林地清理方式對杉木馬尾松混交林幼林生產(chǎn)力的影響

吳友河

(莒溪林業(yè)管理站，福建 連城 366212)

林地清理方式對杉木馬尾松混交林幼林生產(chǎn)力的影響

吳友河

(莒溪林業(yè)管理站，福建 連城 366212)

通過野外調(diào)查分析了煉山和劈條帶兩種林地清理方式對杉木馬尾松混交林生產(chǎn)力的影響。結(jié)果表明，劈條帶處理不同坡位杉木馬尾松混交林林下植被總生物量、灌木層生物量及草本層生物量均高于煉山處理；煉山處理杉木馬尾松混交林同一坡位杉木和馬尾松林分生長及杉木和馬尾松地上部分總生物量及單株干、枝和葉等器官生物量均優(yōu)于劈條帶處理；同一林地清理方式不同坡位杉木馬尾松混交林中杉木和馬尾松生長及干、枝葉生物量均表現(xiàn)為:下坡>中坡>上坡。劈條帶處理有利于提高杉木馬尾松混交林幼齡期林分生產(chǎn)力,但煉山處理有利于提高杉木馬尾松混交林幼齡期林木生長量。

杉木馬尾松混交林; 林地清理方式; 林分生產(chǎn)力

杉木(Cunninghamialanceolata)和馬尾松(Pinusmassoniana)均為我國南方丘陵山地最重要的用材樹種之一。杉木純林連栽經(jīng)營引起的地力衰退、生態(tài)環(huán)境惡化以及生產(chǎn)力下降等一系列問題引起了國內(nèi)林業(yè)工作者的密切關(guān)注[1,2]。營造杉木混交林能更好發(fā)揮森林的多功能效益，提高林分的抗逆性和生產(chǎn)力。林地清理是人工林營建過程中最重要步驟之一，恰當(dāng)?shù)牧值厍謇矸绞讲粌H能夠提高苗木成活率，而且對提高林木生長質(zhì)量、林分生產(chǎn)力及人工林生態(tài)系統(tǒng)多樣性均有重要意義[3,4]。目前有關(guān)杉木馬尾松混交林的研究主要集中于混交比例、經(jīng)營方式、混交效果以及固碳能力等方面[5-9]，而對于林地清理方式對杉木馬尾松混交林幼林期林分生產(chǎn)力的影響研究較少。本文以杉木馬尾松混交林幼林為研究對象，分析不同林地清理方式對杉木馬尾松混交林幼林林分生產(chǎn)力的影響，以期為提高南方丘陵山地杉木馬尾松林混交林林分生產(chǎn)力及提高杉木馬尾松林混交林生態(tài)服務(wù)功能提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省連城縣營上國有林場鮮坑壟工區(qū)8林班6大班5小班，戴云山中山帶長坡下部，116°52′20″ E，25°47′30″ N，海拔約為580 m，年均氣溫13.8-19.5 ℃，其中最高溫度38 ℃，最低氣溫-4 ℃，年平均雨量1700 mm，年平均日照時(shí)數(shù)1760 h，年平均相對濕度78 %，全年無霜期291 d。土壤類型為山地紅壤，呈微酸性；土層深厚、疏松、肥沃、排水良好。造林地前身為杉木人工林。2008年林分采伐后，2009年在同一坡向且相互毗鄰的造林地上設(shè)置煉山及不煉山劈條帶2種處理。杉木為萌芽條，馬尾松為1年生實(shí)生苗；馬尾松造林密度為1800株·hm-2，除萌后杉木萌芽條保留密度約為1350株·hm-2。劈條帶試驗(yàn)林帶寬2.5 m。造林當(dāng)年6月份擴(kuò)穴培兜、全面鋤草一次，造林第2年、第3年5月及8月各劈草、培兜一次。林下灌木主要為白背葉野桐(Mallotusapelta)、白花泡桐(Paulowniafortunei)、黃瑞木(Cornusstolonifera)、高粱泡(Rubuslambertianus)、柃木(Euryajaponica)及繼木(Loropetalumchinensis)等，草本主要為鐵芒萁(Dicranopterislinearis)、地稔(Melastomadodecandrum)及莎草(Cyperusmicroiria)等。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

