馬尾松林錯位塊狀間伐套種中華杜英經(jīng)營效果研究

程輝

摘要 馬尾松林采取錯位塊狀間伐改建中華杜英林適宜面積大小及其經(jīng)營效果試驗結(jié)果表明：現(xiàn)有馬尾松林可以采取錯位塊狀循序漸進的方式改建為中華杜英林。錯位塊狀間伐改建中華杜英林間伐面積選擇64～100 m2較為適宜。錯位塊狀間伐面積100、60 m2處理造林保存率較高，高徑生長正常，錯位塊狀間伐面積100 m2處理與錯位塊狀間伐面積25、225 m2處理綠量間達到極顯著差異；錯位塊狀間伐面積64 m2處理與錯位塊狀間伐面積25 m2處理綠量間差異達到極顯著差異，錯位塊狀間伐面積64 m2處理與錯位塊狀間伐面積225 m2處理綠量間達到顯著差異；其他處理間綠量差異不顯著；六年生中華杜英林中滯塵量最大的是錯位塊狀間伐面積100 m2處理，滯塵量15.273 g/m2，比錯位塊狀間伐面積25、64、225 m2處理滯塵量分別增加54.4%、15.6%和31.5%。錯位塊狀間伐后更新中華杜英林可以在類似生態(tài)公益林改建中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 馬尾松林；錯位塊狀間伐；套種；中華杜英；經(jīng)營效果

中圖分類號 S791.24；S792.99 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）17-0187-02

福建省三明市郊國有林場經(jīng)營轄區(qū)處于福建省工業(yè)重鎮(zhèn)三明市區(qū)周邊，承載著更多的工業(yè)污染，也擔(dān)負著減少工業(yè)污染、保護生態(tài)環(huán)境的重任。據(jù)報道：三明市區(qū)每天工廠及車輛產(chǎn)生的生產(chǎn)性粉塵216 t，廢氣2 696萬m3，市區(qū)內(nèi)自然降塵量每天平均為79.9 t/km2。超國家標(biāo)準(zhǔn)8.8倍，SO2每天平均濃度0.05 mg/m3[1]，鄰近第一重山受工業(yè)污染危害嚴重。但長期以來，在傳統(tǒng)林業(yè)經(jīng)營理念影響下，人工栽植的樹種多為杉木（Cunninghamia lanceolata）、馬尾松（Pinus massoniana）等針葉純林。杉木、馬尾松等針葉純林與闊葉林相比較其生態(tài)功能低得多。

中華杜英是杜英科杜英屬常綠喬木樹種，為福建省西北部地區(qū)原生植物。散生于常綠闊葉林林中。生長快、萌芽力強，稍耐蔭；根系發(fā)達，樹干堅實挺直，木材可制作家具、培育食用菌；樹形通直規(guī)整，樹冠分層明顯，枝葉茂密，樹形優(yōu)美；樹葉四季，尤其是新萌出的嫩葉和霜后部分樹葉呈緋紅色，樹冠中紅綠相間，頗具美感；中華杜英抗風(fēng)力強，具有較強的抗二氧化硫能力，是用材、觀賞等多功能的生態(tài)樹種。本文主要研究在馬尾松人工純林中采取錯位塊狀砍伐套種中華杜英（Elaeocarpus chinensis）的經(jīng)營效果。

