铲草除灌，穴施复合肥0.5kg，检查成活率并及时补植；每次抚育管理期间关注林地内是否有桉树萌芽，若有要及时清除。关注新栽植的苗木病虫害情况，及时喷洒杀虫剂。
间伐后在桉树人工纯林内套种黑木相思、红锥、香樟、木荷，形成了种间协调、多层次、多物种组合的混交林。2021年5月，我们在保留的未改造的桉树纯林和改造后形成的混交林内分别设置3个20m×30m的样方。在样方设置过程中，每个样方间距离大于100m，尽量选择海拔、坡向较为一致的样方。对样方内的乔木进行每木检尺(D>2cm)，记录种名，每木检尺使用胸径尺测量胸径(D)，使用测高器测定树高(H)。在每个大样方内设置1个2m×2m的小样方进行林下植被生物收割，将收割后的林下植被带回实验室进行烘干，并称取恒重。采用S型采样法进行土壤取样，用内径为3.5cm的土钻对每个样方的表层、深层土壤分别采集6～8钻土后混合，装入塑料自封袋，4℃保存，带回实验室。土壤样品过2mm筛后，取部分样品保存于4℃冰箱，用于土壤生物指标的测定和相关理化性质测定。剩余部分样品分别进行风干和105℃烘干至恒重，用于计算含水率以及测定其他理化指标。参采用比色法对土壤酶活性进行测定。土壤总碳(TC)与全氮(TN)的测定使用元素分析仪(Vario MAX，Elementar，德国)进行测定，由于本研究中的土壤为酸性，因此默认总有机碳含量即为总碳含量。土壤铵态氮
硝态氮/>
的浓度通过1M KCl浸提后用比色法测定。土壤全磷(TP)采用浓硫酸消煮后用钼蓝比色法，紫外分光光度计测定。土壤有效磷(Available Phosphours，AP)采用HCl-NH4F浸提，钼蓝比色法，紫外分光光度计测定。土壤非易氧化有机碳含量为土壤有机碳含量减去易氧化有机碳含量，易氧化有机碳含量指能被0.333mol L-1的高锰酸钾溶液能够氧化的那部分碳。土壤矿质结合碳采用物理分级方法先进行分级，其中粒径<53μm的土壤中的碳为矿质结合碳。
采样和实验室分析的结果显示：改造4年后(1)混交林促进了林分内保留桉树的生长，混交林内桉树平均胸径显著大于纯林内桉树平均胸径(+28.48％)(见图1)；(2)混交林促进林下植被生物量的积累，混交林内林下植被生物量增加(+32.82％)(见图1)；(3)混交林促进了土壤不同酶活性水平的提高，特别是酸性磷酸酶(+20.29％)、过氧化物酶(+71.18％)和多酚氧化酶(+86.03％)(见图2)；(4)混交林促进林分内土壤养分的恢复和增加，混交林内表层及深层土壤碳(TC:+23.02％；+116.25％)、氮(TN:+21.29％；+37.45％)、磷(TP:+30.97％；+31.55％)、硝态氮(NO- 3-N)和有效磷(AP)均有大幅度提高(见图3)；(5)混交林提高了土壤的固碳潜力，新改造的林分内土壤碳储量69.83吨，每公顷较纯林增加27.62％(见图4)；(6)混交林促进土壤有机碳的稳定，混交林中非易氧化有机碳在0-10cm和10-20cm分别增加22.84％和111％，矿质结合碳在0-10cm和10-20cm土层内分别增加28.42％和121％(见图5)。图7为本发明提出的一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法—改造现状图。我们的结果表明，采用此种方式构建异龄混交林对桉树人工林生态功能恢复、碳汇功能的提升和稳定具有积极作用。
Claims (9)
1.一种华南地区桉树与阔叶树种构建异龄混交林的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、林分间伐：在树木的非生长季对林分进隔行间伐，间伐过程中同时将存在病虫害、长势不良的濒死木、枯死木等低产劣质的林木砍掉；
步骤2、林地清理：对采伐后的残留物进行清理或破碎利用；并对造林地上的杂草、杂灌等进行砍除；
步骤3、混交模式选择：选择固氮树种、乡土树种与桉树进行行间混交，选择的混交树种具体包括黑木相思、红锥、香樟、木荷；
步骤4、整地挖穴：
步骤5、苗木栽植：选择在春季雨后进行苗木栽植；
步骤6、苗木抚育管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混交，套种树种与林分内保留桉树的株数比例为1：1，黑木相思、红锥、香樟、木荷四种套种树种的株数比例为2:1:2:1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的在树木的非生长季对林分进隔行间伐，间伐率为50％，间伐后的桉树密度约为50株/亩。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的林地清理是将较大的枝干集中清理出林地；将直径2～3cm，长度1m以下的枝条进行简单破碎后均匀铺洒在林地内；对林地内的杂草、杂灌等进行砍除，砍伐后的杂草可以留在林分内等待腐烂分解，保证割草灌后草头不高于10～15cm。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的整地挖穴是按株行距3×2米的规格挖穴，苗木穴大小为50×50×40cm。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的苗木栽植：选择在春季雨后进行苗木栽植，栽植时注意将苗木放端正，营养土不松散，将回土压实，并在穴面盖一层松土，种植后2～3个月内进行查苗补苗，确保当年成活率为90％以上。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的苗木抚育管理是间伐后的前三年对林地进行松土和追肥、割草、除灌等抚育管理，每年一次。
8.权利要求1或2所述的方法在恢复人工林生态功能、提升和稳定碳汇功能中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，是在提升桉树胸径；增加林下植被生物量；提高酸性磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活力；恢复和增加土壤中土壤氮、磷、硝态氮和有效磷含量；提高土壤固氮潜力；增加土壤有机碳和矿质结合碳含量中的应用。
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- 2023-02-27 CN CN202310170348.4A patent/CN116349599A/zh active Pending
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