亞熱帶次生常綠闊葉林目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)效果分析

曹華，張川英，龔笑飛，龔征宇，李大標(biāo)，焦?jié)崫?/p>

（1.遂昌縣林業(yè)生態(tài)發(fā)展中心，浙江 遂昌 323300，2.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310000，3.浙江省遂昌縣垵口林業(yè)站，浙江 遂昌 323300；4.遂昌縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 遂昌 323000）

常綠闊葉林作為亞熱帶地區(qū)的地帶性植被，在涵養(yǎng)水源、維持生物多樣性、固碳釋氧等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)[1-4]。但是，由于森林資源的過度開發(fā)利用以及人為干擾[5-6]等原因，國(guó)內(nèi)現(xiàn)存的原生常綠闊葉林已經(jīng)非常稀少，取而代之的是上世紀(jì)八十年代開始封育而形成的次生常綠闊葉林[4]，其中以青岡Cyclobalanopsis glauca林、苦櫧Castanopsis sclerophylla林等次生林比較具有代表性。在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該類林分喬木層林木眾多，多為萌生樹種，因其具有高度密集的分株和種群，壽命較長(zhǎng)，容易形成長(zhǎng)時(shí)間固定的空間格局，從而減緩演替進(jìn)程與群落物種多樣性的發(fā)展[7-8]。如何加快林木生長(zhǎng)，改善林分結(jié)構(gòu)并促使其向生長(zhǎng)能力、林分結(jié)構(gòu)和生態(tài)服務(wù)功能更高的森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，是經(jīng)營(yíng)次生常綠闊葉林的重要課題。

目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)是一種充分利用森林生態(tài)系統(tǒng)自身內(nèi)部的自然生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，以目標(biāo)樹標(biāo)記和擇伐及天然更新為主要技術(shù)特征、以永久性林分覆蓋、多功能經(jīng)營(yíng)和多品質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的森林經(jīng)營(yíng)體系[9]。其應(yīng)用于森林經(jīng)營(yíng)已有100 余年的歷史[10-12]，有效提高了目標(biāo)樹的生長(zhǎng)并改善林分的生態(tài)功能[10-17]。在我國(guó)，通過調(diào)整群落樹種組成和結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)保護(hù)林下植物與天然更新的目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)理論，主要應(yīng)用在人工純林改造上[18]。如何友均等[19]和Meng 等[20]通過比較人工純林目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)后早期的群落特征，指出對(duì)人工針葉林進(jìn)行目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)，可以增加物種多樣性，改善林分結(jié)構(gòu)。關(guān)于亞熱帶次生闊葉林，張慧等[21]對(duì)亞熱帶天然次生灌叢進(jìn)行目標(biāo)樹撫育后，顯著改變了群落的樹種組成，提高了目標(biāo)樹的重要值。然而，對(duì)于已經(jīng)成林的萌生性次生常綠闊葉林，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)對(duì)其早期群落特征改變、個(gè)體生長(zhǎng)和土壤性質(zhì)改變的研究卻鮮見報(bào)道。因此，本文主要針對(duì)亞熱帶地區(qū)的次生常綠闊葉林群落，比較分析了目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)、傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)和未改造林早期的植物群落結(jié)構(gòu)、物種多樣性和土壤理化性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，以期為形成次生常綠闊葉林目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)和決策參考。

1 研究地概況

研究地位于浙江省西南部的遂昌縣垵口村，地理坐標(biāo)為28°21′47″ N，119°9′26″ E，海拔在730～ 814 m，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，四季分明，雨量充沛，空氣濕潤(rùn)，山地垂直明顯，氣候差異顯著。年平均氣溫為16.8℃，春秋季月均溫為10～ 22℃，夏季月均溫為22℃以上，冬季月均溫為10℃，年降水量為1 510 mm，年蒸發(fā)量為850 mm，無霜期為172 d。土壤為山地黃壤，土層厚度在40～ 120 cm，土壤pH 值為5.0～ 5.5。地貌屬典型的低山丘陵，平均坡度在38～ 45°。森林植被為典型的次生常綠闊葉林，從1979 年開始封山育林，植被得到良好的恢復(fù)。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與樣地調(diào)查

