半干旱地区油松纯林改造成混交林效益分析

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摘要：半干旱地区的油松纯林，不仅生产力水平低、抗性差、林分的涵养水源、防止水土流失等重要生态功能也因林分结构单一、缺乏灌木覆盖而不尽理想。1993年分别在天水市秦州区娘娘坝镇对15年生的油松纯林进行了改造试验，12年后该林分比油松纯林相对湿度提高0.20%～2.20%，林内温度降低0.1０～1℃，土壤有机质含量提高0.03%～0.73%，减轻容重0.05～0.20g/cm3，有虫株率降低50%，虫口密度降低84%，林分虫害明显减弱，油松树高、胸径生长量比对照分别提高14.90%、22.20%。

关键词：油松；林分改造；综合效益

油松是半干旱地区荒山造林的主要树种之一，它对改善生态环境，控制水土流失，促进山区经济发展等方面起到了推动作用。但是随着林分郁闭成长，大面积针叶纯林的弊端就日渐显现。这些纯林不仅生产力水平低，水土保持效益差，而且发病率高，林分生长也较缓慢，质量低下，20～30a生的林分平均树高仅3～5m，年平均高生长17.20cm，年平均蓄积量1.38m3/hm2。现有油松纯林成材速度缓慢，且林分的涵养水源覆盖也不尽理想。无论从挖掘林地资源利用潜力或改善林分生态功能的角度，都有必要对油松纯林进行改造。

1试验区概况

试验区位于秦州区娘娘坝镇李子林区，地处长江流域，年平均气温10 ℃，年平均降水量400～600mm，且分布不均匀，7～8月份降水量占全年降水量的60%～70%，年均日照时数2 032h，属暖温带半湿润半干旱气候。土壤以褐色土为主，土层厚度多在50～60cm之间，植被主要有栎类、油松、落叶松、灯心草、篙类等。

2调查内容和方法

2.1改造油松纯林的技术措施于1993年春季，在试验区郁闭度大于0.60的油松纯林内，以4～12m不等的距离，伐除砍伐带上的油松。伐除后采取鱼鳞坑整地，规格50cm×50cm×50cm，栽植刺槐、沙刺、柠条、山杏等阔叶树种。造林株行距1m×1m，造林方法同常规造林。

2.2测定内容及方法

2.2.1油松纯林改造成不同混交类型水土保持指标的测定截留观察，选择油松纯林及改造后的不同林型设置标准地，在林下树冠投影中部边缘，两树冠之间安置雨量筒，在林冠郁闭度适中处安置自计雨量计，在林外旷野安置雨量筒和自计雨量计作对照。（见表1）

2.2.2枯落物吸水量测定选择改造后的不同林分类型和对照区（油松纯林），在其上、中、下各取3个样方，测定总厚度，用净水浸泡法测定枯落物湿重及饱和持水量。（见表2）

2.2.3林分小气候因子的测定选择改造后的不同林分类型设置标准地，以油松纯林为对照区，进行温度、湿度、光照等气象因子的测定。（见表3）

（甘肃天水2004年）

2.2.4土壤理化性质的测定选择改造后的不同林分类型设置标准地和对照区（油松纯林），测定土壤pH值、容重、孔隙度、有机质、初渗速率等。

2.2.5林分生长情况调查在改造后的不同林分类型设置标准地和对照区（油松纯林），测林木的树高、胸径等测树因子。

3结果分析

3.1油松纯林改造后水土保持效益

3.1.1树冠截留。从观察结果（见表1）可以看出，油松混交林林冠截留作用比油松纯林大，说明树冠的截留能力与树种和林型有关。油松混交林由于形成立体复层林冠结构，枝叶繁茂，截留作用大，尤其油松沙刺混交林，因沙刺生物量高，郁闭度大，截留作用更明显。截流率以油松灌木混交林最高，油松乔木混交林次之，油松纯林最小。

3.1.2林地枯落物吸水效益。将不同林分类型枯落物厚度及重量测定，结果列于表2。由表2可见，改造后的油松混交林枯落层厚度及重量都高于油松纯林，这种差异显然与刺槐、沙棘等阔叶树种凋落的枝叶量大有关。同时从表中还可以看出，油松混交林土壤表层含水率均高于油松纯林，显然与油松混交林林下枯落物的厚度增加有关。

3.2油松纯林改造成不同林分类型生态效益

3.2.1对林分小气候及土壤理化性质的影响油松纯林改造成混交林后，随着乔、灌木的生长，林分的郁闭，林分的生态条件逐渐发生变化（见表3）。由表3可见，油松混交林与油松纯林相比，林内温度下降了0.10～1 ℃，相对湿度增加了0.20%～2.20%，光照强度降低了0.50～18.31Lx，同时油松混交林由于树种组成复杂，枯枝落叶增多，质地松软，营养较丰富且分解快，能提高土壤肥力，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。据实测，油松混交林与油松纯林相比，有机质提高0.03%～0.73%，容重减轻0.05～0.28/cm3，孔隙度提高1.51～6.78cm/min，初渗速度增加0.20～0.30mm/min，这说明改造仅12年的油松混交林，已在影响林内小气候、改善土壤理化性质等方面发挥了作用，随着林龄的增加，林下枯落物的大量积累，这种作用将日趋明显。

3.2.2混交林对松毛虫的抑制作用油松纯林改造成混交林后，使原来林分内比较稀少的地被植物逐渐恢复并丰富起来，林内捕食性、寄生性天敌种类及种群密度明显增加，使松毛虫生存的环境发生了明显增加，同时由于混交林中不同树种相互间的阻隔作用及食料的异质性的影响，虫害明显减轻。据2000～2003年调查，油松混交林虫口密度为1.30头/株，有虫株率占30%，而对照的油松纯林虫口密度6.20头/株，有虫株率达60%，混交林比纯林分别降低79%和50%，表明混交林对松毛虫危害有明显的抑制作用。

3.3不同林分类型促进林木生长效益

油松纯林改造后，由于生态条件的改善，油松的生理作用也发生了明显的变化，蒸腾强度下降，光合强度增加，油松的生长量明显提高。据对固定标准地调查数据分析（见表4的单因素方差分析），混交林中的油松无论在树高、胸径与油松纯林相比，均有显著差异。进一步说明，油松混交林不仅可以改善林分生态条件，而且能有效地提高油松生长量。

4经济效益

4.1林木生长效益

我们对混交林中的油松与油松纯林，单位面积在单位时间里投入与产出等经济效果进行了比较分析。（见表5）

计算结果表明，12年生混交林中的油松，年均利润为1 479.82元/hm2，而纯林油松年平均利润仅为84.40元/hm2，如果把小陇山林区现有的20 000hm2油松纯林改造成混交林，每年可增加纯利润2 959.64万元。

4.2防虫费节省效益

据调查，小陇山林区2000～2004年的5年间，松毛虫防治面积年平均为1 800hm2，每年每公顷松毛虫防治费用40元，每年需防虫费用7.20万元，如果将现有的油松纯林改造成混交林，不再进行人工防治而达到有虫不成灾的效果，每年就可节省一笔不小的防虫费。

5小结

经过多年的调查表明，油松混交林与油松纯林相比，其生态和经济效益有明显提高，并有效地改善了林分的生态条件，林内温度较纯林低0.10 ℃～1 ℃，相对湿度提高0.20%～2.20%，有机质提高0.03%～0.70%，树高、胸径生长量分别提高14.90%和22.90%，可见油松混交林蓄水保土及经济效益十分显著。