伐樁基徑及高度對杉木萌芽更新的影響

陳夢俅，田曉萍，曹光球，丁國昌，許珊珊，林思祖

(1.國家林業(yè)局杉木工程技術研究中心，福建 福州350002;2.福建農林大學林學院，福建 福州350002;3.張掖市林業(yè)科學研究院，甘肅 張掖734000)

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國南方特有的優(yōu)質速生用材樹種，其分布廣、材質優(yōu)良、產量高，在南方造林中占據(jù)重要的地位［1，2］。當前，杉木人工林以實生苗造林為主，造林成本高，且營林措施不合理，使得土地肥力下降，致使杉木連載生產力下降，甚至加劇水土流失等自然災害［3］。萌芽更新不僅加速采伐跡地的更新，還能降低造林成本，對水土保持也有一定的維護作用［4］。從采伐跡地進行杉木萌芽更新以培育速生豐產林的舉措已見報道［5］。本文分析了杉木采伐跡地不同伐樁基徑及高度對其萌芽條數(shù)量、基徑以及高度的影響，以期為杉木萌芽更新造林提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于泰寧縣杉城鎮(zhèn)，東經(jīng)117°12＇，北緯26°56＇，該區(qū)屬中亞熱帶季風性山地氣候，年平均氣溫17 ℃，無霜期300 d 左右，年平均降水為1775 mm，年平均相對濕度為84%，年平均日照時數(shù)為1738.7 h，年平均降雪4.3 d。試驗林為20年生杉木人工林，2560 株·hm-2，平均胸徑14.3 cm，平均樹高8.8 m。采集林地土壤按常規(guī)方法［6］進行養(yǎng)分測量，結果見表1。

表1 試驗地土壤養(yǎng)分基本情況Table 1 Soil nutrients in sampled plots

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 在20年生杉木人工林中部設置相鄰的4 塊20 m×30 m 樣地，采伐后調查每木伐樁基徑，并分為5 -8 cm(D1)、9 -13 cm(D2)、14 -17 cm(D3)和18 -21 cm(D4)等4 種伐樁基徑級，伐樁高度為5 cm，分析不同伐樁基徑對杉木萌芽更新的影響。同時設置相鄰的5 塊20 m×30 m 的標準樣地，選擇樣本數(shù)一致且基徑基本一致的單株作為研究對象，設定2 cm(H1)、5 cm(H2)、10 cm(H3)、20 cm(H4)和25 cm(H5)等5 種伐樁高度等級，分析不同伐樁高度對杉木萌芽更新的影響。萌芽條長至6 個月時，調查不同處理伐樁的萌芽條數(shù)量、基徑及高度。然后疏條定株，每伐樁保留健壯挺直且頂芽發(fā)達的3 株萌芽條為培育對象，當萌芽條長至12 個月時，再次調查萌芽條的基徑及高度。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 使用Excel 和SPSS 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，采用方差分析對不同伐樁基徑及高度下萌芽條數(shù)量(平方根轉換)、基徑和高度之間的差異進行檢驗，并用LSD 檢驗分析不同伐樁高度對萌芽條數(shù)量、基徑和高度的差異性(P ＜0.05)。

2 結果與分析

2.1 伐樁基徑對杉木萌芽更新的影響

不同伐樁基徑對杉木萌芽更新的影響不同(表2)。由表2 可知，D2的萌芽條數(shù)量最多、D3最少，D2萌芽條數(shù)量分別比D1、D3和D4提高了1.55%、20.42%和17.05%。萌芽條生長6 個月時，D2的萌芽條基徑最大、D4最小，D2的萌芽條基徑分別比D1、D3和D4提高了11.11%、26.98%和29.03%;萌芽條生長12個月時，D1的萌芽條基徑最大、D3最小，D1的萌芽條基徑分別比D2、D3和D4提高了13.46%、28.26%和22.07%。萌芽條生長6 個月時，D1的萌芽條高度分別比D2、D3和D4提高了6.84%、32.98%和19.02%;萌芽條生長12 個月時，萌芽條高度隨著伐樁基徑的增加呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，D2、D3和D4的萌芽高度分別為D1的96.44%、95.27%和87.04%。

方差分析表明(表2)，伐樁萌芽6 個月時，伐樁基徑對萌芽條數(shù)量、基徑及高度的影響不顯著(F =1.12，1.36，1.51 ＜F0.05=2.84);萌芽12 個月時，伐樁基徑對萌芽條基徑及高度的影響也未達到顯著水平(F=1.49，1.14 ＜F0.05=2.84)。

