閩粵栲人工促進(jìn)天然更新林分的生長(zhǎng)規(guī)律

鄭雙全

(福建省沙縣官莊國(guó)有林場(chǎng)，福建 沙縣 365050)

閩粵栲人工促進(jìn)天然更新林分的生長(zhǎng)規(guī)律

鄭雙全

(福建省沙縣官莊國(guó)有林場(chǎng)，福建 沙縣 365050)

在福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)，以閩粵栲天然林、人工林分為對(duì)照，對(duì)閩粵栲人工促進(jìn)天然更新林分(簡(jiǎn)稱人促林)的生長(zhǎng)過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：與人工林比，人促林早期生長(zhǎng)較慢，進(jìn)入速生期較遲，但后續(xù)生長(zhǎng)較快，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量相交時(shí)間，樹高推遲0.5 a，胸徑第1次相交時(shí)間推遲1 a，材積生長(zhǎng)遠(yuǎn)未相交。25年生人工林的材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量雖然未相交，但從生長(zhǎng)曲線分析，預(yù)計(jì)30年生左右出現(xiàn)相交，從高徑生長(zhǎng)分析，人工閩粵栲林有早衰現(xiàn)象。與天然林相比，人促林樹高、胸徑、材積生長(zhǎng)規(guī)律基本一致，但總生長(zhǎng)量較小，早期生長(zhǎng)緩慢。人工促進(jìn)天然更新培育閩粵栲林，營(yíng)林投資成本低，有利于生態(tài)環(huán)境保育，而且可以維持較高的林分生產(chǎn)力，是一種生態(tài)省力型可持續(xù)經(jīng)營(yíng)模式。

閩粵栲；人工促進(jìn)天然更新；生長(zhǎng)規(guī)律

常綠闊葉林是亞熱帶地區(qū)的頂級(jí)群落，具有較高的生產(chǎn)力和較強(qiáng)的生態(tài)功能。20世紀(jì)80年代以來，隨著全球溫室效應(yīng)加劇，闊葉林的碳匯功能受到關(guān)注，并被賦予了更多的意義[1]。但長(zhǎng)期以來，無節(jié)制地掠奪性砍伐闊葉林資源，使得天然闊葉林資源越來越少。培育闊葉林，包括速生用材林、紙漿原料林、水源涵養(yǎng)林以及食用菌專用林和碳匯特用林是一種新趨勢(shì)，并有著廣闊的發(fā)展前景。在培育闊葉樹資源過程中采用生態(tài)省力型方式，無疑具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

閩粵栲(Castanopsisfissa(Champ.Ex Benth)Rehd et wils)是中亞熱帶常綠闊葉林主要組成樹種之一，生長(zhǎng)快，系殼斗科樹種中最速生的樹種[2]，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤要求不嚴(yán)[3]，常為次生林的先鋒樹種，在次生闊葉林形成和創(chuàng)建過程中有著重要作用。閩粵栲生物量高，干形通直，出材率高，根系發(fā)達(dá)，枝葉繁茂，每年均有大量枯枝落葉回歸林地；木材木質(zhì)部白色，紋理通直；比重小，材質(zhì)輕；枝干是培育食用菌的優(yōu)良材料，既是一般用材林樹種，也是優(yōu)良碳匯林、能源林、食用菌專用林、水源涵養(yǎng)林[2，4]。培育閩粵栲，尤其是人工促進(jìn)天然更新培育閩粵栲林有重要意義。以往對(duì)閩粵栲研究，主要涉及生境特征、數(shù)量特征、多樣性、育苗、更新、薪炭林培育、混交林營(yíng)造等方面[5-18]，對(duì)人工促進(jìn)天然更新經(jīng)營(yíng)和效果分析也有少量報(bào)道[19]，但對(duì)人工促進(jìn)天然更新閩粵栲林的生長(zhǎng)規(guī)律研究甚少。本文對(duì)天然閩粵栲林、人工促進(jìn)天然更新閩粵栲林、人工閩粵栲林生長(zhǎng)過程進(jìn)行對(duì)比分析，試圖了解不同經(jīng)營(yíng)方式的生長(zhǎng)規(guī)律，揭示其生長(zhǎng)過程的相似性和差異性，為分類經(jīng)營(yíng)及制定生態(tài)省力型閩粵栲林培育模式提供參考。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于福建省三明市區(qū)近郊，地處東經(jīng)117°30′—117°56′、北緯26°6′—26°26′，氣候?qū)儆诤Ｑ笮约娲箨懶约撅L(fēng)氣候，年均溫19.4 ℃，年均降水量和蒸發(fā)量分別為1728.6 mm、1504.1 mm，降水量大于蒸發(fā)量，水濕條件較好，全年相對(duì)空氣濕度79.4%。年無霜期308 d，實(shí)際霜日6～15 d。地帶性林分為常綠闊葉林，森林植被為閩中戴云山——鷲峰山山脈常綠櫧類照葉林小區(qū)。

