萌芽更新杉木與深山含笑混交造林的效果分析

吳長銓

(福建省沙縣林業(yè)局，福建 沙縣 365500)

深山含笑(Michliamaudiae)是福建省珍貴鄉(xiāng)土樹種，既是優(yōu)良的用材樹種［1-2］，也是珍稀的觀賞樹種，屬觀賞二級保護(hù)樹種［3-4］。其長期生長在低山一帶，在自然分布區(qū)內(nèi)常與紅豆樹、米櫧、絲栗栲、閩粵栲、虎皮楠、薯豆、少葉黃杞、毛竹等混生，形成了喜溫涼濕潤的氣候，具有喜溫暖、濕潤環(huán)境，有一定耐寒能力;喜光，幼時(shí)較耐陰;自然更新能力強(qiáng)，生長快，適應(yīng)性廣的生物學(xué)特性。在日照長，較高平均溫度，林地干燥的丘陵林地生長具有一定的制約和限制。在丘陵地區(qū)栽植深山含笑，要根據(jù)其生物學(xué)特性，采取合適的造林模式，為深山含笑生長發(fā)育提供適宜的環(huán)境條件。

杉木(Cunninghamia lanceolata)是福建省主要造林樹種。其生長快，主干通直，材質(zhì)優(yōu)良，深受廣大林農(nóng)的喜愛［5-6］。經(jīng)營歷史悠久，栽植面積大，在許多地方出現(xiàn)了連栽，甚至多代連栽現(xiàn)象。由于連栽導(dǎo)致了人工林地力衰退，林地生產(chǎn)力逐年下降，影響了林地的可持續(xù)經(jīng)營［7-9］。然而，杉木具有較強(qiáng)的萌芽特性，在我國的閩西北林區(qū)有利用杉木采伐跡地杉木伐樁萌芽更新的傳統(tǒng)習(xí)慣，并認(rèn)為萌芽更新是一種低成本的更新方式［10-11］。利用杉木原有龐大根系的吸收能力，能夠較快形成林分，早期生長量較高。

因此，在原有杉木林采伐跡地引種了深山含笑，利用杉木萌芽成林快，早期生長量較大的特點(diǎn)，為深山含笑提供適宜的生長環(huán)境，營建杉木與深山含笑混交林，并深入探討其造林效果，為低海拔地區(qū)發(fā)展珍貴樹種深山含笑，合理利用杉木萌芽林提供林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可借鑒的理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省沙縣(26°06'～26°46'N，117°32'～118°06'E)大洛鄉(xiāng)上板村13林班4大班5小班，海拔200～490m的丘陵地，屬中熱帶大陸性兼海洋性季風(fēng)氣侯區(qū)，年平均氣溫19.1℃左右，年降水量1840mm，空氣相對濕度82%左右，霜期75～86d，霜日18～24d。林地屬較肥沃立地類型。試驗(yàn)林前茬為1985年春營造的杉木林，造林密度3 000株/hm2，1995年間伐 1次，間伐后密度2 200～2 500株/hm2。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在2003年采伐的杉木林跡地中選擇立地條件基本相似的林分進(jìn)行試驗(yàn)。林分于2003年皆伐。皆伐后進(jìn)行林地清理，經(jīng)煉山后采取塊狀整地，穴規(guī)格(60cm×60cm×40cm)。翌年春用深山含笑1年生實(shí)生苗套種。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)水平，分別為:①保留杉木萌芽樁1 200株/hm2，定期清除多余的伐樁，萌芽樁萌芽條中保留生長健壯，靠山坡，低樁位的萌芽條1個(gè)，其余萌芽條一律清除，套種深山含笑1 200株/hm2，與保留杉木萌芽樁品字形配置(代號HS1200);②保留杉木萌芽樁900株/hm2，套種深山含笑1 500株/hm2，其余管理方法同上(代號HS900);③保留原有伐樁2 400株/hm2，多余清除，不足株數(shù)，采取人工補(bǔ)植。人工補(bǔ)植杉木苗為當(dāng)?shù)胤N源的1年生實(shí)生苗(代號 HS2400，做為對照)，④清除杉木伐樁，人工栽植深山含笑2 400株/hm2(代號 CX2400)，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每小區(qū)面積20m×30m。