1 區(qū)域概況與研究方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在福建省三明市郊國有林場富興工區(qū)96林班23大班4小班（東經(jīng)117°37′35″，北緯26°29′15″）。三明市區(qū)土地面積11.5萬hm2，人口28.25萬人。這里集中分布有福建省三明鋼鐵廠、三明化工廠、三明塑料廠、三農(nóng)有限責(zé)任公司（原三明農(nóng)藥廠）等中大型企業(yè)。該區(qū)地處盆地，周邊多為海拔1 000 m以下的山地，盆地內(nèi)地勢較平緩，海拔130～150 m。閩江的支流沙溪橫穿過市中心區(qū)。氣候?qū)儆谥衼啛釒ШＱ笮约娲箨懶约撅L(fēng)氣候。氣候溫和、雨量充沛，平均氣溫19.5 ℃，極端最高氣溫40.6 ℃，極端最低氣溫-5.5 ℃，年平均降雨量1 726.3 mm。年均蒸發(fā)量1 504.1 mm，降雨量大于蒸發(fā)量，全年平均空氣相對濕度為79%，全年無霜期306 d，年均日照時數(shù)1 822.7 h，平均氣壓996.2 hPa。市區(qū)生態(tài)公益林面積20 028.13 hm2，占林業(yè)用地面積的20.36%；沙溪兩岸是行政企事業(yè)單位辦公、生活區(qū)和工礦企業(yè)區(qū)，生態(tài)公益林主要分布于沙溪河兩岸一重山。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理，分別為采取等面積錯位塊狀間伐，塊狀間伐馬尾松原有林分5 m×5 m，保留馬尾松林分5 m×5 m。按照等高線取中間挖穴，四旁各留0.5 m，每行3株，上下3行，標(biāo)記為F25（簡稱錯位塊狀間伐面積25 m2）；采取等面積錯位塊狀間伐，塊狀間伐馬尾松原有林分8 m×8 m，保留馬尾松林分8 m×8 m。按照等高線取中間挖穴，四旁各留1 m，每行4株，上下4行，標(biāo)記為F64（簡稱錯位塊狀間伐面積64 m2）；采取等面積錯位塊狀間伐，塊狀間伐馬尾松原有林分10 m×10 m，保留馬尾松林分10 m×10 m。按照等高線取中間挖穴，四旁各留1 m，每行4株，上下4行，標(biāo)記為F100（簡稱錯位塊狀間伐面積100 m2）；采取等面積錯位塊狀間伐，塊狀間伐馬尾松原有林分15 m×15 m，保留馬尾松林分15 m×15 m。按照等高線取中間挖穴，四旁各留1.5 m，每行7株，上下7行，標(biāo)記為F225（簡稱錯位塊狀間伐面積225 m2）。3次重復(fù)，共12個小區(qū)，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計。

1.3 試驗實施

試驗林為1993年春季營造的馬尾松純林，2009年冬，選擇同一面坡，立地條件基本相似，經(jīng)營措施相同，林分生長狀況基本相似的林分（十八年生），按照試驗設(shè)計進行間伐，然后種植中華杜英。上下層標(biāo)準(zhǔn)地錯位配置，限制徑流距離，減少水土流失。間伐后的林地，經(jīng)清雜，采用塊狀整地，株行距2 m×2 m，穴規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm，2010年春用一年生中華杜英實生苗進行循序漸進更新性造林。

1.4 調(diào)查內(nèi)容與方法

2009年進行本底調(diào)查，2014年11月進行全面調(diào)查測定。測定中華杜英造林保存率，每木調(diào)查測定胸徑、樹高、冠幅、枝下高。根據(jù)中華杜英樹形以TGB=πx2y計算單株三維綠量[2]，其中：x為冠幅，y為冠高。滯塵量測定，在各小區(qū)內(nèi)按照平均胸徑、平均樹高，選擇標(biāo)準(zhǔn)木，標(biāo)準(zhǔn)木與全林平均胸徑、平均樹高誤差在5%以內(nèi)，且盡可能在標(biāo)準(zhǔn)地中間的樹木。在標(biāo)準(zhǔn)木樹冠上、中、下部位各采回30片葉片，帶回實驗室。用毛筆和清水刷洗樹葉上滯留的粉塵，把洗刷下的粉塵水溶液，放置在烘干箱中烘干，溫度控制在105 ℃，至恒重后，算出粉塵質(zhì)量。洗涮后的葉片，采用方格紙法測定葉片的葉面積，求算粉塵質(zhì)量與相對應(yīng)的葉面積之比，采用LAI2000植物冠層分析儀測定不同小區(qū)的全部葉面積，再換算出單位面積在一定時間段中華杜英葉片上滯留粉塵質(zhì)量。一般認為，樹木經(jīng)過1次雨量15 mm以上，強度達到10 mm/h的降雨，便可以沖刷掉樹葉上的灰塵[3]，然后重新滯塵。根據(jù)三明市區(qū)降雨特點，一般1年有50次以上降雨強度10 mm/h的降雨。故以每次測定滯塵量52倍計算全年的滯塵量，評價滯塵效果。endprint

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理造林保存率差異

樹木造林保存率與其自身生物學(xué)特性及其所處的生長環(huán)境有關(guān)。表1是不同處理2014年11月調(diào)查結(jié)果?？梢钥闯?，不同處理中華杜英造林保存率存在差異。處理F100造林保存率最高，達92.4%；處理F25造林保存率最低，僅為85.2%。造林保存率從高到低依次為處理F100>處理F64>處理F225>處理F25，與塊狀面積大小并不呈規(guī)律性變化。處理F25與處理F100、F64相比造林保存率分別降低了7.2、6.0個百分點，處理F225與處理F100、F64相比造林保存率分別降低了3.0、1.8個百分點，表明處理F100、F64，即間伐塊狀面積64～100 m2后更新套種中華杜英，中華杜英造林保存率較高，這與馬尾松林分狀況及中華杜英生物學(xué)特性有關(guān)。