閩粵栲人促林位于福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)列東工區(qū)15林班5大班12小班。海拔540 m，地勢(shì)較不開闊，坡向東南，坡度22°～28°，立地類型屬較肥沃類型Ⅱ類地。該林分前茬為殼斗科樹種為主的成熟常綠闊葉林。1985年采伐后，采取人工促進(jìn)更新技術(shù)進(jìn)行更新。主要技術(shù)措施：采伐時(shí)適當(dāng)保留生長(zhǎng)健壯、無病蟲害的成熟林木作為母樹保留；采伐后不煉山，清理采伐剩余物及雜灌草，按照3 m間距的等高線集中堆積，帶內(nèi)進(jìn)行輕度除草松土。之后進(jìn)行全面封山育林，禁止放牧、砍柴、割青等活動(dòng)。4 a后(1990年)進(jìn)行撫育，主要是劈草清雜，割藤蘿，清除難以成材的林木，砍除病蟲木、多株木、纖細(xì)孱弱木、傾斜木等。培育以殼斗科米櫧、閩粵栲為優(yōu)勢(shì)樹種的次生闊葉林。

閩粵栲天然次生林位于福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)列東工區(qū)15林班5大班17小班，與人促林相距約240 m。林分前茬同樣為殼斗科成熟林，同年采伐后不采取人工促進(jìn)天然更新，任其天然更新，也不進(jìn)行撫育管理。

閩粵栲人工林位于福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)富興堡工區(qū)，31林班12大班8小班，坡向東南坡，坡度18°～22°，土壤為山地紅壤，土層深厚，較肥沃類型Ⅱ類地，林地前茬為杉木林。1991年皆伐后，經(jīng)煉山，塊狀整地，穴規(guī)格50 cm×50 cm×30 cm。1992年春選用1年生閩粵栲實(shí)生苗種植，造林密度1.8 m×1.8 m。造林后前3年進(jìn)行除草撫育，每年2次，以后每年進(jìn)行1次撫育，2002年進(jìn)行1次間伐，保留株數(shù)1500～1800 株·hm-2。

2 研究方法

2015年11月分別在閩粵栲天然次生林、人工促進(jìn)天然更新林(以下簡(jiǎn)稱人促林)和人工林中各建立2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地(30 m×20 m)，每木測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)林木的胸徑和樹高，以標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)閩粵栲的樹高、胸徑平均值各選擇1株平均木(實(shí)生)作為標(biāo)準(zhǔn)木，標(biāo)準(zhǔn)木的樹高、胸徑與平均值的誤差不超過5%。解析木在伐倒前標(biāo)記0、1.3 m處，其余以1 m區(qū)分段截取約5 cm厚的圓盤，材積采用區(qū)分段求積法求算。

3 結(jié)果與分析

3.1 閩粵栲不同林分的樹高生長(zhǎng)過程

從圖1～圖3可以看出：不同林分樹高生長(zhǎng)過程存在差異。天然林在0～4 a，樹高總生長(zhǎng)量2.1 m，年平均生長(zhǎng)量?jī)H為0.53 m，連年生長(zhǎng)量0.3～0.75 m；4 a后樹高生長(zhǎng)量開始加快，連年生長(zhǎng)量達(dá)到1 m左右，一直持續(xù)到14年生，進(jìn)入樹高速生生長(zhǎng)期，連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在7～8年生，達(dá)1.3 m·a-1，其樹高平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量有2次相交，分別出現(xiàn)在13.5年生和22.8年生，以后樹高生長(zhǎng)趨于平緩，連年生長(zhǎng)量保持在0.6 m；28年生后下降至0.4 m，樹高生長(zhǎng)呈雙高峰。人促林樹高雖然早期生長(zhǎng)也較慢，但0～4 a的樹高生長(zhǎng)幅度明顯高于天然林，總生長(zhǎng)量3.7 m，平均生長(zhǎng)量達(dá)到0.93 m，連年生長(zhǎng)量1.3 m，連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在5～6年生，達(dá)1.55 m，其樹高平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)5次相交，20年生之后樹高生長(zhǎng)量逐步下降。與天然林相比，人促林樹高總生長(zhǎng)量增加76.2%，生長(zhǎng)速生期早1～2 a，這與該林分采取人工促進(jìn)天然更新技術(shù)措施有關(guān)。種子掉落后，能夠與土壤緊密接觸，胚根可深扎土層較深處，同時(shí)減少了雜灌、雜草與其爭(zhēng)奪光照、水分和養(yǎng)分，為閩粵栲早期生長(zhǎng)發(fā)育提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境。采用人工促進(jìn)天然更新方法可以加快闊葉次生林的形成，提高林分生產(chǎn)力。