本研究以早期森林經(jīng)營(yíng)調(diào)查記錄為依據(jù)確定林齡。2017 年10 月，在立地條件基本相同的地塊，選取3 個(gè)不同年齡階段的林分設(shè)置樣地：樣地1 的林分年齡為20～ 30 a，樣地2 的林分年齡為＞30～ 40 a，樣地3 的林分年齡為50～ 60 a。在每個(gè)樣地內(nèi)分別設(shè)置面積為50 m×50 m 的對(duì)照（樣方1）、傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)（樣方2）、目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)（樣方3）3 種不同撫育措施的樣方各1 個(gè)，并將每個(gè)樣方劃分成25 個(gè)10 m×10 m 的小樣方。調(diào)查記錄每個(gè)樣地的經(jīng)緯度、海拔以及植被群落的基本信息，在每個(gè)小樣方內(nèi)進(jìn)行每木調(diào)查，記錄胸徑≥5 cm 的喬木的胸徑、樹高、冠幅、枝下高及胸徑＜5 cm 的幼樹高度、多度等。同時(shí)，在每個(gè)大樣方內(nèi)采用五點(diǎn)取樣法取0～ 20 cm 土層的土壤樣品，混合均勻后帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定分析。

傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)：弱度間伐即伐除萌生叢條后進(jìn)行割灌除草。目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)：采用多功能經(jīng)營(yíng)森林作業(yè)法，依據(jù)層次、起源、損傷、干形質(zhì)量、林木類型等因子對(duì)所有林木進(jìn)行分類，劃分為目標(biāo)樹、干擾樹、輔助樹（生態(tài)目標(biāo)樹）和其他樹（一般林木），每公頃選擇120 株生長(zhǎng)旺盛、干形通直、無損傷和病蟲害、且位于主林層的林木（優(yōu)先選擇實(shí)生苗）作為目標(biāo)樹永久性標(biāo)記[9]。間伐影響目標(biāo)樹生長(zhǎng)的干擾樹，同時(shí)將萌生性叢生林木間伐至1～ 2 株，間伐時(shí)避免刮擦目標(biāo)樹。在間伐過程中盡量避免損傷下木層和草本層植物，如有損傷林木一并伐倒，并將伐倒樹木移出林分加以利用。對(duì)照地塊：參照間伐地塊，每公頃同樣選擇120 株目標(biāo)樹，永久性標(biāo)記，不采伐。

在每個(gè)樣地的25 個(gè)喬木層樣方內(nèi)均挖取1 個(gè)土壤剖面，采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重與總孔隙度，并按0～ 20 cm 土層取樣，除去樣土中的根系、枯枝、石礫等雜質(zhì)，混合后裝入貼編號(hào)的封口袋中。土壤pH 值采用pH 計(jì)法；土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀容量法；全氮含量采用開式消煮法；全磷含量采用NaOH 熔融法；全鉀含量采用鉬銻抗比色法；速效磷含量用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法；速效鉀含量采用火焰光度法。

2017 年10 月，對(duì)樣地實(shí)施目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)撫育措施；2020 年10 月，對(duì)所有樣地進(jìn)行植被復(fù)查和土壤重新取樣調(diào)查和測(cè)定。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用物種多樣性指數(shù)來衡量物種多樣性，多樣性指數(shù)以相對(duì)重要值作為測(cè)度依據(jù)。本文中物種多樣性指數(shù)采用Shannon-wiener 指數(shù)（H），其計(jì)算公式為：