在踏查杉木馬尾松混交林林分生長狀況的基礎(chǔ)上，在不同林地清理方式的林分(煉山和劈條帶處理)不同坡位(上坡、中坡、下坡)分別設(shè)置3塊20 m×30 m的樣地，記錄樣地的坡度、坡向以及植被種類。2013年5月對每塊樣地進(jìn)行每木調(diào)查，測量杉木和馬尾松的樹高、胸徑等基本參數(shù)。在林分生長量調(diào)查的基礎(chǔ)上，每塊樣地內(nèi)選擇1株杉木和馬尾松平均木。伐倒平均木后，分別稱量其地上部分各器官(干、枝及葉)鮮生物量；在每塊樣地內(nèi)設(shè)置4個(gè)2 m×2 m小樣方及8個(gè)1 m×1 m小樣方，2 m×2 m小樣方內(nèi)調(diào)查灌木種類及收集灌木樣本，1 m×1m小樣方內(nèi)收集草本層植物樣品及凋落物樣品，并稱量每一樣方內(nèi)灌木及草本樣品鮮重。各取一定量平均木不同器官、灌木及草本樣品，在80 ℃烘干至恒重，計(jì)算其干生物量，并依次計(jì)算林分地上部分總生物量[9]。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel軟件初步整理，并用DPS 7.05版進(jìn)行顯著性差異分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 林地清理方式對杉木馬尾松混交林林分生長的影響

林地清理方式對杉木馬尾松混交林胸徑、樹高及林分蓄積量具有不同的影響(表1)。同一坡位煉山處理杉木平均胸徑及林分平均蓄積量均明顯高于劈條帶處理，其中煉山處理上坡、中坡及下坡杉木平均胸徑與同一坡位劈條帶處理相比分別提高了25.33%、12.59%和4.79%，蓄積量則分別提高了82.86%、12.33%和0.82%；煉山處理上坡位杉木平均樹高大于劈條帶處理，而中坡和下坡杉木平均樹高則低于劈條帶處理，上坡位煉山處理杉木平均樹高與同一坡位劈條帶處理相比提高了19.59%，而中坡和下坡杉木樹高與劈條帶處理相比則分別降低了6.23%和8.47%；同一坡位煉山處理的馬尾松胸徑、樹高及蓄積量均高于劈條帶處理，其中上坡、中坡及下坡位馬尾松平均胸徑與同一坡位劈條帶處理相比分別提高了16.84%、11.86%和12.26%，平均樹高分別提高了0.43%、34.74%和12.93%，蓄積量則分別提高了42.35%、72.51%和40.77%。同一林地清理方式不同坡位杉木及馬尾松平均胸徑、平均樹高及平均林分蓄積量均表現(xiàn)為：下坡位>中坡位>上坡位；煉山處理下坡位杉木平均胸徑與中坡位及上坡位相比分別提高了2.84%和18.77%，平均樹高與中坡位及上坡位相比分別提高了3.34%和9.00%，平均蓄積量與中坡位及上坡位相比分別提高了9.94%和33.71%；劈條帶處理下坡位杉木平均樹高與中坡位及上坡位相比分別提高了9.57%和32.08%，平均胸徑與中坡位及上坡位相比分別提高了5.65%和30.35%，平均蓄積量與中坡位及上坡位相比分別提高了19.17%和63.45%；煉山處理下坡位馬尾松平均胸徑與中坡位及上坡位相比分別提高了6.76%和26.92%，平均樹高與中坡位及上坡位相比分別提高了2.29%和40.46%，平均蓄積量與中坡位及上坡位相比分別提高了13.66%和64.31%；劈條帶處理下坡位馬尾松平均胸徑與中坡位及上坡位相比分別提高了6.42%和29.78%，平均樹高與中坡位及上坡位相比分別提高了18.10%和33.05%，平均蓄積量與中坡位及上坡位相比分別提高了29.54%和64.70%。