表2是十八年生馬尾松林分生長狀況。可以看出，十八年生時馬尾松林平均樹高11 m左右，枝下高約4.8 m，冠幅3.7 m，塊狀間伐25 m2（5 m×5 m），林中釋放空間較小。雖然中華杜英幼齡時稍耐蔭，但馬尾松現(xiàn)有林分的上方庇蔭和側(cè)方庇蔭對中華杜英正常生長發(fā)育構(gòu)成了脅迫；F225處理釋放空間較大，林中空地較大面積失去森林覆蓋，土壤含水量降低，林地易干燥、板結(jié)，雜草叢生，對喜溫暖濕潤環(huán)境[4]的中華杜英生長發(fā)育也有一定的抑制，而且隨著塊狀間伐面積的增大，加大了徑流距離，容易導(dǎo)致水土流失。

2.2 不同處理高徑生長量分析

樹木高徑生長量是評價林分生長好壞的重要因子。由表1可知，六年生中華杜英4個處理中平均胸徑最大的是F100處理，F(xiàn)64處理居其次，F(xiàn)100與F25、F225相比平均胸徑分別增加28.2%和13.6%；F64與F25、F225相比平均胸徑分別增加20.5%和6.8%；4個處理中平均樹高最高的是F64處理，F(xiàn)100處理居其次，F(xiàn)64與F25、F225相比平均樹高分別增加23.1%和18.5%；F100與F25 、F225相比平均樹高分別增加15.4%和11.1%，比F64降低6.3%；且高徑比比較合理，F(xiàn)100高徑比為60，F(xiàn)64高徑比為68，表明F100、F64處理高徑生長較好，說明處理F100、F64中華杜英林分生長較好，高徑生長協(xié)調(diào)，樹干飽滿，林相整齊，能夠局部完成現(xiàn)有馬尾松林向用材、觀賞、抗二氧化硫的中華杜英林更新演替。處理F25的中華杜英生長參差不齊，馬尾松林冠下的個體生長孱弱，非林冠下的個體生長較好，提示中華杜英在林冠下生長較差，釋放空間以64～100 m2較合理，且不宜存在馬尾松上方庇蔭。

2.3 不同處理三維綠量比較

本試驗林位于沙溪河畔第一重山，主要功能是綠化、美化國土，充分發(fā)揮森林涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、降塵減塵、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多功能作用。綠量是評價綠地立體結(jié)構(gòu)生態(tài)效益的綜合指標(biāo)[5-7]。綠量是指單位面積上綠色植物的總量，即生長中植物莖、葉所占空間面積的多少。表3是不同處理綠量的測定結(jié)果。可以看出，綠量最高是處理F100，綠量分別比處理F25、F64、F225增加82.7%、9.4%和41.3%。對不同處理綠量進行方差分析和多重比較（表4、表5），處理F100與處理F25、F225綠量間達到極顯著差異；處理F64與處理F25綠量間差異達到極顯著差異，處理F64與處理F225綠量間達到顯著差異；其他處理間綠量差異不顯著。表明處理F100、F64三維綠量較高，具有好的綠色立體結(jié)構(gòu)，具有較高的生態(tài)效益，說明中華杜英林有著比較高的綠量總量，是三明市區(qū)生態(tài)公益林可優(yōu)先選擇的樹種，中華杜英不僅具有較高的三維綠色生物量，而且樹形通直規(guī)整，樹冠分層明顯，枝葉茂密，樹形優(yōu)美；部分樹葉四季呈緋紅色，樹冠中紅綠相間，是頗具美感的鄉(xiāng)土樹種，在生態(tài)公益林中選擇中華杜英作為現(xiàn)有馬尾松林更新樹種是正確、合理且可行的。可以通過塊狀間伐逐步更新，其較好的處理方式是錯位塊狀處理F100、F64（64～100 m2）。

2.4 不同處理滯塵量比較

三明市區(qū)工業(yè)污染較為嚴重，據(jù)報道：三明市區(qū)每天工廠及車輛產(chǎn)生的生產(chǎn)性粉塵216 t，廢氣2 696萬m3，市區(qū)內(nèi)自然降塵量每天平均為79.9 t/km2。超國家標(biāo)準(zhǔn)8.8倍，懸浮微粒濃度平均6.33 mg/m3，超國家標(biāo)準(zhǔn)1.5倍，SO2每天平均濃度0.05 mg/m3[1]，鄰近第一重山受工業(yè)污染危害嚴重。需要（下轉(zhuǎn)第197頁）

