馬尾松套種黃花倒水蓮復合經(jīng)營效應分析

摘 要：研究馬尾松林下套種黃花倒水蓮的復合經(jīng)營效果，以馬尾松純林（CK）為對照，在馬尾松林下進行套種黃花倒水蓮的對比試驗，分析比較馬尾松套種黃花倒水蓮的林分結構、生長狀況以及生長環(huán)境變化。結果表明：馬尾松林下套種黃花倒水蓮可以形成復層林分，黃花倒水蓮生長狀況良好，黃花倒水蓮5年生時，葉、莖、根鮮重平均為1504.34 kg·hm-2;套種（FH）處理與不套種（CK）處理相比馬尾松冠幅、冠狀平均胸徑、平均樹高、單株立木材積增長量分別增加30.8%、68.0%、44.0%、4.3%和75.0%;兩個處理馬尾松平均胸徑和單株立木材積增長量間存在極顯著差異，套種（FH）處理保留馬尾松的單株材積得到大幅度提高，林分生長環(huán)境得到改善，趨于友好型。說明馬尾松林經(jīng)間伐后套種黃花倒水蓮經(jīng)營效果較好。

關鍵詞：馬尾松;黃花倒水蓮;復合經(jīng)營;經(jīng)營效果

中圖分類號：S567.19;S791.27 ?文獻標志碼：A ?文章編號：0253-2301（2019）11-011

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.11.011

Analysis on the Compound Management Effect of Pinus MassonianaInterplanted with Polygala Fallax Hemsl

XIA Wei

Abstract： The compound management effect of Pinus massonianaforest interplanted with Polygala fallax Hemsl was studied in this paper. As compared with the pure Pinus massonianaforest， the comparative experiment was conducted to analyze and compare the growth status and growth environment changes of Pinus massoniana forest interplanted with Polygala fallax Hemsl. The results showed that Pinus massonianaforest interplanted with Polygala fallax Hemsl could form multistoried stand， and Polygala fallax Hemsl has grown in good condition， whose average fresh weight of leaf， stem and root could be 1504.34 kg·hm-2 when it was five years old. Compared with noninterplanting treatments （CK）， the canopy， coronal mean DBH， mean tree height， and single tree volume increment respectively increased by 30.8%， 68.0%，?44.0%， 4.3% and 75.0%. There was a significant difference between the average DBH and single tree volume increment of Pinus massoniana， and the single tree volume of Pinus massoniana with interplanting treatment was greatly increased， and the growth environment of stand was improved and tended to be friendly. The results showed that the management effect of Pinus massoniana forest interplanted with Polygala fallax Hemsl was better after intermediate cuttings.

Key words： Pinus massoniana; Polygala fallax Hemsl; Compound management; Management effect

黃花倒水蓮Polygala fallax是一種珍貴藥用植物，具有鎮(zhèn)咳、祛痰、保肝護肝、補益氣血等功效[1-3]。研究表明，黃花倒水蓮在抗衰老[4]、促智[5]等方面也有積極作用。