表1 林地清理方式對杉木馬尾松混交林幼林生長的影響1)Table 1 Effects of site preparations on growth of young C.lanceolata and P.massoniana mixed forest

1)同一指標(biāo)縱向小寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平，橫向大寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平。

方差分析結(jié)果表明，不同林地清理方式而言，煉山處理上坡杉木的胸徑、樹高及蓄積量與劈條帶處理相比差異達(dá)到顯著水平，中坡杉木胸徑及林分蓄積量與劈條帶處理相比差異達(dá)到顯著水平；除馬尾松中坡位樹高生長差異不顯著外，上坡、中坡及下坡馬尾松胸徑及蓄積量差異達(dá)到顯著水平；就同一林地清理方式不同坡位杉木和馬尾松生長量差異而言，煉山處理杉木下坡位及中坡位胸徑及蓄積量與上坡位相比差異達(dá)顯著水平，劈條帶處理杉木胸徑及蓄積量與中坡位及上坡位相比差異達(dá)極顯著水平，煉山處理馬尾松下坡位及中坡位胸徑、樹高及蓄積量與上坡位相比差異達(dá)顯著水平，劈條帶處理馬尾松下坡位及中坡位胸徑及蓄積量與上坡位相比差異達(dá)顯著水平，樹高則表現(xiàn)為極顯著水平。

3.2 林地清理方式對杉木馬尾松混交林平均木各器官生物量積累的影響

由表2可知，不同林地清理方式對杉木馬尾松混交林平均木地上部分各器官生物量積累及其分配具有不同的影響。就杉木而言，同一坡位煉山處理杉木平均木地上部分總生物量均明顯高于劈條帶處理，煉山處理杉木上坡位干鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了50.68%和50.51%，枝鮮生物量與干生物量與劈條帶處理相比分別提高了10.34%和10.34%，葉鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了71.15%和71.43%；就馬尾松而言，不同林地清理方式對不同器官的生物量積累和分配規(guī)律影響較大，煉山處理下3個(gè)坡位的馬尾松平均木地上部分總生物量均明顯高于劈條帶處理。煉山處理馬尾松平均木干、枝及葉生物量均分別高于劈條帶處理。煉山處理馬尾松上坡位干鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了116.96%和119.61%，枝鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了130.48%和126.67%，葉鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了171.67%和161.90%。同一林地清理方式不同坡位杉木平均木不同器官生物量積累體現(xiàn)為：下坡>中坡>上坡，其中煉山處理杉木下坡位干鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了161.56%和165.77%，枝鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了142.41%和144.79%，葉鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了116.85%和111.67%；同一林地清理方式不同坡位馬尾松平均木不同器官生物量均表現(xiàn)為下坡>中坡>上坡，其中煉山處理馬尾松下坡位干鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了163.79%和153.57%，下坡位枝鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了136.78%和134.31%，下坡位葉鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了6.67%和15.45%。

1)同一指標(biāo)縱向小寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平，橫向大寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平。

方差分析結(jié)果(表2)表明，不同林地清理方式杉木馬尾松混交林平均木地上部分不同器官生物量積累具有較大差異，混交林中除了中坡及下坡位杉木地上部分總生物量積累差異不顯著外，混交林其余各坡位的杉木及馬尾松標(biāo)準(zhǔn)木在不同林地清理方式下的總生物量積累差異均顯著。同一坡位不同林地清理方式杉木平均木生物量積累差異不同，其中煉山處理下上坡位杉木干及葉的生物量積累與劈條帶處理相比差異顯著，中坡位杉木枝條的生物量積累與劈條帶處理相比差異顯著；其余坡位杉木各器官的生物量積累差異均未達(dá)到顯著水平。對于同一坡位不同林地清理方式馬尾松平均木干、枝及葉的生物量積累而言，煉山處理混交林中同一坡位馬尾松干、枝及葉的生物量積累與劈條帶處理相比均達(dá)到顯著差異水平。