式中，Pi為物種i的相對(duì)重要值，S為物種數(shù)。

喬木層的重要值=（相對(duì)密度+相對(duì)顯著度+相對(duì)頻度）/3

下木層和草本層的重要值=（相對(duì)密度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度）/3

測(cè)算處理樣方和對(duì)照樣方內(nèi)目標(biāo)樹和非目標(biāo)樹的年均生長(zhǎng)率：

年均生長(zhǎng)率=（2020 年胸徑－2017 年胸徑）÷2017 年胸徑÷3×100%

根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行二元方差分析，確認(rèn)二個(gè)因素之間無交互作用后，再進(jìn)行Duncan 多重比較。對(duì)處理樣方和對(duì)照樣方的林下植被和土壤性質(zhì)進(jìn)行單因素方差分析，并對(duì)均值進(jìn)行多重比較。數(shù)據(jù)處理采用Excel 2016 及SPSS 22.0 軟件。

對(duì)處理樣方和對(duì)照樣方內(nèi)2017 年和2020 年的喬木層所有個(gè)體分別進(jìn)行空間分布格局分析。林分的空間結(jié)構(gòu)參照楊雨潔等的研究方法[22-23]，采用混交度、大小比率和角尺度等參數(shù)?；旖欢仁敲枋鰳浞N混交程度的重要空間結(jié)構(gòu)指數(shù)，其值越低，說明林分中同樹種單種聚集分布數(shù)量越多?；旖欢确譃?.00（零度混交）、0.25（弱度混交）、0.50（中度混交）、0.75（強(qiáng)度混交）、1.00（極強(qiáng)度混交）五個(gè)等級(jí)。大小比數(shù)反映結(jié)構(gòu)單元中參照樹與相鄰木的個(gè)體優(yōu)勢(shì)關(guān)系，其值越低，說明參照樹越大，參照樹個(gè)體越占優(yōu)勢(shì)。大小比率分為0.00（優(yōu)勢(shì)）、0.25（亞優(yōu)勢(shì)）、0.50（中）、0.75（劣勢(shì)）、1.00（絕對(duì)劣勢(shì)）五個(gè)等級(jí)。角尺度是通過描述相鄰木圍繞參照樹的均勻性來判定林木的分布格局。角尺度分為0.00（絕對(duì)均勻）、0.25（均勻）、0.50（隨機(jī)）、0.75（不均勻）、1.00（集聚）五個(gè)等級(jí)。根據(jù)這3 個(gè)參數(shù)，使用Winkelmass 林分空間結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行計(jì)算分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落結(jié)構(gòu)特征

3.1.1 物種組成與林分結(jié)構(gòu) 2017 年，通過對(duì)9 個(gè)50 m×50 m 樣方的喬木層林木密度、胸高斷面積和物種組成調(diào)查得出（表1），在樣地1 的3 個(gè)樣方中，樣方1 有24 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（21.48%）、木荷（19.44%）、青岡（12.04%）和馬銀花（13.08%）；樣方2 有26 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（22.31%）、木荷（11.37%）、青岡（10.39%）和柴桂（7.88%）；樣方3 有28 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（27.46%）、青岡（23.77）、木荷（7.85%）和馬尾松（12.04%）。

表1 各樣方喬木層的物種重要值Table 2 Importance value of species at tree layers in different quadrats

在樣地2 的3 個(gè)樣方中，樣方1 有26 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（33.69%）、木荷（16.00%）、青岡（11.18 %）和馬尾松（7.87%）；樣方2 有21 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（33.16%）、木荷（26.03%）、馬尾松（14.98%）和青岡（8.65%）；樣方3 有24 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（34.14%）、木荷（16.84%）、青岡（9.52%）和馬尾松（9.35%）。

在樣地3 的3 個(gè)樣方中，樣方1 有21 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（37.58%）、木荷（22.05）、青岡（12.11%）和馬尾松（6.29 %）；樣方2 有27 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（36.96%）、木荷（17.33%）、青岡（7.62%）和馬尾松（6.85%）；樣方3 有25 個(gè)樹種，重要值居前四位的樹種分別為甜櫧（35.77 %）、馬尾松（14.38%）、木荷（11.58%）和青岡（5.45%）。

