萌芽培土及不同除萌方式對(duì)杉木生長的影響

邱昆明

(福建省連城縣國有林場(chǎng),福建 龍巖 366200)

杉木〔Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.〕有強(qiáng)大的萌芽能力，有不斷從根莖處萌發(fā)新芽的特征，尤其是在杉木主干采伐后，在一定的條件下，其伐根休眠芽會(huì)生長出大量新芽，并生成多代新芽。若不對(duì)其新芽進(jìn)行處理，會(huì)導(dǎo)致多株叢生的狀況。這將進(jìn)一步導(dǎo)致水分和養(yǎng)料的浪費(fèi)，降低林地木材的產(chǎn)量和質(zhì)量。杉木萌芽林因?yàn)樵ジ谕寥乐杏袕?qiáng)大根系，因此在前期生長過程中的穩(wěn)定性和生長速度都比實(shí)生林高，從維持和促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和森林生態(tài)景觀多樣性的角度考慮，萌芽更新一部分杉木林，適宜鑲嵌不同的森林綴塊，可使森林景觀及結(jié)構(gòu)多樣性。連城縣自古就有栽植和培育杉木的歷史。為達(dá)到提高杉木跡地二代人工林經(jīng)營管理水平，促進(jìn)萌芽條的發(fā)育，從2013年開始，對(duì)杉木萌芽條進(jìn)行培土和對(duì)其萌發(fā)的萌芽條進(jìn)行3種不同的除萌方法進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其生長狀況進(jìn)行跟蹤測(cè)定并分析。

1 基本情況

試驗(yàn)地位于連城縣文亨國有林場(chǎng)田頭工區(qū)42林班7大班3、4小班，地處116°46 ′48″—116°47′16″ E，25°34 ′46″～25°34′58″ N，年均溫為19 ℃，極端高溫38 ℃，極端低溫-5.6 ℃，為中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均日照時(shí)數(shù)1 761 h、年均降雨量1 700 mm，年均相對(duì)濕度78%，年無霜期291 d。土壤類型為紅壤，呈微酸性；土層較深厚、疏松、排水良好，立地質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ級(jí)，植被多為山烏桕、白背葉野桐、黃瑞木、柃木、山礬、蕨類、五節(jié)芒、芒萁等。更新前為人工杉木一代林，2013年8月進(jìn)行皆伐，采伐時(shí)年齡21年，同年12月進(jìn)行不煉山全面劈雜的林地清理，2014年根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求分別2次除萌、1次除萌和不除萌3種不同除萌，并同時(shí)對(duì)萌芽條進(jìn)行培土或不培土的試驗(yàn)，當(dāng)年對(duì)整個(gè)林地進(jìn)行一次挖茅頭和全面劈雜撫育，2015和2016年各進(jìn)行一次全面劈雜撫育。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

2014年對(duì)皆伐的杉木一代林采伐小班，進(jìn)行隨機(jī)的區(qū)組分配，在基本相同的坡向、坡位和立地、相應(yīng)海拔高分別設(shè)立3個(gè)區(qū)組(3個(gè)重復(fù))，在各個(gè)區(qū)組內(nèi)分設(shè)6區(qū)塊(小區(qū))，共設(shè)18個(gè)小區(qū)，各小區(qū)面積相等，都是100 m2(水平距10 m×10 m)。用羅盤儀對(duì)小區(qū)邊界進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)各小區(qū)四個(gè)角樁用PVC管進(jìn)行標(biāo)記固定以便后期觀測(cè)。各區(qū)組內(nèi)的小區(qū)采取培土因素A(分別為培土A1、不培土A2)和除萌因素B(分別為不除萌B1、1次除萌B2、2次除萌B3)雙因素共組合為6個(gè)方式的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)作業(yè)方式

2014年的6月上旬進(jìn)行2次除萌的第一次除萌，方法是在伐根的上部或者兩邊留下兩條較為健壯的萌芽條，將其余萌芽條清除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。第二次除萌在同年9月上旬開展。此次除萌，從保留的兩個(gè)萌芽條中選留更為健壯的一株，將另外一株用工具(修枝剪或劈刀)清除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。

2014年7月上旬，對(duì)試驗(yàn)小區(qū)的萌芽條分別進(jìn)行培土和不培土。培土的方法是將萌芽條周圍的表土往萌芽條堆集，盡量將整個(gè)伐根埋在土中，土層覆蓋伐根面3～5 cm。

1次除萌方式同樣在2014年9月上旬完成。在伐根基部上方選擇健壯的一株萌芽條進(jìn)行保留。除此之外的萌芽條皆用工具(修枝剪或劈刀)去除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。

不除萌方式：對(duì)伐根萌芽條不進(jìn)行任何人為干預(yù)而任其自然生長。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及分析

