混交林
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混交林(Mixed Forest)
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什麼是混交林[1]
混交林是指由兩種或兩種以上的樹種所組成的森林。
混交林的特點[2]
混交林是由多種樹種組成的植物群落,所以種間關係比較複雜,是相互利用相互競爭的辯證統一關係。從相互利用上分析,主要是發揮種間關係的間接作用,這種作用是通過環境條件的改變來實現的。例如,喜光樹種由於居於上層林冠,使林內的光照減弱,為耐蔭樹種的生長創造了良好的環境條件;一般灌木落葉豐富,可以增加土壤中的有機質,為喬木的速生創造了條件。從相互競爭上分析,主要表現於種間的鬥爭。如果樹種選擇不當,種間矛盾比較突出。例如,都是喜光樹種進行混交時,則對陽光的爭奪很激烈;都是淺根性樹種進行混交時,則必然會造成表層土壤當中養分的缺乏,而影響林木的生長。因此,如果不能充分掌握樹種的生物學和生態學特性,不能充分揭示和認識樹種間的關係,營造混交林就難於成功。
(1)能充分利用造林地的營養空間。混交林是不同生物學特性的樹種搭配在一起,如混交時註意將喜光與耐蔭、深根性與淺根性、針葉與闊葉、常綠與落葉、寬冠幅與窄冠幅、喜肥與耐瘠薄等樹種互相搭配,各種林木各得其所,有較大的地上與地下的營養空間,能比較充分地利用光照和土壤肥力,提高造林地生產力。
(2)有利於改善立地條件。混交林內枯枝落葉層通常較厚,也容易分解、把針葉樹(凋落物灰分量少、難分解、酸度大)和闊葉樹(凋落物容易分解,灰分多),混交能夠調節土壤酸鹼度,有利於微生物活動和有機質的分解,形成鬆軟而易分解的腐殖質,改善土壤結構、使土壤疏鬆、肥沃。特別是利用某些具有根瘤菌、固氮能力很強的樹種,如榿木、楊梅、刺槐等混交,還可以直接給土壤補充營養物質,改善林地環境條件。
(3)增強防護效益。混交林多形成復層林冠,根系分佈深廣,林下枯落物豐富,能夠較好地發揮森林涵養水源、保持水土、調節林地小氣候等作用,並且對於凈化空氣、吸毒制氧、抗污染、保護環境的作用也比純林大。
(4)增強各種抗災能力。混交林內生物種群一般比較複雜,再加上混交林本身生長健壯,能夠形成良好的森林環境,因而減少病蟲、鼠害、火災、風害、霜凍、雪害、日灼等災害的發生和蔓延。如馬尾鬆毛蟲的危害,對混交林較輕;又如針葉樹種和常綠闊葉樹種(木荷、常綠櫧栲、茶樹、楊梅等)混交,有防止火災的作用;淺根性樹種與深根性樹種混交,可以減輕風害。
(5)提高林產品的產量和質量。混交林能發揮種間互相促進的有利因素,伴生樹種能起輔助、護土、改良土壤的作用,抑制目的樹種的側枝生長,促進其乾形圓滿通直。因此混交林經營得好,林分生長穩定,生產力較高,總產量一般可以比純林大30%-50%,甚至成倍增大。如福建三明莘口林場19年生杉木檫樹混交林,採用行帶或插花混交,比例3:1,總蓄積量471m3 / hm2,其中檫樹202.5m3 / hm2,平均樹高17m,而同齡檫樹純林只有138m3 / hm2,平均樹高只有13.2m。在搭配合理的混交林中主要樹種有伴生樹種的輔佐,主幹長得圓滿通直,自然整枝迅速,乾材質量較好。特別是有些直乾性差的樹種(如櫟類、刺槐、黃波羅、核桃楸等)在混交林中能長成樹幹通直的良材。此外,不同樹種混交,還有利於生產多種林產品,使長遠利益和當前利益結合起來。