3.1.2 林下植被 從表2 中可以看出，在3 個(gè)樣地中，2017 年，樣方1 和樣方3 的下木層幼樹密度與2020 年相比都是略有增減，無明顯變化，但是樣方2 的下木層幼樹密度從2017 年到2020 年有顯著下降，即2020 年樣方2 的下木層幼樹密度要明顯低于樣方1 和樣方3 的；下木層和草本層的多樣性指數(shù)以及草本層的蓋度在3 年間的動(dòng)態(tài)變化也顯示了同樣的趨勢(shì)，即2020 年樣方2 的下木層和草本層的多樣性指數(shù)以及草本層的蓋度顯著低于樣方1 和樣方3 的（P＜0.05）。

表2 不同樣地在不同經(jīng)營(yíng)方式下林下幼樹的密度及多樣性指數(shù)Table 2 Density and coverage of diversity index of understory saplings and herb layer in different quadrats with different management methods

3.1.3 空間結(jié)構(gòu) 鑒于3 個(gè)樣地的林木在樣方1、樣方2 和樣方3 的空間分布上較為一致，將3 個(gè)樣地林木的平均混交度在圖1 中表示。從圖1 中可以發(fā)現(xiàn)，樣方1 中2017 年和2020 年、樣方3 中2017 年和樣方2 中2017年林木的平均混交度分別為0.308、0.311、0.328 和0.311，說明林分中同種樹種的單種聚集分布情況較多。間伐3 年后，樣方3 和樣方2 的林木的平均混交度分別達(dá)到了0.513 和0.472，說明目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)均大幅提高了林分的混交程度，其中，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)的提升效果更為明顯。

圖1 不同樣地不同經(jīng)營(yíng)方式下林木的平均混交度、平均大小比數(shù)、平均角尺度的頻率分布Figure 2 Average mingling,neighborhood comparison and patter of trees in different quadrats

圖1 中同樣顯示，3 類樣方在2017 年和2020 年林木的平均大小比數(shù)頻率分布非常平均，各樣方的平均大小比數(shù)在0.505～ 0.511 之間，說明3 類樣方在2017 年和2020 年林木直徑的大小分化程度不明顯，林分基本處于中庸?fàn)顟B(tài)。樣方1、樣方2、樣方3 在2017 年和2020 年林木的平均角尺度分別為0.613 和0.624、0.616 和0.476、0.608和0.513。隨機(jī)分布的角尺度（W）的取值范圍是0.475≤W≤0.517，均勻分布的角尺度取值范圍為W<0.475，聚集分布的角尺度取值范圍為W>0.517。以上結(jié)果說明，林分經(jīng)過目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)后由聚集分布變?yōu)殡S機(jī)分布。

3.2 林分生長(zhǎng)情況

由表3 可知，從林分生長(zhǎng)看，在樣地1 的樣方3 中的喬木層林木在2017 年的胸高斷面積和（BA）為16.56 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA 為13.85 m2·hm-2，3 年后林木的BA 達(dá)到16.78 m2·hm-2，3 年的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率達(dá)到7.14%，遠(yuǎn)高于樣方1 中林木胸高斷面積的年均生長(zhǎng)率（0.91%）；樣方2 中的喬木層林木在2017 年的BA 為17.75 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA 為16.88 m2·hm-2，3 年后林木的BA 達(dá)到17.96 m2·hm-2，3 年的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率為2.12%，也高于樣方1 的，但低于樣方3 的。

表3 不同樣地在不同經(jīng)營(yíng)方式下喬木層林木株數(shù)和胸高斷面積的動(dòng)態(tài)變化Table 3 Dynamic changes of tree numbers and basal area in different quadrats

在樣地2 的樣方3 中的喬木層林木在2017 年的BA 為20.14 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA 為16.88 m2·hm-2，3 年后林木的BA 達(dá)到20.41 m2·hm-2，3 年的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率達(dá)到7.01%，遠(yuǎn)高于樣方1中林木胸徑的年均生長(zhǎng)率（1.02%）；樣方2 中的喬木層林木在2017 年的BA 為20.91 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA 為19.76 m2·hm-2，3 年后林木的BA達(dá)到20.95 m2·hm-2，3 年的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率為2.01%，也高于樣方1 的，但低于樣方3 的。