2.3.1 2014年12月下旬，觀測(cè)到該試驗(yàn)區(qū)組內(nèi)的杉木萌芽條當(dāng)年生長狀況已趨于穩(wěn)定，從而對(duì)各小區(qū)生長狀況進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查方法采用對(duì)每個(gè)小區(qū)進(jìn)行每木檢尺測(cè)量杉木萌芽條的地徑、樹高，不除萌方式由于萌芽條較多，為便于比較，每個(gè)伐根采用單株最高萌條代表其生長值。

2.3.2 為了比較成林(4年)后各試驗(yàn)的結(jié)果，2017年12月下旬，對(duì)試驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行調(diào)查。因樹冠的大小 (冠幅)反映了樹木的生活力和生產(chǎn)力，是森林生長收獲可視化的重要參數(shù)，因此本次在調(diào)查地徑、樹高、株數(shù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)進(jìn)行了冠幅調(diào)查。

2.3.3 因林木生物量能反映林木與環(huán)境在能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)上的關(guān)系，從而數(shù)據(jù)化表達(dá)其生長狀況，因此，4 年調(diào)查時(shí)，為便于綜合分析林木的生長狀況，采用范少輝等人[2]建立的杉木單株各器官生物量與地徑、樹高的回歸生長模型來計(jì)算單株生物量，其方法是通過杉木的葉、枝、干、皮分別不同的模型計(jì)算出林木單株的生物量：如： 樹干生物量WS= 4.190 782×(DG2×H)1.030 663+41.929 12(其中DG為地徑、H為樹高)。由于杉木萌芽條其根系吸收水分和養(yǎng)分不僅有自身后期生長的根系，也有從原伐根根系吸收，所以本試驗(yàn)未考慮根系生物量。

2.3.4 采用斷面積平均法(地徑平方和法)計(jì)算出每個(gè)小區(qū)杉木萌芽條的平均地徑；用算術(shù)平均法計(jì)算出小區(qū)平均樹高、平均冠幅、單株平均生物量，試驗(yàn)結(jié)果分析均采用小區(qū)平均數(shù)進(jìn)行。對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)利用Excel2003進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)處理，方差分析采用SPSS19.0進(jìn)行，各試驗(yàn)方法差異顯著性兩兩比較采用q檢驗(yàn)法。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 各試驗(yàn)方式結(jié)果分析

3.1.1 1年時(shí)萌芽條地徑和樹高生長狀況，見表1。

3.1.2 雙因素交互作用對(duì)地徑和樹高影響方差分析

由表2和表3得出，萌芽條培土與不培土相比，其地徑和樹高生長差異達(dá)極顯著水平(F值大于F0.01)；3種除萌方式的地徑和樹高生長差異也達(dá)到極顯著水平(F值大于F0.01)。本次試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)培土因素與除萌方式之間的交互作用顯著影響，區(qū)組間也未發(fā)現(xiàn)差異顯著。

表1 不同處理生長1a杉木萌芽條地徑和樹高的生長狀況 cm

表2 不同處理1 a杉木萌芽條地徑方差分析

表3 不同處理1 a杉木萌芽條樹高方差分析

3.1.3 各處理方式對(duì)地徑和樹高生長影響 萌芽條培土與不培土相比，其地徑和樹高生長差異達(dá)極顯著水平，培土的地徑為3.29 cm，比不培土的2.67 cm大23.2%；培土的樹高為86.83 cm，比不培土的66.65 cm大30.3%。

3種除萌方式地徑和樹高生長差異極顯著之間仍需兩兩比較，對(duì)此采取q檢驗(yàn)法展開多項(xiàng)比較：

表4 不同除萌方式1 a地徑和樹高多重比較(cm)

3.2 4年時(shí)各試驗(yàn)方式結(jié)果分析

3.2.1 4年時(shí)萌芽條冠幅和生物量生長狀況

表5 不同處理生長4 a杉木萌芽條冠幅和生物量的生長狀況

3.2.2 考慮雙因素交互作用對(duì)冠幅和生物量影響方差分析

表6 不同處理4 a杉木萌芽條冠幅方差分析

由表6和表7得出，萌芽條培土與不培土相比，其冠幅和生物量生長差異達(dá)極顯著水平(F值大于F0.01)；3種除萌方式的冠幅和生物量生長差異也達(dá)到極顯著水平(F值大于F0.01)。培土因素與除萌方式之間的交互作用本次試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)顯著影響，區(qū)組間也未發(fā)現(xiàn)差異顯著。