2.2 生長量測定方法

逐年測定樹高、冠幅、枝下高，進(jìn)階后每木測徑，2012年進(jìn)行全面調(diào)查測定。數(shù)據(jù)整理以及統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理分析軟件。

2.3 土壤肥力分析方法

在各標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)采用“S”形線路，多點(diǎn)(5點(diǎn))建立土壤剖面，混交林土壤樣品取自杉木與杉木間及杉木與深山含笑之間。調(diào)查土壤剖面性狀、土層厚度、母質(zhì)等，并按0～20，20～40cm分層取土樣，同一標(biāo)準(zhǔn)地多個(gè)樣點(diǎn)同一層次土壤混勻后，供室內(nèi)分析。取樣時(shí)間為2012年9月27日，按常規(guī)方法對土壤理化性質(zhì)進(jìn)行分析測定［12］。土壤組成的微團(tuán)聚體用吸管法;土壤團(tuán)聚體用機(jī)械篩分法;土壤水分物理性質(zhì)用室內(nèi)環(huán)刀法。土壤有機(jī)質(zhì)用硫酸重鉻酸鉀法;全氮用蒸餾法;水解性氮用擴(kuò)散法;全磷用鉬銻抗比色法;速效磷用鹽酸—氟化銨消化法;全鉀用火焰光度計(jì)法;速效鉀用四苯硼鈉比濁法。

3 結(jié)果與分析

3.1 生長效應(yīng)

3.1.1 林分胸徑生長分析 不同處理林分胸徑的生長量見表1。從表1中可知，杉木萌芽林(10年生)平均胸徑8.5～8.7cm，深山含笑胸徑6.2～6.5cm，杉木胸徑生長大于深山含笑。HS900混交林中杉木平均胸徑8.7cm，年平均生長0.87cm，深山含笑平均胸徑6.2cm，年平均生長量0.62cm，杉木平均胸徑比深山含笑生長快。不同處理杉木胸徑生長存在差異，生長量最大是 HS900處理，其次是HS1200處理，HS2400處理最小。在不同處理中深山含笑平均胸徑也存在差異，HS1200處理深山含笑平均胸徑最大，達(dá)6.5cm，比HS900、CX2400分別增加了4.8%和25.9%。表明HS1200處理有利于混交林中深山含笑胸徑生長，說明由于杉木萌芽林成林快，早期生長量較大，為深山含笑生長提供了有利的生長環(huán)境。這對喜溫涼濕潤環(huán)境的深山含笑生長提供了良好的生長環(huán)境。

表1 杉木深山含笑混交林分生長狀況

3.1.2 林分樹高生長分析 不同處理林木樹高的生長量見表1。由表1中可知，10年生不同樹種樹高生長中杉木生長大于深山含笑。HS900混交林中杉木平均高8.8m，深山含笑高5.4m，杉木比深山含笑高3.4m。系統(tǒng)發(fā)育較長的杉木樹種較喜光，位于林分的上層，光照條件充足，可以滿足杉木生長發(fā)育所需的光照，而喜溫涼濕潤生長環(huán)境的深山含笑位于杉木林冠下，上層的杉木為深山含笑提供了上方和側(cè)方庇蔭，有利于深山含笑的生長。從表1中可知:HS1200混交林中深山含笑與CX2400深山含笑純林比，深山含笑平均樹高增加28.3%。