人工林樹高生長(zhǎng)過程與天然林和人促林有較大差別。閩粵栲造林后第2年樹高連年生長(zhǎng)量就可達(dá)0.9 m以上，3～10 a一直維持在1.15～1.35 m較高生長(zhǎng)量，但10年生后樹高生長(zhǎng)量下降較快，15年生后連年生長(zhǎng)量降到0.3～0.4 m，呈現(xiàn)早衰現(xiàn)象。樹高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量于6.7年生時(shí)出現(xiàn)相交，與人促林相比提早0.5 a，此后樹高生長(zhǎng)量一直下滑，而人促林有多次回升狀態(tài)，這與經(jīng)營(yíng)措施有關(guān)。人工林因采用煉山，較大強(qiáng)度撫育措施等人為干擾，使得土壤中有機(jī)質(zhì)迅速轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分，提高了養(yǎng)分的有效性，為前期樹高生長(zhǎng)提供了大量、有效的養(yǎng)分，促進(jìn)了閩粵栲人工林早期生長(zhǎng)；但由于煉山，加上大強(qiáng)度撫育措施，使得林地植被覆蓋度迅速下降，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，礦質(zhì)化的有效成分隨著水土流失、下滲或淋溶而流失，土壤肥力下降明顯，影響了閩粵栲后續(xù)生長(zhǎng)。

圖1 閩粵栲天然林樹高生長(zhǎng)過程圖2 閩粵栲人促林樹高生長(zhǎng)過程

圖3 閩粵栲人工林樹高生長(zhǎng)過程

3.2 閩粵栲不同林分的胸徑生長(zhǎng)過程

從圖4～圖6可看出：不同林分胸徑生長(zhǎng)過程也存在差異。天然林胸徑連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在11～12年生，達(dá)到2.35 cm；人促林胸徑連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在9～10年生，達(dá)到2.45 cm；人工林胸徑連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在8年生，達(dá)到1.8 cm。天然林和人促林胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量有多次相交，呈現(xiàn)多峰現(xiàn)象，天然林第1次相交于15.5年生，人促林比天然林早；人工林胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量有3次相交，表現(xiàn)為雙峰，第1次相交出現(xiàn)在11.5年生，12～15年生間小幅回升后，16年生后急劇下降，與樹高生長(zhǎng)具有相似的早衰現(xiàn)象。天然林和人促林胸徑生長(zhǎng)過程與樹高生長(zhǎng)也基本相似，在第1次生長(zhǎng)高峰期后，出現(xiàn)了比較明顯的回落期。這與天然林和人促林的林分結(jié)構(gòu)有關(guān)，在此階段林分正處于高度郁閉，隨著樹冠的擴(kuò)張，林木間對(duì)光照、水分和養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)激烈，自然整枝非常明顯，樹冠急劇減小，樹冠縮減和抬升，不利于豐產(chǎn)林培育，林分自然整合能力也會(huì)作出必要的響應(yīng)，林分出現(xiàn)自然稀疏和林木分化，但這種響應(yīng)存在滯后性。從人促林高徑生長(zhǎng)過程分析，在10～13年生時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行第2次撫育。主要技術(shù)措施有：及時(shí)間伐難以成材的非目的樹種和被壓木，釋放生長(zhǎng)空間，同時(shí)加強(qiáng)水肥管理，在有條件的地方可以結(jié)合撫育進(jìn)行適量施肥。

圖4 閩粵栲天然林胸徑生長(zhǎng)過程圖5 閩粵栲人促林胸徑生長(zhǎng)過程

圖6 閩粵栲人工林胸徑生長(zhǎng)過程

3.3 閩粵栲不同林分的材積生長(zhǎng)過程

從圖7～圖9可知：不同林分的材積生長(zhǎng)過程也有差異。天然林材積生長(zhǎng)早期積累緩慢，0～10年生間增加量較小，10年生材積生長(zhǎng)總量為0.0213 m3，10年生后開始加快，增長(zhǎng)一直比較平穩(wěn)，30年生林分材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量尚未出現(xiàn)相交。人促林材積生長(zhǎng)0～10年生已有一定積累，達(dá)到0.0652 m3，為天然林的3倍多。人促林隨著林齡增加，材積連年生長(zhǎng)量不斷加大，材積連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在23年生，之后保持著較高的生長(zhǎng)量，維持在0.08 m3以上，至30年生時(shí)，材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量仍未相交。表明人工促進(jìn)天然更新的閩粵栲林30年生時(shí)尚未達(dá)到數(shù)量成熟。