在樣地3 的樣方3 中的喬木層林木在2017 年的BA為24.67 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA為20.64 m2·hm-2，3 年后林木的BA 達(dá)到24.38 m2·hm-2，3年的胸高斷面積的年均生長(zhǎng)率達(dá)到5.98%，遠(yuǎn)高于樣方1 的（1.14%）；樣方2 中的喬木層林木在2017年的BA 為22.42 m2·hm-2，間伐后剩余林木的BA 為21.15 m2·hm-2，3 年后林木的BA 達(dá)到22.65 m2·hm-2，3 年的胸高斷面積的年均生長(zhǎng)率為2.44%，也高于樣方1 的，但低于樣方3 的。

綜上所述，3 個(gè)樣地中喬木層林木胸徑斷面積的年均生長(zhǎng)率均是樣方3 的最高，樣方1 的最低，并且樣方3中林木的年均生長(zhǎng)率顯著高于樣方1 和樣方2 的（P＜0.05）。再具體到非目標(biāo)樹和目標(biāo)樹的胸高斷面積生長(zhǎng)率，從圖2 中可以發(fā)現(xiàn)，在3 個(gè)樣地中，在樣方1、樣方2 和樣方3 中，目標(biāo)樹的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率均明顯高于非目標(biāo)樹的。在樣方3 中，目標(biāo)樹和非目標(biāo)樹的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率明顯高于樣方1 和樣方2 的；樣方2中目標(biāo)樹的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率顯著高于樣方1 的（P＜0.05），非目標(biāo)樹的胸高斷面積年均生長(zhǎng)率差異在樣方2 和樣方1 之間不顯著。

圖2 不同樣地不同經(jīng)營(yíng)方式下目標(biāo)樹和非目標(biāo)樹的胸徑年均生長(zhǎng)率Figure 1 Average annual growth rate of DBH of target trees and non-target trees in different quadrats with different management method

3.3 土壤理化性質(zhì)

從表4 中可以看出，在3 個(gè)樣地的樣方1、樣方2 和樣方3，在2017 年以及2020 年的土壤容重和總孔隙度均沒有顯著差異，但是，在2020 年，樣方2 和樣方3 的土壤容重有所增加，總孔隙度呈下降的趨勢(shì)；3 類樣方的土壤pH 值以及土壤有機(jī)碳含量、全N 含量、全P 含量、全K 含量、速效K 含量之間均沒有明顯差異，只有樣方3 的速效P 含量在2020 年的顯著低于2017 年的以及樣方1 的（P＜0.05），在2020 年，樣方2 的土壤速效P 含量在樣方1 的和樣方3 的中間。

表4 不同經(jīng)營(yíng)方式樣方在不同年份的土壤理化性質(zhì)Table 6 Soil physical and chemical properties under different quadrats with different management methods in different years

4 討論

4.1 目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響

從物種組成和林分結(jié)構(gòu)看，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)可改善群落和林冠結(jié)構(gòu)[24]。Sakai 等[25]認(rèn)為林分結(jié)構(gòu)調(diào)整可以通過對(duì)林冠的干擾，增加可獲得資源（光和營(yíng)養(yǎng)）及溫差，從而增加種子的萌發(fā)和幼苗的存活。從調(diào)查數(shù)據(jù)可知，實(shí)施傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)的樣方3 年以后，下木層幼樹從1 000 株·hm-2以上下降為200 株·hm-2，而對(duì)照樣方和目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)樣方的下木層幼樹密度無明顯變化。這說明傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)方式嚴(yán)重影響了林分的更新，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)方式則較好地保持了林分的更新能力。對(duì)于次生常綠闊葉林，傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)方式一般為割灌除草或者間伐后割灌除草，但是在割灌除草的過程中，往往連林下的更新樹種也一并割除。在空間結(jié)構(gòu)層面，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)樣方和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)樣方間伐3年后林分的混交程度大幅提高，并以目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)的提升效果更為明顯。在次生林對(duì)照樣方中，林木多由萌芽而來，呈叢生狀，具有高度密集的分株和種群，同樹種單種聚集分布情況較多，通過目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)的方式進(jìn)行撫育改造，間伐分株，改善單種聚集的情況，提高林分的混交度。

