談?wù)勑拗α謨?nèi)小氣候和土壤性質(zhì)的影響

黨婉譽

【摘要】人工整枝作為一項基礎(chǔ)性營林措施，可以有效改善木材品質(zhì)，同時也可以改變林內(nèi)環(huán)境和林下生物組成與數(shù)量，進而影響森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與演替。

【關(guān)鍵詞】修枝林內(nèi)小氣候土壤性質(zhì)影響

枝條是組成樹冠的主要構(gòu)件，其發(fā)育和分布狀況影響著樹冠的結(jié)構(gòu)與動態(tài)。自然狀態(tài)下，由于林內(nèi)光照條件限制，林木會調(diào)整自身的枝葉量以維持體內(nèi)光合產(chǎn)物均衡，提高林分穩(wěn)定性。林木的自然整枝實際上是對環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。隨著社會發(fā)展和生活水平的提高，人們對木材產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，依靠林木自然整枝來調(diào)控木材質(zhì)量和林分結(jié)構(gòu)已不能滿足人們迫不及待的需求。人工整枝作為一項基礎(chǔ)性營林措施，可以有效改善木材品質(zhì)，同時也可以改變林內(nèi)環(huán)境和林下生物組成與數(shù)量，進而影響森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與演替。

一、修枝對林內(nèi)小氣候的影響

首先是對林下光照的影響。修枝可以減少下層枝葉數(shù)量，有效緩解因相互遮陰而導(dǎo)致的光照不足，同時有利于培育無節(jié)良材。一般認為修枝可提高林分透光率，并且隨著修枝強度的增大而增強。研究表明，猴樟經(jīng)1/3和2/3強度（修枝后枝下高占樹高的比例）的修枝后，林分透光率比對照分別提高30%和80%；30%、40%及50%修枝強度的杉木林分透光率分別比對照提高0.30、1.04和2.11倍。修枝會引起林分葉面積指數(shù)降低，但降低幅度遠遠小于林分透光率增大的幅度。段愛國等研究發(fā)現(xiàn)， 40%的修枝強度約降低20%的林木葉面積，對材積生長影響不大，但能提高1倍左右的透光率。

修枝能改變林下光照強度，徐立軍等對毛白楊進行修枝試驗發(fā)現(xiàn)，隨著修枝強度的增大，林地相應(yīng)位置的光照強度會成倍增強。陳作州等研究認為，與對照相比，在修枝林木不同距離和不同方位的林下光照強度明顯不同，總體而言，修枝后林下光照強度可提高10%左右。高峻等認為，林木株行距不同，則行內(nèi)的光照強度日變化以及行間光照強度日變化差異明顯。

修枝能增加林下光合有效輻射，提高幅度約為對照林地的39.7%～98.9%，并隨著修枝強度的增加而增加。另外，在不同生長階段修枝對林分透光率的影響存在差異，段愛國等研究表明，從年生長初期到年生長末期依次進行修枝，林分透光率的增加幅度逐漸減小。受樹冠投影位置與遮蔽范圍的影響，修枝后往往表現(xiàn)出上午和下午林內(nèi)光照強度增加的幅度大，而中午因樹冠投影處于樹冠正下方，遮陰范圍小，此時修枝林分的林下光合有效輻射增加幅度較小。

其次是對林下氣溫與濕度的影響。修枝在增加林下光照強度和光合有效輻射的同時，也會改變林下氣溫和相對濕度。一般認為修枝強度越大，增溫和減濕的作用越明顯。Sharma和Singh對芒果樹進行研究后認為，修枝能明顯提高林內(nèi)氣溫，降低空氣相對濕度；孫尚偉等研究了不同修枝強度對楊農(nóng)復(fù)合經(jīng)營生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)小氣候的影響，結(jié)果表明，隨著修枝強度的增加，林內(nèi)光照強度增強，林下氣溫和植物葉表溫度顯著升高，而空氣相對濕度逐漸降低，且越接近正午，這種趨勢越明顯；李厚芳等對楊-麥復(fù)合經(jīng)營模式的修枝試驗也得到了相似的結(jié)果。修枝后林木不同冠層處的氣溫和相對濕度的差異會有所減小。修枝會加大林內(nèi)晝夜的溫差和空氣相對濕度差異，因為在太陽輻射較強的白天，修枝林分的林下光照強度和氣溫往往高于不修枝林分，空氣相對濕度則低于不修枝林分，而早晚時分，修枝與不修枝林分之間的差異較小。

