馬尾松老頭林及其混交楊梅后林木生長狀況與光合特性,林業(yè)論文寧化縣是福建省紫色土典型水土流失區(qū)之一[1],其土層淺薄,構(gòu)造松懈,保水保肥能力差,林草難以生長。馬尾松(Pinusmassoniana)能適應(yīng)較貧瘠的生境,因此作為先鋒樹種于20世紀(jì)80年代在該地區(qū)大面積營種,初步控制了當(dāng)?shù)氐乃亮魇?生態(tài)系統(tǒng)重建和恢復(fù)獲得一定成效。然而,由于紫色土本身水肥條件差,土壤構(gòu)造不良,生長環(huán)境惡劣,營種馬尾松固然能夠存活,但生長不良,多成為老頭林或殘次林,其生態(tài)質(zhì)量差[2]。一般以為,良好的混交形式既可充分利用地力,增加生長量,又可改善生態(tài)環(huán)境,提高生物多樣性和穩(wěn)定性[3]。如林紅強(qiáng)以為,在馬尾松老頭林中混交固氮樹種能有效促進(jìn)其生物量的增加和改善地力狀況,而且效果比施肥更有持久[4]。楊梅(Myricarubra)屬非豆科的固氮植物[5],其耐旱、耐貧瘠,是適宜于水土流失區(qū)進(jìn)行林分構(gòu)造改進(jìn)的重要的亞熱帶經(jīng)濟(jì)林樹種,是馬尾松老頭林林分改造重要的供試樹種。以往的研究多關(guān)注于混交后土壤構(gòu)造的改進(jìn)和地力的提高上,而對混交樹種的光合生理特性的研究較少報道。因而,本研究通過調(diào)查馬尾松老頭林及其混交楊梅后林木生長狀況,并對其葉綠素含量及光合特性進(jìn)行比照研究,為紫色土侵蝕區(qū)馬尾松老頭林的林分改造提供理論根據(jù)。1試驗地大概情況試驗地位于福建省寧化縣石壁鎮(zhèn)立新村(261412N,1163016E),屬中亞熱帶季風(fēng)型氣候,年平均氣溫17.3℃,最高氣溫35.2℃,最低氣溫-5.0℃;降雨量1820mm,主要集中于26月,約占全年降雨量的60%以上;多年平均蒸發(fā)量1405.4mm,無霜期239d,相對濕度81%。自然土壤以侵蝕性紫色土為主。試驗林分為1990年進(jìn)行的馬尾松播種造林,華而不實混交楊梅形式位于低山丘陵南坡,坡度18,現(xiàn)存密度為542株hm-2,于2006年混交楊梅,按3m4m密度進(jìn)行種植,2020年7月調(diào)查其保存密度為817株hm-2。同時在其鄰近區(qū)域選擇未進(jìn)行混交的林分作為對照形式,其位于低山丘陵的坡頂位置,坡度15,現(xiàn)存密度為308株hm-2。2研究方式方法2.1林分生長調(diào)查2020年7月,在馬尾松老頭林及混交楊梅形式中分別設(shè)置3個20m20m固定標(biāo)準(zhǔn)地,并對每個標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行林分的生長調(diào)查,記錄(胸徑5cm)每木的胸徑或地徑、樹高、株數(shù)、冠幅及枝下高等生長量指標(biāo),并計算林木的現(xiàn)存密度。2.2葉綠素含量的測定分別在混交楊梅形式和馬尾松老頭林形式的試驗林分中選取生長良好的成熟葉片,將同一種葉片均勻混合,迅速帶回實驗室。將葉片快速洗凈擦干,去除中脈,用打孔器在葉片上打孔,隨機(jī)稱取0.3g新鮮葉樣,參加95%的無水乙醇及少量石英砂、碳酸鈣進(jìn)行研磨,離心、過濾、定容,在紫外分光光度計上測定其在470、649和665nm上的吸光度。再根據(jù)葉綠素計算公式算出葉綠素a(Chla)、葉綠素b(Chlb)和類胡蘿卜素(Carotenoid)含量(mg!g-1)[6,7]。2.3光響應(yīng)曲線的測定于2020年7月,選擇晴朗、無風(fēng)天氣,在混交楊梅形式和馬尾松老頭林形式的試驗林分中分別選取具有類似生理生態(tài)特征的葉片,采用Li-6400-02B紅藍(lán)光光源依次設(shè)定光量子通量密度為2000、1500、1200、1000、800、500、300、200、150、120、100、50、20和0mol!m-2s!-1,測定前葉片在600~1200mol!m-2s!