3.3 林地清理方式對杉木馬尾松混交林林下植被層生物量積累的影響

不同林地清理方式對杉木馬尾松混交林林下植被層生物量積累的影響不同(表3)。就林下植被層總生物量而言，劈條帶處理的林下植被總生物量均高于煉山處理，劈條帶處理上坡位林下植被鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了55.16%和58.14%，中坡位總鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了99.09%和91.59%，下坡位總鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了23.09%和22.77%；就林下灌木層生物量而言，劈條帶處理的林下灌木層生物量均高于煉山處理，其中劈條帶處理上坡位林下灌木層鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了89.02%和80.42%，中坡位鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了46.30%和43.92%，下坡位鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了11.04%和15.14%；林下草本層生物量而言，劈條帶處理林下草本層生物量均高于煉山處理，劈條帶處理上坡位林下草本層鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了39.44%和44.83%，中坡位鮮生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了138.56%和137.22%，下坡鮮位生物量及干生物量與煉山處理相比分別提高了31.07%和27.78%。同一林地清理方式不同坡位杉木馬尾松混交林林下植被總生物量、灌木層植被生物量及草本層植被生物量積累規(guī)律均表現(xiàn)為：下坡>中坡>上坡。

表3 林地清理方式對杉木馬尾松混交林林下植被層生物量積累的影響1)Table 3 Effects of site preparations on biomass accumulation of undergrowth vegetation of young C.lanceolata and P.massoniana mixed forest kg·hm-2

1)同一指標(biāo)縱向小寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平，橫向大寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平。

方差分析結(jié)果(表3)表明，就同一坡位不同林地清理方式而言，煉山處理時(shí)林下植被層總生物量、林下灌木層植被生物量及林下草本層植被生物量與劈條帶處理相比差異均顯著。就同一林地清理方式不同坡位而言，煉山處理下林下植被層總生物量、林下灌木層植被生物量及林下草本層植被生物量不同坡位兩兩間達(dá)到顯著水平，劈條帶處理時(shí)上坡位林下植被層總生物量、林下灌木和草本層生物量積累與上坡位及中坡位相比差異顯著。

3.4 林地清理方式對杉木馬尾松混交林林分地上部分總生物量積累的影響

不同林地清理方式下杉木馬尾松混交林林分總生物量積累量不同(表4)。就同一坡位不同林地清理方式而言，煉山處理下混交林林分總生物量均高于劈條帶處理，其中煉山處理上坡位林分鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了40.97%和39.11%，中坡位林分鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了10.90%和13.26%，下坡位林分鮮生物量及干生物量與劈條帶處理相比分別提高了14.26%和20.38%。就同一林地清理方式不同坡位而言，杉木馬尾松混交林地上部分林分總生物量積累均表現(xiàn)為：下坡>中坡>上坡，煉山處理時(shí)下坡位林分鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了126.85%和142.21%。劈條帶處理時(shí)下坡位林分鮮生物量及干生物量與上坡位相比分別提高了179.88%和179.90%。

表4 林地清理方式對杉木馬尾松混交林林分生產(chǎn)力的影響1)Table 4 Effects of site preparations on productivity of young C.lanceolata and P.massoniana mixed forest kg·hm-2

1)同一指標(biāo)縱向小寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平，橫向大寫字母不同表示差異達(dá)5%顯著水平。

方差分析結(jié)果(表4)表明，就同一坡位不同林地清理方式而言，煉山處理時(shí)上坡位及下坡位林分總生物量與劈條帶處理相比差異達(dá)到顯著水平；而就同一林地清理方式不同坡位而言，煉山處理下各坡位的林分總生物量兩兩間差異均顯著，劈條帶處理下上坡位林分生物量與中坡位及下坡位相比差異顯著。