2.2 伐樁高度對杉木萌芽更新的影響

不同伐樁高度對杉木萌芽更新的影響不同(表3)。由表3 可知，萌芽條數(shù)量隨著伐樁高度的增加呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，H1的萌芽條數(shù)量最多、H5最少，H1的萌芽條數(shù)量分別比H2、H3、H4和H5提高了6.77%、18.07%、33.53%和41.38%。H4和H5的萌芽條數(shù)量與H1相比，均達極顯著差異水平;與H2相比分別達顯著和極顯著差異水平。萌芽條基徑隨著伐樁高度的增加也呈逐漸下降的趨勢。萌芽條生長6個月時，H1的萌芽條基徑最大、H5最小，H1的萌芽條基徑分別比H2、H3、H4和H5提高了1.25%、3.85%、22.73%和26.56%。H4和H5的萌芽條基徑與H1相比分別達顯著和極顯著差異水平;與H2相比均達顯著差異水平;與H3相比也達顯著差異水平。萌芽條生長12 個月時，H1的萌芽條基徑最大、H5最小，H1的萌芽條基徑分別比H2、H3、H4和H5提高了0.51%、4.23%、29.61%及52.71%。H4和H5的萌芽條基徑與H1相比分別達顯著和極顯著差異水平;與H2相比分別達顯著和極顯著差異水平;與H3相比均達顯著差異水平。萌芽條高度隨著伐樁高度的增加呈不同程度的變化。萌芽條生長6 個月時，H2的萌芽條數(shù)量最多，且分別比H1、H3、H4和H5提高了0.72%、16.02%、20.30%和37.96%。H4和H5萌芽條高度與H1相比分別達顯著和極顯著差異水平，與H2相比分別達顯著和極顯著差異水平。萌芽條生長至12 個月時，萌芽條高度隨著伐樁高度的增加呈逐漸下降的趨勢，H1的萌芽條高度分別比H2、H3、H4和H5提高了1.92%、6.67%、19.77%及23.14%。H4和H5的萌芽條高度與H1相比分別達顯著和極顯著差異水平;與H2相比，H4未達顯著差異水平，H5達顯著差異水平。而其他情況下各處理間的影響均未達到顯著差異水平。

方差分析表明(表3)，伐樁萌芽6 個月時，伐樁高度對萌芽條數(shù)量、基徑及高度的影響極顯著(F =4.79，4.02，5.46 ＞F0.01=3.78);萌芽12 個月時，伐樁高度對萌芽條基徑及高度的影響也達到極顯著水平(F=6.28，4.64 ＞F0.01=3.78)。

表3 伐樁高度對杉木萌芽更新的影響1)Table 3 Effects of stump height on sprouting regeneration of Chinese fir

3 結論與討論

本試驗表明，杉木伐樁萌芽6 個月和12 個月時，伐樁基徑對杉木萌芽條數(shù)量、基徑及高度的影響均不顯著，在5 -21 cm 伐樁基徑范圍內，杉木人工林的萌芽更新效果基本一致。20年生人工林中，基徑9 -13 cm 的立木萌芽條數(shù)量最多，這與高健等［7］在立地條件相同的杉木同齡林分中，中等徑級(12 cm)立木的萌芽條數(shù)量最多的研究結果相一致。一般情況下，較小徑級的立木伐樁由于多為難以維持大量萌發(fā)需要的生長衰落或貯藏養(yǎng)分不足的被壓木，所以萌芽條數(shù)量少，而較大徑級伐樁多為生長過于旺盛且休眠芽較少，所以萌芽條數(shù)量也相對較少［7］。部分學者認為萌芽條數(shù)量先增多并達到一定徑級后下降，是由于樹皮隨著伐樁基徑增大而變厚且對不定芽的萌發(fā)和生長有機械阻礙作用［8］。

伐樁高度對杉木萌芽條數(shù)量、基徑及高度均有極顯著影響，在2 -25 cm 伐樁高度范圍內，杉木的萌芽更新效果具有極顯著差異。本研究中伐樁高度2 cm 的萌芽條數(shù)量、基徑及高度最大，且隨著伐樁高度的增加，杉木萌芽條數(shù)量、基徑及高度則隨之降低。這是因為隨著樹干部位的不斷變高，休眠芽的年齡階段越年輕而發(fā)育階段越老，萌芽條生長勢也隨之減弱［9］，即地表以下部位的休眠芽最年幼且最具有活力［2］。因此，以短輪伐期經(jīng)營的杉木，為得到生長更加健康壯碩的萌芽條，要避免熟化現(xiàn)象的出現(xiàn)［1］，采用接近地面的伐樁高度會使伐樁萌芽更新的效果更好，即采伐時應盡量降低伐樁高度［7］，最好能夠使伐根貼近地面。

當前，我國關于林木萌芽更新的研究已在杉木［1-5，7］、大葉相思［8］、馬占相思［10］、刺槐［11］、水曲柳［12］、楊樹［13］、尾葉桉［14］、栓皮櫟［15-16］等樹種上取得了一定的成果。除伐樁基徑和伐樁高度這2 個主要影響因子外，立地條件、溫度、跡地煉山與否、地形部位、伐樁上保留萌芽條數(shù)量、萌芽代數(shù)、在伐樁萌芽前復土與否、不同伐樁部位和方位、采伐季節(jié)、樹齡、輪伐期長短、采伐次數(shù)及間伐強度［11-13］等因素也對林木萌芽能力存在或多或少的影響。許多研究還采用伐樁萌芽率、伐樁存活率、萌芽條生物量、萌芽條總斷面積［8，10］等指標來衡量林木萌芽能力，并取得了不同程度的進展。本研究僅就伐樁基徑及高度對杉木萌芽更新的影響進行了探討，至于其他影響因子，如采伐季節(jié)、地形、伐樁部位及方位等對其萌芽更新的影響，有待進一步研究。

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