-1(根據(jù)測定時的光強(qiáng)而定)下誘導(dǎo)30min,測定時在每一光強(qiáng)下停留200s,每種葉片重復(fù)3~5次。根據(jù)Ye(2007)[8,9]的方式方法擬合求得最大凈光合速率Pmax、光補(bǔ)償點處的量子效率c、光飽和點Im及光補(bǔ)償點Ic。3結(jié)果與分析3.1林分生長狀況如表1所示,馬尾松老頭林中馬尾松的胸徑和樹高分別為6.270.58cm和2.940.27m,混交楊梅后胸徑和樹高分別為9.120.77cm和3.990.30m,胸徑和樹高分別增加了45.55%和35.90%。混交楊梅后,馬尾松的冠幅從1.84m1.77m增加到3.01m2.95m,而枝下高從1.830.09m減少到1.370.07m。表示清楚馬尾松老頭林混交楊梅后由于其根瘤的固氮作用及凋落物中養(yǎng)分及時歸還到土壤中,促使馬尾松林分的構(gòu)造得到改善。同時混交8年后,楊梅的地徑和樹高分別到達(dá)7.563.44cm和1.830.35m,充分利用原有林地的林分空間,有效改善其脆弱的林分構(gòu)造?！?-2】3.2葉片葉綠素含量分析如表2所示,馬尾松老頭林混交楊梅后,馬尾松的葉綠素a、b和葉綠素a+b含量略為增加,未到達(dá)顯著水平,分別增加9.62%、12.89%和10.63%,類胡蘿卜素?zé)o變化,而葉綠素a/b比值從2.246減少到2.181,這可能是由于混交楊梅后,林內(nèi)部分空間被楊梅所占據(jù),馬尾松所獲得的光合有效輻射減弱所致,而一般以為同一樹種在強(qiáng)光下有更高層次的葉綠素a/b值[10]。在混交楊梅形式中,楊梅的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量均顯著高于馬尾松,分別是其4.49、4.24和4.07倍,楊梅葉素素a/b值為2.306,略高于馬尾松。3.3光響應(yīng)參數(shù)如表3所示,馬尾松老頭林混交楊梅后,馬尾松的最大凈光合速率和量子效率均表現(xiàn)為顯著增加,分別增加了85.78%和85.96%,表示清楚混交楊梅后馬尾松有更強(qiáng)的光合潛在能力。馬尾松光的補(bǔ)償點表現(xiàn)為略為減少,而光的飽和點表現(xiàn)為略為增加,表示清楚馬尾松在更弱的光強(qiáng)下就能維持其生長,而在更高層次的光強(qiáng)下才會到達(dá)飽和,能產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物,這與上述混交后馬尾松的胸徑和樹高明顯增加的結(jié)論相符。混交形式中的楊梅最大凈光合速率和量子效率顯著高于馬尾松,且有更低的光補(bǔ)償點和更高層次的光飽和點,表示清楚楊梅是一種光合能力強(qiáng)的樹種,能迅速占據(jù)馬尾松老頭林的林內(nèi)剩余空間。【3】4小結(jié)綜上所述,馬尾松老頭林混交楊梅后,馬尾松的胸徑和樹高均明顯增加,其葉片葉綠素a、b和葉綠素a+b略有增加,而葉綠素a/b比值略為減少。混交形式楊梅葉片葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量均顯著高于馬尾松。馬尾松老頭林混交楊梅后,馬尾松的最大凈光合速率和量子效率均表現(xiàn)為顯著增加,光的補(bǔ)償點表現(xiàn)為略為減少,而光的飽和點表現(xiàn)為略為增加。總的來講,馬尾松老頭林混交楊梅形式既能保證楊梅林的正常生長,又能充分利用楊梅的固氮結(jié)瘤作用促進(jìn)馬尾松的光合能力,是值得在紫色土侵蝕區(qū)推廣的形式。以下為參考文獻(xiàn):[1]林開旺.寧化禾口紫色土不同治理措施土壤構(gòu)造特性[J].福建水土保持,2002,14(2):57-60[2]岳輝.強(qiáng)度侵蝕山地不同治理措施對植被生長的影響及其生態(tài)效益分析[J].亞熱帶水土保持,2008,20(3):23-27[3]郭琦,王新杰.不同混交形式杉木人工林林下植被生物量與土壤物理性質(zhì)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2020,34(5):70-74[4]林紅強(qiáng).水土流失