在不同處理中杉木樹高生長最大是HS900處理，其次HS1200，分別比HS2400處理增加20.8%～22.2%，表明混交處理有利于杉木樹高生長，這與混交深山含笑有關(guān)，混交深山含笑不僅改善了林分結(jié)構(gòu)，而且深山含笑每年凋落物多，易分解，對改良土壤肥力狀況有積極作用。同時(shí)保留適宜的杉木林，能夠適時(shí)郁閉成林，提高了林分生理性整合功能，增強(qiáng)了抗逆性。保留適宜的伐樁減少了杉木的種內(nèi)競爭，栽植深山含笑在垂直空間上形成明顯的層次，在水平空間上形成了鑲嵌組合，呈斑塊結(jié)構(gòu)，緩解了杉木的種內(nèi)競爭。

經(jīng)方差分析(見表2)，不同處理杉木平均樹高生長達(dá)到極顯著差異水平。多重比較(見表3)結(jié)果表明，HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到極顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。不同處理杉木平均胸徑生長達(dá)到顯著差異水平。多重比較結(jié)果表明，HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到極顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。不同處理深山含笑方差分析和多重比較見表4，5，平均樹高生長達(dá)到極顯著差異水平。多重比較結(jié)果表明，HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到極顯著差異水平，HS1200與HS900比達(dá)到顯著差異水平。不同處理深山含笑平均胸徑生長達(dá)到極顯著差異水平。多重比較結(jié)果表明，HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到極顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。表明利用杉木萌芽林栽植杉木深山含笑混交林有利于杉木、深山含笑高徑生長，是丘陵地區(qū)發(fā)展深山含笑這一珍貴闊葉樹種的有效且可行的造林途徑。

表2 不同處理杉木胸徑樹高生長方差分析

表3 不同處理杉木胸徑樹高生長多重比較

表4 不同處理深山含笑胸徑樹高生長方差分析

表5 不同處理深山含笑胸徑樹高生長多重比較

3.1.3 樹冠生長 從表1中可見，不同林分郁閉度、枝下高、冠幅生長存在差異。郁閉度從高到低依次為HS2400 ＞HS1200＞HS900＞CX2400，隨著杉木株數(shù)增加郁閉度增大。HS2400處理杉木枝下高最高，冠幅最小。不同林分隨著杉木混交比例增大，杉木枝下高增加，冠幅減小。而深山含笑HS900與HS1200比枝下高較低，冠幅較大，表明杉木種內(nèi)競爭比較明顯，杉木混交數(shù)量對深山含笑樹冠生長也有影響，加劇了林分種間、種內(nèi)競爭。應(yīng)該及時(shí)采取間伐、修枝等經(jīng)營措施，調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，維持混交林的相對穩(wěn)定生長。

3.2 土壤肥力變化

3.2.1 土壤物理性質(zhì) 采取不同處理林分土壤物理性質(zhì)的分析結(jié)果見表6。不同處理土壤物理性質(zhì)不同，HS1200、HS900、CX2400土壤容重值均較大幅度降低，比HS2400杉木純林0～20cm土層土壤容重降低了14.1%～19.1%，20～40cm土層也有同樣的趨勢。土壤容重值的降低，表明該土壤結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況趨好，緊實(shí)度降低，在杉木萌芽林中栽植深山含笑使林地土壤疏松，為保留木的生長創(chuàng)造了有利條件。

表6 杉木混交林及其純林土壤水分物理性質(zhì)比較

HS1200、HS900和CX2400處理土壤總毛管孔隙與非毛管隙比HS2400也都有增加，林地保水蓄肥能力得到提高。

土壤團(tuán)聚體性狀是影響土壤肥力的一個(gè)重要因素，其在很大程度上表現(xiàn)了土壤物理性質(zhì)和水、肥、氣、熱狀況。從表6中還可以看出HS1200、HS900、CX2400處理0～20cm土層＞0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，分別達(dá) 65.7%，68.73%和68.80%，HS1200、HS900處理＞0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，分別比杉木純林增加11.1%和16.2%。結(jié)構(gòu)體破壞率用于表征土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，其數(shù)值越高，團(tuán)聚體越不穩(wěn)定，反之，則團(tuán)聚體越穩(wěn)定?；旖涣种懈魍翆拥慕Y(jié)構(gòu)體破壞率均低于杉木純林。表明混交不僅土壤團(tuán)聚體數(shù)量增加，而且團(tuán)聚體的穩(wěn)定性加強(qiáng)。