(6)能提高造林成效。由於混交林有較好的防護效益,可使純林生長很差的某些樹種,通過混交造林獲得成功。如沿海丘陵地區風大、日照強、土壤瘠薄,杉木純林生長很差,有時難以成林成材,通過營造杉、松混交林,改善了生態環境,杉木恢復生長勢,使原來的小老林“返老還童”。此外,一些珍貴闊葉樹種營造純林,目前產量一般都很低,效果也不理想,若採取混交造林,特別是與針葉樹混交,一般都能成林成材,取得較佳的造林效果,如樟樹、檫樹、酸棗、紅豆樹、青岡櫟等。
混交林的應用條件[2]
混交林的造林、育林技術比較複雜,如果混交樹種選擇不當,造林往往失敗。一般在經營條件好、技術力量強的地方,造林地的立地條件好的、適合於多樹種生長的情況下,宜營造混交林;培育輪伐期長的用材林、各種防護林時宜營造混交林;為瞭解決地力衰退和生態環境改善問題,應大力營造混交林。混交林的營造是當今研究和發展的一個方向。
混交林樹種的選擇[2]
正確地選擇混交樹種,是混交林成功的關鍵。根據每個樹種在混交林中的作用和所處的地位,可以分為主要樹種、伴生樹種和灌木樹種3類。
主要樹種是做為人們培育目的樹種(或是造林的目的樹種)。它在林地上生長最穩定,生產力最高,起主要的經濟作用。造林過程中選擇主要樹種時,除考慮造林目的外,還要考慮適地適樹的原則。混交林中的主要樹種一般只有1種或2種。
伴生樹種是在一定時期內與主要樹種伴生並促其生長的喬木樹種,又稱輔助樹種或次要樹種。伴生樹種的作用是促進主要樹種的生長髮育,為主要樹種的生長創造有利條件,如保護表土、改良土壤等。在營造混交林過程中,選擇伴生樹種時除考慮適地適樹原則外,還要考慮與主要樹種的關係,並要有一定的經濟價值。在一個混交林分中,伴生樹種的數量一般不占優勢。
灌木樹種是在一定時期內與主要樹種生長在一起,發揮其有利特性的灌木。灌木樹種一般較耐乾旱、瘠薄、萌芽力很強、落葉豐富、根系發達,主要作用是遮蔽林地,抑制雜草生長,改良土壤,保土、保水,為目的樹種創造良好的條件。灌木在水土保持地區和乾旱地區造林中顯得更為重要。
混交林的混交類型、方法和比例[2]
不同樹種相互搭配而形成的林分類型,稱為混交類型。
1.喬木混交型(主要樹種間的混交)
包括針葉樹種間的混交、針闊樹種間的混交、闊葉樹種間的混交。此類混交型的特點,是利用混交樹種之間的競爭,來促進林木生長。如耐蔭、喜光樹種間的混交可以充分利用林地上的光照條件,形成生產高而穩定的混交林;根型不同的樹種進行混交,可以充分利用地力,有利於林木的生長髮育。喬木混交型如果樹種選擇不當,種間矛盾出現的早而且尖銳,不易調節。營造這種類型的混交林時,應選擇立地條件較好的造林地。
2.主輔混交型(主要樹種和伴生樹種混交)
它構成的林分穩定性強,防護性能高,多形成復層林相,其主要樹種居第一層;伴生樹種居第二層。因為伴生樹種一般多為陰性樹種,種間矛盾比較緩和。東北地區紅松與椴樹等闊葉樹種促成的針闊混交林,生長很穩定。紅松為主要樹種,居第一層;闊葉樹種居於下層,成為輔佐樹種。主輔混交型林分生長率較高。
3.喬灌混交型
喬木和灌木構成的混交林均為復層林。喬木一般為主要樹種,居第一層;灌木為輔助樹種,居第二層。此類型的特點是利用種間互相促進的關係,組成穩定的混交林,種間矛盾比較緩和。灌木可以郁閉地面,改良土壤,促進喬木的生長。此種混交型多用於乾旱地區或水土流失較為嚴重的地區。一般造林地越乾旱、瘠薄,灌木所占的比例應越大。
4.綜合混交型
主要樹種、伴生樹種與灌木的混交。綜合混交型兼有上述3種混交林類型的特點。
不同樹種在造林地上的配置方式稱混交方法。在同一塊造林地上同時栽培幾個樹種的情況下,由於各樹種間的相對位置不同,種間矛盾出現的時間、矛盾的激烈程度不同。因此,在確定混交方法時,必須保證主要樹種的正常生長髮育。
1.株間混交