表7 不同處理4 a杉木萌芽條生物量方差分析

3.2.3 各處理方式對(duì)冠幅和生物量生長影響的比較 萌芽條培土與不培土對(duì)比，其冠幅和生物量生長差異達(dá)極顯著水平，培土的冠幅X_Aj為2.03 m，比不培土的1.77 m大14.7%；培土的生物量X_Aj為8.41 kg株-1，比不培土的6.78 kg株-1大24.0%。

3種除萌方式冠幅和生物量生長差異極顯著之間仍需兩兩比較，對(duì)此仍采用q檢驗(yàn)法展開多項(xiàng)比較：

表8 不同除萌方式4 a冠幅和生物量多重比較

當(dāng)a=0.01水平時(shí)，冠幅W2=0.18、W3=0.22；生物量W2=0.79、W3=0.92，由表8可知，以上3種除萌方式對(duì)杉木萌芽4年時(shí)冠幅生長的影響差異都達(dá)到極顯著水平，二次除萌與不除萌以及一次除萌與不除萌之間生物量的生長差異也達(dá)到了極顯著水平；當(dāng)a=0.05水平時(shí)，生物量W2=0.55，由此可判斷出二次除萌與一次除萌之間4 a時(shí)生物量生長差異達(dá)到顯著水平。

4 總結(jié)和討論

4.1 杉木萌芽條生長的關(guān)鍵是自身要具有完整獨(dú)立的營養(yǎng)器官，最重要的是在1～2年內(nèi)其萌生的伐根死亡前形成自己完整的根系。試驗(yàn)表明：對(duì)伐根上萌生的萌芽條培土，在改善其生長的水、肥、氣、熱條件的同時(shí)，促進(jìn)了萌芽條通過伐根的根系吸收養(yǎng)分，同時(shí)加快了自己根系的生長，使自己的根系也能吸收水分和土壤養(yǎng)分，從而促進(jìn)了萌芽條的生長。

4.2 通過1年和4年兩次觀測(cè)分析，通過采伐后第二年對(duì)杉木萌芽條采用不除萌、1次除萌、2次除萌3種方式的除萌處理，會(huì)對(duì)其后萌芽條的地徑、樹高、冠幅、單株生物量生長狀況產(chǎn)生明顯的影響。其中對(duì)于其萌芽條生長狀況最好的處理方法是2次除萌，1次除萌效果次之，不進(jìn)行除萌的處理方法對(duì)于其生長狀況是最不利的。

4.3 一年兩次的除萌處理方式中，第一次是在杉木生長最為旺盛的6月進(jìn)行。僅保留2株萌芽條的做法，可以使水分和養(yǎng)料集中被保留株吸收，以得到更好的利用。保留株在這種狀況下能夠迅速發(fā)育成長。與此同時(shí)，伐根的其他部位出現(xiàn)的2次萌芽相對(duì)于保留株也處于劣勢(shì)地位，并不能對(duì)保留株形成大的影響。第二次除萌是在杉木生長勢(shì)頭減緩的9月，此時(shí)將兩株中較為健壯的一株保留，而將另外一株和新生的萌芽全部剔除。此時(shí)的保留株基本已近一米的樹高，具有充分吸收伐根養(yǎng)分的能力，在與其他萌芽的競(jìng)爭(zhēng)中，處于絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，從而抑制了3次萌芽的發(fā)生。

4.4 除萌時(shí)間應(yīng)在9月。此時(shí)除萌，因?yàn)闀r(shí)間較晚，伐根上的萌芽已經(jīng)出現(xiàn)很多，養(yǎng)分的分散現(xiàn)象嚴(yán)重。一般情況下，其中的單株，其株高、地徑大小都要比兩次除萌方式的保留株更小。相比一年兩次除萌處理的保留株而言，其個(gè)體高度、地徑更??；對(duì)伐根養(yǎng)分的吸收更少。因而，雖然此時(shí)杉木生長已開始減弱，但依然會(huì)有2次萌芽出現(xiàn)。這就導(dǎo)致次年仍需一次除萌工作。就工作量而言，兩種處理方法是相近的。但后者除萌時(shí)間推遲，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)年樹高和地徑生長量減少，4年后的冠幅和生物量也減少。

4.5 本試驗(yàn)僅對(duì)培土和除萌方式至4年時(shí)的地徑、樹高、冠幅、單株生物量生長狀況進(jìn)行了觀測(cè)和分析，其后對(duì)林木生長的影響以及試驗(yàn)地萌芽條保存率及單位面積總生物量還需另行跟蹤分析。在試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)其他因子的影響，比如采伐時(shí)間、伐根高度及伐根地徑大小、伐根方位、伐區(qū)地形、是否煉山等諸多因素都對(duì)杉木的萌芽更新都有影響，這些因子的影響有待進(jìn)一步進(jìn)行了解和研究。

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