4.2 目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)對(duì)林分生長(zhǎng)的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)人工針葉純林進(jìn)行目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)后可促進(jìn)目標(biāo)樹的生長(zhǎng)[26-27]。另外，伐除干擾樹后，紅槲櫟Quercus rubra目標(biāo)樹的胸徑生長(zhǎng)顯著高于非目標(biāo)樹[28-29]。目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)樣方對(duì)叢生的非目標(biāo)樹定株至1～ 2 株，同樣在一定程度上促進(jìn)了剩余個(gè)體的生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)樣方的喬木層胸高斷面積的年均生長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)和對(duì)照樣方。另外，從不同樣地看，在樣地1 和樣地2 實(shí)施目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)后，其喬木層胸高斷面積的年均生長(zhǎng)率略高于樣地3 的，說明目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)在前期實(shí)施更有利于林木的生長(zhǎng)。以上結(jié)果說明，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)促進(jìn)目標(biāo)樹的生長(zhǎng)，有助于林木分化和分層，快速形成常綠闊葉復(fù)層林。

4.3 目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

在亞熱帶地區(qū)，常綠闊葉林作為地帶性植被，涵養(yǎng)水源是它的一個(gè)重要的生態(tài)功能[1-4]。在土壤質(zhì)地相近時(shí)，容重和孔隙度反映了土壤的緊實(shí)程度，其大小對(duì)根系、土壤動(dòng)物和微生物的活動(dòng)都有很大的影響，是土壤物理性狀的重要指標(biāo)[30]。對(duì)照樣方林分和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)、目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)樣方林分在2017 年以及2020 年的土壤容重和總孔隙度均沒有顯著差異，說明改造后林分與未改造林分早期的土壤物理性質(zhì)差異不大，這可能與目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)盡量避免干擾林下植被有關(guān)。

經(jīng)過林分結(jié)構(gòu)調(diào)整后，土壤中損耗的碳會(huì)從枯落物層分解釋放出的碳素得到補(bǔ)充。林分調(diào)整引起森林土壤溫度的升高可提高微生物及其酶活性[31-33]，因而可將凋落物內(nèi)的有機(jī)氮和有機(jī)磷更有效、快速地轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮和無機(jī)磷，引起土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和全磷含量的增加。另外，林分調(diào)整導(dǎo)致林內(nèi)可供微生物分解的底物增加[34]，也進(jìn)一步提高了有機(jī)氮和有機(jī)磷的礦化量，使土壤無機(jī)氮、無機(jī)磷的含量上升。本研究結(jié)果表明，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)后，除了土壤速效P 含量明顯下降以外，土壤pH 值以及其他營(yíng)養(yǎng)成分均沒有明顯差異。其原因可能是目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)后，剩余林木快速生長(zhǎng)吸收的營(yíng)養(yǎng)成分抵消了林分調(diào)整促進(jìn)枯落物分解的增加量，而對(duì)速效磷的吸收則超過了來自枯落物的分解量。這與其他研究結(jié)果一致[19]。

5 結(jié)論

本文針對(duì)亞熱帶次生常綠闊葉林3 個(gè)不同發(fā)育階段的樣地實(shí)施目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)和傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)對(duì)林下植被的嚴(yán)重破壞，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)有效地改善了林分的空間結(jié)構(gòu)，提高了剩余林木特別是目標(biāo)樹的生長(zhǎng)，有助于加快林木的分化和分層，快速形成次生常綠闊葉復(fù)層林，縮短次生林恢復(fù)為地帶性頂級(jí)群落的過程。同時(shí)，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)減少了對(duì)林下植被的干擾，土壤理化性質(zhì)未有明顯改變，緩解了作業(yè)初期對(duì)水土流失的影響。另外，相對(duì)于50 年以上的林分實(shí)施目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)，其效果在20～ 40 年的林分中更加明顯。因此，在初期，目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)是針對(duì)亞熱帶次生常綠闊葉林較為有效的森林經(jīng)營(yíng)措施。