圖7 閩粵栲天然林材積生長(zhǎng)過程圖8 閩粵栲人促林材積生長(zhǎng)過程

圖9 閩粵栲人工林材積生長(zhǎng)過程

人工林材積早期生長(zhǎng)量較高，10年生時(shí)材積生長(zhǎng)量已達(dá)到0.0760 m3，比人促林同期增加16.6%；但人工林11年生后就落后于人促林，材積連年生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在15年生，達(dá)到0.0317 m3·a-1，明顯低于人促林；25年生時(shí)雖然材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量尚未相交，從材積生長(zhǎng)曲線分析，預(yù)計(jì)人工林材積數(shù)量成熟期在30年生左右。閩粵栲適合人工培育短伐期速生闊葉林或培育中徑材，也可與杉木、馬尾松等樹種營(yíng)造混交林，在獲取木材的同時(shí)，起到改善林分結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力的作用。從人促林生長(zhǎng)過程分析，采用人工促進(jìn)天然更新是一條既生態(tài)又省力的保護(hù)和發(fā)展閩粵栲的途徑。

4 小結(jié)與討論

閩粵栲不同林分類型的生長(zhǎng)過程存在差異。與人工林相比，人促林早期生長(zhǎng)較慢，進(jìn)入速生期較遲，但后續(xù)生長(zhǎng)量較大，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，樹高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量相交時(shí)間推遲5 a，胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量相交時(shí)間推遲0.5 a，材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量遠(yuǎn)未相交。25年生人工林材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量雖然未相交，但從高徑生長(zhǎng)曲線分析，高徑生長(zhǎng)有早衰現(xiàn)象，勢(shì)必影響材積生長(zhǎng)。與天然林相比，人促林樹高、胸徑、材積生長(zhǎng)規(guī)律基本一致，但總生長(zhǎng)量較小，早期生長(zhǎng)緩慢。人工促進(jìn)天然更新培育閩粵栲林，采取生態(tài)更新技術(shù)措施(保留適當(dāng)母樹，不煉山，不大強(qiáng)度撫育，采伐剩余物等高線堆積)，能夠維持土壤肥力，保護(hù)生長(zhǎng)環(huán)境和物種多樣性，并能保持較高的林分生產(chǎn)力，是一種生態(tài)省力型經(jīng)營(yíng)模式。判斷閩粵栲林人工促進(jìn)天然更新經(jīng)營(yíng)是否合理，有學(xué)者提出中度干擾假說，認(rèn)為一個(gè)群落經(jīng)歷的干擾呈某種中度水平時(shí)，種的豐富度最大，表明干擾是必須和自然的[20]。游水生等[21]對(duì)不同采伐更新模式米櫧林物種多樣性進(jìn)行β多樣性分析表明，采取擇伐更新和天然更新β多樣性相似性指數(shù)在50%以上，屬于輕度和中度干擾，能夠建立社會(huì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，相互融合，互惠共利，持續(xù)發(fā)展的森林生態(tài)系統(tǒng)。

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Growth Dynamic ofCastanopsisfissaForest with Artificial Measures Promoting Regeneration in Fujian Province

ZHENG Shuangquan

(GuangzhuangStateForestFarm，Shaxian，F(xiàn)ujianProvince，Shaxian365050，F(xiàn)ujian,China)

In the state-owned forest farm of Fujian Province Sanming suburb，with natural forest，Castanopsisfissaplantations were ofCastanopsisfissaartificially promoted natural regeneration of the forests (referred to as promoting forest) analysis of the growth process.The results show that the artificial forest，forest promoting early growth slowly into the fast growing period is relatively late，but the subsequent rapid growth，and lasted for a long time；the annual growth amount and average growth of intersection time，tree height delayed 0.5 a，first times the intersection delay 1 diameter a，volume growth is far from the intersection.The 25 years old plantation of the annual volume growth and average growth although not intersect，but from the growth curve analysis，is expected to 30 years or so appear to intersect，from height and diameter growth analysis，the phenomenon of premature artificial forest ofCastanopsisfissa.Compared with the natural forest，promoting forests tree height，DBH and volume growth are basically the same，but the amount of growth of small，slow growth early.Artificial cultivation of natural regeneration ofCastanopsisfissaforest silviculture，low investment cost，is conducive to ecological environment conservation，but also can maintain a high productivity of the forest sustainable management mode，is a kind of ecological energy saving.

Castanopsisfissa；artificial promotion of natural regeneration；growth regularity

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.01.004

2016-05-12；

2016-07-07

福建省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃項(xiàng)目(閩粵栲栽培技術(shù)規(guī)程，閩質(zhì)監(jiān)標(biāo)[2015]94號(hào))；三明市林業(yè)科技研究項(xiàng)目(明財(cái)(農(nóng))指[2015]54號(hào))

鄭雙全(1965—)，男，福建永春人，福建省沙縣官莊國(guó)有林場(chǎng)高級(jí)工程師，從事森林培育與科研工作。E-mail：477618391@qq.com。

S754

A

1002-7351(2017)01-0016-05