在行內隔株栽植兩個或兩個以上樹種稱為株間混交(圖1)。這種混交方法種間關係十分密切,種間矛盾出現的時間早。如果樹種選擇不妥當,種間矛盾比較激烈,也不易調節,難以形成相對穩定的混交林。此方法造林施工麻煩,不便於實行機械化作業,一般在實際生產中較少採用。
2.行間混交
栽植行內樹種相同,行間樹種不同的一種混交方法(圖2)。此種混交方法種間矛盾出現的時間遲一些,也能較充分發揮種間的有利關係,種間矛盾一般在林分郁閉之後才能表現出來。種間矛盾雖不及株間混交激烈,但矛盾也較尖銳。如果樹種選擇不妥或撫育跟不上的情況下,也易失敗。所以,在實際生產中也應當慎重。3.帶狀混交
不同樹種用3行以上組成帶,“帶”與“帶”彼此交替混交的方法,稱為帶狀混交(圖3)。這種方法種間矛盾邊行出現的時間早,一般在林分郁閉之後即能表現出來,帶內稍晚一些。在種間矛盾比較激烈的情況下,易調節矛盾。如伴生樹種行數較多的情況下,可以伐邊行。
帶狀混交易形成穩定的混交林,便於造林施工和撫育管理,是林業生產中經常採用的一種混交方法。一般主要樹種的帶應該寬一些,伴生樹種(次要樹種)的帶窄一些。
4.塊狀混交
根據造林地的具體情況,將造林地劃成規則或不規則的若幹塊,在相鄰地上栽植不同的樹種而形成的混交,稱為塊狀混交(圖4)。此種混交方法,種間矛盾出現的時間遲,有利作用出現的時間也遲,規則的塊狀混交適用於地勢平坦或坡面規整的造林地,不規則的塊狀混交適用於地形複雜、地塊破碎的造林地。塊狀混交林的面積不能太大,如果塊的面積太大,則達不到混交目的。塊狀混交機動靈活,在實際生產中經常採用,特別是在山區開展造林時,在地塊破碎或立地條件變化較大的情況下,適宜採用塊狀混交。選用的造林樹種種間矛盾較尖銳時,也宜採用塊狀混交。
混交林中各樹種所占的比例,叫混交比例,一般用百分數表示。在混交林中各樹種所占的比例大小,反映著各樹種的種間關係並直接影響混交效果。
在確定混交比例時,無論是在造林初期還是成林後,都要保證主要樹種始終占絕對的優勢。主要樹種競爭能力強時所占比例可小些,競爭能力弱時所占比例可大些,一般主要樹種的混交比例應在50%以上。伴生樹種的比例要根據它所起的作用和經濟價值而定,單株所起的作用小,而經濟價值又大的情況下,所占比例可大些,否則可小些。灌木做伴生樹種時,其比例可大些,一般造林地的條件越差,灌木應越多。
此外,通常圖式即包括混交圖式,又包括純林圖式。在造林設計時一般多用造林圖式這一概念,即在造林(純林、混交林)設計中各項技術措施的圖面表達形式,內容包括造林地的立地條件、混交關係、樹種組成、混交比例、混交方法及株行距等。
混交林的培育[2]
營造和培育混交林的關鍵,在於正確地處理好不同樹種的種間關係,使主要樹種儘可能多受益、少受害。因此,在整個育林過程中,每項技術措施都應圍繞興利避害這個中心。
培育混交林前,要在慎重選擇主要樹種的基礎上,確定合適的混交方法、混交比例及方式,預防種間不利作用的發生,以確保較長時間地保持有利作用。造林時,可以通過控製造林時間、造林方法、苗木年齡和株行距等措施,調節樹種種間關係。為了縮小不同樹種生長速度上的差異,可以錯開年限、分期造林,或採用不同年齡的苗木等。近年的研究證明,生長速度相差過於懸殊的樹種、耐蔭性顯著不同的樹種,採用相隔時間或長或短分期造林方法,常常可以收到良好的造林效果。如營造檸檬桉、窿緣桉等喜光速生樹種的混交林,可以先期以較稀的密度造林,待其形成林冠能夠遮蔽地表時,再在林內栽植紅錐、梓樹、木荷、桐木等耐蔭性樹種,使這些樹種得到適當庇蔭,並居於林冠下層,發揮其各方面的混交效益。當兩樹種種間矛盾過於尖銳而又需要混交時,可引入第三個樹種(緩衝樹種),緩解兩樹種的敵對勢態,或推遲其有害作用的出現時間。