選擇抗污染能力強，有能夠降塵、滯塵的樹種，兼顧培育觀賞價值高的樹種。表6是不同處理中華杜英滯塵效果測定結(jié)果，可知不同處理滯塵量存在差異。六年生中華杜英處理F25、F64、F100、F225的葉面積分別為27 305.5、50 312.8、57 827.0、41 275.6 m2/hm2。中華杜英葉薄革質(zhì)，卵狀披針形或披針形，長5～8 cm，寬2～3 cm，葉寬闊，且枝葉茂密，可有效截留大氣粉塵；馬尾松樹冠稀疏，郁蔽后自然整枝迅速，針葉面積小，每束多為二針，圓而光滑[8]，滯塵效果較差。

由表6可知，4種不同處理的林分中滯塵量最大的是處理F100，滯塵量15.273 g/m2，比處理F25、F64、F225滯塵量分別增加54.4%、15.6%和31.5%。據(jù)池毓章2006年測定十二年生馬尾松純林平均滯塵量8.068 g/m2[1]，處理F100的中華杜英單位面積滯塵量高于馬尾松純林。不同處理中華杜英林滯塵量間差異是由于林分結(jié)構(gòu)、樹冠大小、葉片數(shù)量及大小存在差異的緣故。

從表6還可以看出，處理F100年平均滯塵量7 942.0 kg/hm2，處理F64年平均滯塵量6 868.2 kg/hm2，處理F100與處理F25、F64、F225相比年平均滯塵量增加2 799.2、1 073.8、1 902.7 kg/hm2，處理F64與處理F25、F225相比年平均滯塵量分別增加1 725.4、828.9 kg/hm2，比F100年滯塵量減少1 073.8 kg/hm2，表明處理F100、F64中華杜英有較強的滯塵能力，在粉塵量較大的受污染地區(qū)營造中華杜英林具有好的滯塵效果，對于保護生態(tài)環(huán)境及保障周邊居民的身心健康有積極作用。endprint

3 結(jié)論與討論

為了提高林分生態(tài)功能，現(xiàn)有馬尾松林可以采取錯位塊狀循序漸進的方式改建為中華杜英林。中華杜英不僅有較強的生態(tài)功能，而且極具觀賞價值，是多功能的生態(tài)樹種。

不同處理中華杜英林生長效應(yīng)、三維綠色生物量及滯塵量存在差異。試驗結(jié)果表明：造林保存率從高到低，依次為：錯位塊狀間伐面積100 m2>64 m2>225 m2>25 m2，與塊狀面積大小并不呈規(guī)律性變化。六年生中華杜英4個處理中平均胸徑最大的是錯位塊狀間伐面積100 m2處理，錯位塊狀間伐面積64 m2處理居其次；平均樹高最高的是錯位塊狀間伐面積64 m2處理，錯位塊狀間伐面積100 m2處理居其次；綠量最高的是錯位塊狀間伐面積100 m2處理，分別比錯位塊狀間伐面積25、64、225 m2處理增加82.7%、9.4%、41.3%。對不同處理綠量進行方差分析和多重比較：錯位塊狀間伐面積100 m2與錯位塊狀間伐面積25、225 m2處理綠量間達到極顯著差異；錯位塊狀間伐面積64 m2與錯位塊狀間伐面積25 m2處理綠量間差異達到極顯著差異，錯位塊狀間伐面積64 m2與錯位塊狀間伐面積225 m2處理綠量間達到顯著差異；其他處理間綠量差異不顯著，同處理滯塵量存在差異。六年生中4個處理的林分中滯塵量最大的是錯位塊狀間伐面積100 m2處理，滯塵量15.273 g/m2，比錯位塊狀間伐面積25、64、225 m2處理滯塵量分別增加54.4%、15.6%、31.5%。

錯位塊狀間伐改建中華杜英林間伐面積選擇64～100 m2較為適宜。塊狀間伐的配置與面積大小與更新樹種正常生長發(fā)育有關(guān)，也與減少水土流失密切相關(guān)。錯位塊狀間伐可以減少水土流失，適宜的面積即可滿足中華杜英生長發(fā)育對光照需求，又可以最大限度減少徑流距離，避免造成較大的水土流失。

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