4 小結(jié)與討論

杉木和馬尾松均為我國重要的用材樹種，提高其林分生產(chǎn)力對保障我國木材安全具有重要的意義[10]。本次林分調(diào)查表明，不同林地清理方式對杉木馬尾松混交林生長規(guī)律具有不同的影響。煉山處理下馬尾松林分生長狀況及蓄積量要優(yōu)于劈條帶處理，是因?yàn)闊捝教幚硪环矫婵梢愿纳仆寥懒⒌貤l件，另一方面煉山處理降低了前期林下植被層對幼苗生長的影響[4,11,12]。煉山處理下杉木胸徑生長及蓄積量均優(yōu)于劈條帶處理，但是樹高生長卻低于劈條帶處理，并且下坡位杉木林分蓄積量與劈條帶處理相比優(yōu)勢不明顯，主要是因?yàn)樵囼?yàn)地杉木林為樹樁萌芽條，煉山處理能夠促進(jìn)幼苗生長，但是煉山過程也會(huì)灼傷林地前茬樹樁，在一定程度上影響杉木萌芽幼苗生長[13]。

不同林地清理方式對杉木馬尾松混交林標(biāo)準(zhǔn)木地上部分各器官生物量積累及其分配的影響較大。煉山處理下混交林中馬尾松標(biāo)準(zhǔn)木地上部分總生物量以及干、枝及葉生物量均明顯高于劈條帶處理，煉山處理時(shí)馬尾松標(biāo)準(zhǔn)木上坡位、中坡位及下坡位地上部分總鮮生物量與劈條帶處理相比分別提高了140.65%、125.16%和95.21%。煉山處理下混交林中杉木標(biāo)準(zhǔn)木地上部分總生物量均明顯高于劈條帶處理，煉山處理時(shí)杉木標(biāo)準(zhǔn)木上坡位、中坡位及下坡位地上部分總鮮生物量與劈條帶處理相比分別提高了39.02%、6.44%和9.76%。以上表明煉山處理有利于提高杉木馬尾松混交林中標(biāo)準(zhǔn)木的地上部分生物量。

林下植被是森林生態(tài)系統(tǒng)林下灌木、草本以及藤本植物等的統(tǒng)稱，是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[14,15]。豐富合理的林下植被層在改良土壤立地條件、減少林下水土流失、涵養(yǎng)水源以及保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性等方面均發(fā)揮著重要作用[16-19]。劈條帶處理時(shí)不同坡位杉木馬尾松混交林林下植被總生物量、灌木層生物量及草本層生物量均高于煉山處理，林分的水源涵養(yǎng)能力增強(qiáng)。在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐上，從林分生態(tài)服務(wù)功能角度出發(fā)，應(yīng)提倡不煉山劈條帶處理的造林模式，這不僅能提高林分的生物多樣性，增加林分的生態(tài)服務(wù)功能，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，而且還能維護(hù)地力，實(shí)現(xiàn)林地的可持續(xù)經(jīng)營。

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(責(zé)任編輯:陳幼玉)

EffectsofdifferentsitepreparationsonproductivityofyoungCunninghamialanceolataandPinusmassonianamixedforest

WU You-he

(Juxi Forestry Bureau,Liancheng,Fujian 366212,China)

The effects of burning-afforestation and non-burning-afforestation site preparations on productivity of youngCunninghamialanceolataandPinusmassonianamixed forest were analyzed by on-the-spot-investigation. The results showed that the different slope of the total undergrowth vegetation biomass,shrub layer biomass and herb biomass treated by the non-burning-afforestation site preparation were larger than those of the forest treated by the burning-afforestation site preparation. Under the same slope condition,the growth,aboveground part biomass,different organs biomass of stem,branch and leaf treated by burning-afforestation site preparation were larger than those treated by non-burning-afforestation site preparation. Under the same site preparation condition,the growth,different organs biomass of stem,branch and leaf exhibited the trend of lower slope>middle slope>upper slope. The non-burning-afforestation site preparation had better effect on productivity of youngC.lanceolataandP.massonianamixed forest,but burning-afforestation site preparation had better effect on growth of youngC.lanceolataandP.massonianamixed forest.

CunninghamialanceolataandPinusmassonianamixed forest; site preparations; forest productivity

2014-03-26

吳友河(1975-)，男，工程師。研究方向：森林資源管護(hù)。

S728.6

A

1673-0925(2014)02-0101-06