3.2.2 土壤化學(xué)性質(zhì) 表7是不同處理土壤化學(xué)性質(zhì)測定結(jié)果。HS1200、HS900和CX2400處理表層土壤有機(jī)質(zhì)，全N、全P含量比HS2400杉木純林明顯提高，20～40cm土層土壤亦有增加的趨勢，產(chǎn)生這些差異的原因是深山含笑通過大量的枯枝落葉將有機(jī)物質(zhì)、氮元素和各種灰分元素歸還并集中于土壤表面。底層土壤有機(jī)質(zhì)，全氮、全磷的提高與根系活動和淋溶有關(guān)。

混交林中 HS1200，HS900和深山含笑純林XC2400的枯枝落葉經(jīng)各種土壤微生物分解轉(zhuǎn)化后，補(bǔ)充給土壤的N，P2O5、K2O等速效養(yǎng)分其含量分別比杉木純林HS2400提高1.8%，16.7%和4.6%(見表7)。

4 小結(jié)與討論

(1)利用杉木萌芽在丘陵地區(qū)栽植深山含笑是一種有效、可行的發(fā)展深山含笑途徑。杉木萌芽早期生長量較大，能夠迅速成林，為深山含笑提供庇蔭，有利于深山含笑生長。試驗(yàn)結(jié)果表明:HS1200處理，在混交林中的深山含笑與深山含笑純林比平均胸徑增加25%，平均樹高增加28.3%。不同處理深山含笑方差分析和多重比較，HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到極顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。不同處理深山含笑平均胸徑生長達(dá)到顯著差異水平。HS1200、HS900與HS2400比達(dá)到顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。

表7 杉木與深山含笑混交造林及其純林土壤化學(xué)性質(zhì)比較

(2)杉木萌芽與深山含笑混交能夠促進(jìn)杉木生長。研究結(jié)果表明:不同處理杉木胸徑生長存在差異，生長量最大是HS1200處理，其次是 HS900處理，HS2400處理最小。在不同處理中杉木樹高生長最大是HS900處理，比HS2400處理增加22.2%。不同處理杉木平均樹高生長達(dá)到顯著差異水平，HS1200、HS900與HS2400比，達(dá)到極顯著差異水，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。不同處理杉木平均胸徑生長達(dá)到極顯著差異水平。HS1200、HS900與HS2400比，達(dá)到極顯著差異水平，其他處理間有差異，但均未達(dá)到顯著差異水平。

(3)杉木萌芽與深山含笑混交具有較好的造林效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:杉木與深山含笑混交能夠形成良好的林分結(jié)構(gòu)。混交林中杉木萌芽林生長較快，居林分上層，喜溫涼濕潤的深山含笑處于亞林層，層次較明顯，合理利用了生長環(huán)境。同時(shí)混交林還能夠改良土壤肥力。分析結(jié)果表明:混交林和深山含笑純林土壤容重值均較大幅度降低，比杉木純林0～20cm土層土壤容重降低了14.1%～19.1%，20～40cm土層也有同樣的趨勢。土壤毛管孔隙與非毛管隙也都有增加，且毛管孔隙與非毛管空隙的比例較為適當(dāng)。HS1200、HS900處理0～20cm土層＞0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，分別達(dá)65.70%、68.73%和68.80%，HS1200、HS900處理＞0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，比杉木純林分別增加11.1%和16.2%。HS1200表層土壤有機(jī)質(zhì)，全N、全P比杉木純林分別提高了14.4%，16.5%，2.9%，20～40cm土層土壤亦有增加。N，P2O5、K2O等速效養(yǎng)分比杉木純林分別提高1.9%，16.7%，4.6%。

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