在林分生長過程中,不同樹種的種間關係更趨複雜,對地上和地下營養空間的爭奪也日漸激烈。為了避免或消除此種競爭可能帶來的不利影響,更好地發揮種間的有利作用,需要及時採取措施進行人為干涉。一般當次要樹種生長速度超過主要樹種,由於樹高、冠幅過大造成光照不足抑制主要樹種生長時,可以採取平茬、修枝、撫育伐等措施進行調節,也可以採用環剝、去頂、斷根和化學藥劑抑殺等方法加以處理。環剝是削弱混交樹種的生長勢,或使其立枯死亡的一種技術措施。這一措施不會劇烈地改變林內環境,也不會傷害主要樹種。去頂是抑制次要樹種的高向生長,促進冠幅增大,更好地發揮輔佐作用的一項技術措施。環剝和去頂可在全年進行。斷根是截斷次要樹種部分根系,抑制其旺盛生長的一項技術措施,一般可在生長季中進行。另一方面,當次要樹種與主要樹種對土壤養分、水分競爭激烈時,可以採取施肥、灌溉、鬆土,以及間作等措施,不同程度地滿足樹種的生態要求,推遲種間尖銳矛盾的發生時間,緩和矛盾的激烈程度。但是,上面提到的這些土壤管理措施,由於各種條件的限制,有的不能長期應用,有的難以廣泛推行,特別是由於生態因素的不可替代性,一種因素的缺乏不可能依靠其他種因素的過剩彌補,因而,儘管其在調節種間關係上都有一定的作用,卻又有很大的局限性。
混交林的綜合效益[3]
不同的樹種在同一個區域內生存,其占用了不同的空間和養分,因此能夠加大對同一區域內的空間利用和養分利用,其根系在土壤中的水平分佈與垂直分佈各不相同,調查結果表明,十二年生的落葉松根系80—90%分佈在5—40em範圍內,而雲杉的根系70—80%分佈在3—32em範圍內。不同樹種之間層層疊加,這是因為他們對於光照的需求也不相同,像是落葉松之類的樹種對於光照要求比較高,而紅松則對光照的要求不是那麼高,特別是幼苗階段需要的光照很少,所以可以將其他的樹種當成是阻擋光照的保護傘,這就是不同樹種之間的生物特性,我們在建設混交林的時候要善於利用這一特點,通過不同樹種的空間疊加來進行協調,讓他們之間能夠互補和利用。
混交林能夠對其種植區域內的土壤環境進行調節,改變立地條件的主要因數,我們能夠通過對立地的土壤檢測來尋求答案,混交林的土壤酸鹼度隨著種植的樹種不同而不同,而且土壤的微量元素含量也會發生改變.
a.混交林對於土壤酸鹼度的改變主要是因為不同樹種的落葉掉落到土壤中而發生的作用,像是落葉松的松針是酸性的,當微生物將落葉分解之後酸性物質就會留在土壤中,而一些中性的樹種落葉,像是水曲柳的葉子,被微生物分解之後會對土壤的酸性物質起到一定的緩釋作用,這樣比起單純的種植落葉松的土壤來說,PH值會稍高一些,調節了土壤的酸度。
b.土壤養分是為樹木生長所提供營養的來源,而土壤養分又是依種植的樹木種類而發生改變的。樹木的根系深埋土壤中,以吸取土壤中的養分,所以土壤是否養分充足能夠直接影響樹木生長,通過調查我們發現,混交林的土壤養分比起純種林要高一些。
c.同一區域內的樹種之間都存在著競爭關係,他們都會向著利於自身生長的方向爭奪資源,像是光照、土壤水分等等,優勝劣汰向來就是自然選擇的規律,通過合理的混交能夠利用好這一競爭優勢,像是落葉松和樟子松的混交能夠促進林木的高生長,比起純種林來說其高生長要優秀的多。
a.混交林有著良好的防風固沙作用,因為其林冠比起純種林要更加的濃厚,根系深埋土壤中,具有很好的固土能力,這樣的樹林防風性、涵養水分的能力以及固沙能力都是非常優秀的。
b.抵擋病蟲害,混交林對於生態環境有調節作用,能夠改變昆蟲的生存環境,從而起到了降低蟲害的作用,有相關調查研究表明混交林的抗落葉松早落病比起純種林要高很多。
c.混交林因為具有很好的涵養水份調節生態環境的功能,因此其土壤水分較多,林內濕度大,有利於防範火災的迅速蔓延,而且混交林林冠濃密,下麵雜草較少,火災危險程度比起純種林要好很多。