二、修枝對林地土壤性質(zhì)的影響

1.物理性質(zhì)影響。通過修枝能在一定程度上改善林地土壤物理結(jié)構(gòu)。高云昌等對白榆人工固沙林的研究表明，修枝后林地土壤容重降低了1.24%，總孔隙度、毛管孔隙度與非毛管孔隙度分別增加了3.46%、3.37%和3.86%，但可能由于修枝時間較短，與對照相比沒有顯著性差異；梁元瑞對杉木人工林的試驗也表明，修枝3年后，林地土壤的容重會有所降低。修枝后如果枝葉保留在林地中，則可較好地保護表層土壤免受雨滴擊濺，減少地表水分蒸發(fā)，減緩地表徑流流速，在改善林地土壤物理結(jié)構(gòu)的同時增加土壤對水的涵養(yǎng)能力。

不同土層含水量對修枝的響應(yīng)存在差異。孫尚偉等發(fā)現(xiàn)，修枝會減少楊農(nóng)復(fù)合經(jīng)營林分表層土壤的含水量，但會增加深層土壤的含水量。土壤含水量分布出現(xiàn)差異的原因：一方面是由于修枝使林下光照增強，土壤溫度提高，導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)加劇；另一方面是由于氣溫增高，林下間作物蒸騰速率提高，作物耗水量增多，而作物的根系主要分布在淺層土壤中，所以修枝后淺層土壤的水分消耗量增多。深層土壤中林木的根系占絕對優(yōu)勢，修枝處理后減少了樹木葉面的水分蒸騰，導(dǎo)致樹木根系吸水減少，因而深層土壤含水量高于對照林分。

2.化學(xué)性質(zhì)影響。修枝在改變林分結(jié)構(gòu)的同時，也改變了土壤物理性狀，致使土壤化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。高云昌等研究發(fā)現(xiàn)，修枝后土壤有機質(zhì)和堿解氮含量有所增加，而速效磷和速效鉀含量有所降低Peter等在肯尼亞對阿拉伯膠樹進行研究后認為，修枝會增加土壤無機氮和鉀流失的風(fēng)險。Teklay、佘宇晨等認為，修枝產(chǎn)生的大量殘落物可增加林地土壤全碳和全氮含量，經(jīng)過分解能顯著增加土壤氮磷鉀等養(yǎng)分含量。但也有研究者認為雖然修枝能在短期內(nèi)增加凋落物數(shù)量，但是從長遠看會減少林地土壤凋落物的輸入量，從而對土壤肥力和林下植被產(chǎn)生負面影響。由此可見，修枝對林地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響比較復(fù)雜，修枝強度和頻率、修枝凋落物的管理方式、樹種種類和林下植被狀況等因素都會對林地土壤化學(xué)性質(zhì)以及養(yǎng)分狀況產(chǎn)生影響。

3.生化性質(zhì)影響。土壤物理和化學(xué)性質(zhì)共同制約著土壤微生物活動和土壤酶活性，而土壤微生物和酶的狀況能反映土壤肥力和林地環(huán)境質(zhì)量。土壤微生物量和土壤酶活性與修枝存在一定的關(guān)系。一般認為，林木修枝后自然凋落物數(shù)量減少，土壤中積累的有機碳減少，土壤微生物活性減弱。劉蘭蘭等和Yang等研究發(fā)現(xiàn)，修枝后土壤CO2釋放量降低了12%～18%，同時顯著降低了土壤蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶的活性。修枝對土壤細菌和真菌數(shù)量也有顯著影響，丁思一等和佘宇晨等研究表明，修枝會降低杉木林土壤中的細菌、真菌和放線菌數(shù)量。也有研究認為，修枝會增加土壤呼吸，但持續(xù)時間短，容易被根系-土壤調(diào)節(jié)系統(tǒng)恢復(fù)至正常水平。

總之，修枝對周圍環(huán)境有多種影響，因此要根據(jù)環(huán)境做好修枝工作。