论文摘要
在退耕还林工程实施过程中，林草复合种植模式能有效地解决生态效益、经济效益和社会效益相结合的问题，能充分利用林地空间，提高林地生产力，促进林木生长，增加农民经济收入，因此越来越受到人们的重视。林草复合模式，是川西低山丘陵地区推广应用较普遍的退耕还林种植模式。但由于不同草种的生物生态学特性不同，复合种植的效果也不同。根据种植区的自然地理条件，合理选择草种，是发展林草复合种植模式的关键技术之一。已有研究表明，选择适宜的草种，采取合理的栽培管理技术，研究林草复合模式的养分规律，确定牧草生长年限以及适宜的造林密度，对选择更为稳定优化的林草复合模式具有重要的指导意义。根系是林木直接与土壤接触的器官，其中细根在提高土壤的理化性质方面有着不可忽视的作用。一方面细根不断从土壤中吸收养分和水分，满足植物的生长发育；另一方面细根又直接参与土壤中物质循环和能量流动两大生态过程，对土壤结构的改善、肥力的发展以及充分发挥土壤生产力起着重要的作用。在过去相当长的时间内，由于对细根的生态学作用认识不足，细根研究的困难和受研究方法的限制，致使在整个森林生态系统中对细根的研究远远落后于对林木地上部分的研究。近年来，随着对细根功能的深入认识和研究方法的不断创新，使得对细根的研究成为森林生态系统研究中的一个热点。在雅安市四川农业大学教学实习基地3a生巨桉人工林内建立巨桉+牛鞭草（模式Ⅰ）、巨桉+鸭茅（模式Ⅱ）、巨桉十三叶草（模式Ⅲ）3种不同林草模式，研究以上3种林草模式不同密度巨桉林林分生长因子与林下牧草的产草量、草高以及不同模式不同密度不同径级的细根、草根生物量的关系，对密度与林分生长因子、牧草产量、细根生物量、草根生物量等各个测定指标间的相关性进行了分析，揭示不同的林下草本层在不同的经营条件下，林木以及牧草的生长动态变化规律，巨桉细根对牧草的作用机理，为确定更为合理的种植模式提供试验依据。研究取得以下结果。（1）巨桉生长快，密度效应来得早，试验区3a生巨桉林的高密度林分已经郁闭，3a生以后，巨桉有可能进入激烈的竞争阶段，特别是林分分化可能加剧。林分树高随密度的增大逐渐增加，胸径与密度呈一定的负相关关系；高径比随密度的增加呈增长趋势，与密度呈正相关关系；单位面积蓄积量随密度的增加而递增，二者呈显著的正相关关系，其相关系数可达0.986。巨桉生长快，密度效应来得早，试验区3a生巨桉林高密度林分已经郁闭。如以纸浆材和小径材为目标，巨桉的造林密度可控制在1333～1667株·hm-2范围内；如培育大中径材，造林密度以883～1111株·hm-2为宜。（2）3种牧草在不同密度巨桉林下的株高、产量变化趋势不同。禾本科牛鞭草、鸭茅两种牧草的株高随着巨桉密度的降低呈增长趋势，三叶草则表现出随着巨桉密度的降低略有下降。禾本科两种牧草产草量的变化趋于同步，随着巨桉密度的减少呈上升趋势，三叶草的产草量随密度的变化不明显。3种牧草产草量具有各自的月变化动态特点，即牛鞭草、鸭茅产草量的月变化动态出现3个高峰值，三叶草仅有1个高峰值。（3）不同巨桉密度下细根和草根生物量呈现不同的垂直分布及月变化动态。3种模式上层0～1mm活细根均呈双峰型变化趋势，峰值出现在5月和9月；下层0～1mm活细根呈单峰型变化，峰值出现在7月；0～1mm死细根的上下两层均呈单峰型变化趋势，生物量峰值出现在10月。在不同模式中，0～1 mm细根总生物量（上、下两层0～1 mm活细根与死细根生物量的总和）随巨桉密度的减少而增加，年均细根总生物量积累依次为模式Ⅰ(0.1123 t·hm-2)＞模式Ⅱ(0.0978 t·hm-2)＞模式Ⅲ(0.0961 t·hm-2)。不同模式1～2 mm巨桉活细根的月变化动态上下层均呈单峰型，峰值都出现在生长旺季，死细根的上下层全年变化不明显。在不同模式中，1～2 mm细根总生物量（上、下两层1～2 mm活细根与死细根生物量的总和）随巨桉密度的减少呈现递增的趋势，年均生物量积累依次为模式Ⅰ(0.1274 t·hm-2)＞模式Ⅱ(0.1185 t·hm-2)＞模式Ⅲ(0.1041 t·hm-2)。3种模式中，不同径级的活、死细根以及林分细根总生物量在土层中的垂直分布都是随土壤深度的增加而递减，呈现出典型的“T”型分布规律。各模式上层细根生物量均大于总细根生物量的60％。不同模式草根生物量月变化呈现出不同的趋势。模式Ⅰ、Ⅱ的上下层和模式Ⅲ的下层在调查期内呈三峰型变化，模式Ⅲ的上层是单峰型。在生物量的垂直分布上，均有上层的贡献大于下层。（4）林草复合种植模式中的根系生物量随巨桉密度的减少呈增长趋势。对照区单一牧草种植模式的根系生物量（细根总生物量与草根总量之和）小于复合种植模式的其它试验小区。对不同模式细根、草根与巨桉造林密度的相关性分析表明，造林密度与模式Ⅰ、Ⅱ的细根、草根生物量间的相关系数高，即造林密度对模式Ⅰ、Ⅱ根系生物量生长积累的影响程度较高。对不同模式细根和草根生长和生物积累的分析表明，3种林草复合模式优于单一牧草种植模式。就草根和细根总生物量而言，巨桉+牛鞭草模式较巨桉+鸭茅模式、巨桉+三叶草模式的高，且林地内牛鞭草的长势比鸭茅、三叶草好。从不同巨桉密度间比较，当巨桉密度较小的时候，3种模式的细根积累均较高。（5）综合分析不同密度巨桉林对细根、草根生物量及牧草的产草量的变化趋势得知，3a生巨桉行距为6m和8m时，各指标的生长状况均较好。因此，巨桉的造林密度在883株·hm-2～1111株·hm-2最为适宜。在林下种植牛鞭草、鸭茅、三叶草都是可行的，3种牧草全年均可保持一定的生长量。相比之下，牛鞭草在株高、产量、地下生物量方面都居于首位，更适合在当地种植，是巨桉+草模式中的优选草种，因此，在川西低山丘陵区退耕还林中，巨桉+牛鞭草模式是较为适宜的推广模式。