黃花倒水蓮主要藥用部位為根，但全株均可入藥，利用黃花倒水蓮葉片制作的保肝護肝茶，市場前景看好。

近年來，黃花倒水蓮野生資源被大量、掠奪性采挖，野生資源已嚴重不足，加上其野生繁殖效率較低[6]，遠不能滿足市場需求。因此，人工栽培黃花倒水蓮是資源保護、開發(fā)和利用的重要途徑之一[7]。如何利用現(xiàn)有的森林環(huán)境，采用生態(tài)培育的方法，在林下進行復合經(jīng)營是現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的方向。馬尾松Pinus massoniana是我國南方林區(qū)廣為分布和人工栽培的速生豐產(chǎn)樹種，生長迅速，材質優(yōu)良，全身是寶，用途廣泛，經(jīng)濟價值高[8]。但受到諸多因素的影響，馬尾松人工林多為純林，其生態(tài)系統(tǒng)并不穩(wěn)定，病蟲害較多，枯枝落葉富含油脂，難分解，容易導致森林火災。從另一角度分析，現(xiàn)有馬尾松林經(jīng)營密度較大，難以培育大徑材。有研究表明：迄今，我國中小徑材資源，已經(jīng)較為充足，而大徑材嚴重不足，大徑材的經(jīng)濟價值大大超過中小徑材[9]。鑒于此，本研究依托已有馬尾松林，在其林下種植黃花倒水蓮，試圖構建馬尾松與黃花倒水蓮復合林分，探索互相利用、相得益彰的友好型發(fā)展途徑，以期提高林分生產(chǎn)力，開辟復合經(jīng)營的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建省明溪縣（26°8'～26°39'N，116°47'～117°35'E）。明溪縣屬于中亞熱帶大陸性兼海洋性氣候，年平均氣溫18.0℃，平均降水量1800 mm，無霜期262 d，全年日照時數(shù)1788.6h，平均空氣相對濕度81%，氣候溫和，雨量充沛，光照充足，自然環(huán)境優(yōu)越，適合林木生長。試驗地設在明溪縣福田寨林業(yè)采育場場部工區(qū)，海拔485 m左右，試驗林分為1998年營造的馬尾松純林。2014年年底調查測定林分密度1700～1855株·hm-2，平均胸徑15.2cm，平均樹高18.3m，郁閉度0.74～0.84。主要植被有小剛竹Phyllostachys sulphurea、烏飯Vaccinium bracteatum、老鼠刺Llex pernyi、芒萁Dicranopteris dichotoma、五節(jié)芒Miscanthus floridulus、中華里白Dicranopteris chinensis、絲茅Imperata koenigii等。

1.2 試驗方法

2014年底在同一面坡3個區(qū)段（上、中、下）設3個區(qū)組，內設2塊標準地，每塊標準地面積30m×30m。試驗設2個處理，（1）FH處理：按照試驗設計進行間伐，保留上層馬尾松750株·hm-2;間伐后進行全面劈草，然后進行定點塊狀整地，穴規(guī)格30cm×30cm×20cm，挖明穴，回表土。于2015年2月采用1年生黃花倒水蓮扦插苗造林，種植株行距1.5m×1.5m。種植后頭2年，在黃花倒水蓮種植株周圍進行鋤草、松土、擴穴、培土，把清除的雜草、枯枝落葉、石塊等按照等高線堆積。（2）對照（CK）處理：馬尾松林不間伐，不套種黃花倒水蓮。

1.3 項目測定方法

黃花倒水蓮套種后每年選擇5株平均株，在落葉前測定葉鮮重。2018年9月在黃花倒水蓮未落葉前調查現(xiàn)存株數(shù)，在各標準地中先測定黃花倒水蓮的高度、基徑，計算出平均高度和平均基徑。以平均高和平均基徑（誤差不超過±5%）選擇5株平均株，作為標準株，采用全株收獲法測定葉、莖、根等鮮重。

2018年12月對標準地馬尾松林進行全面調查測定。每木測定胸徑、樹高、枝下高、冠幅和冠長等。以平均胸徑和平均樹高，采用公式（1）計算馬尾松單株立木材積，再依據(jù)各處理的保留木計算出單位面積立木材積。

V松=0.00006234D1.855150H0.956825（1）

于2018年9月測定土壤容重、土壤含水量以及地溫、氣溫、空氣相對濕度、光照強度等。土壤取樣在各標準地按照“X”形，建立5個土壤剖面，在表土層（0～20cm）取樣。土壤容重采用環(huán)刀法測定[10]，土壤含水量采用酒精燃燒法[10]測定。在相對應的位置建立固定小氣候觀測點，采用曲管地溫表測定土壤溫度，采用通風干濕表測定（高度距地表面1m）氣溫、空氣相對濕度，光照強度在林內多點（3點以上）采用ZF2型照度計測定。

間伐后及每年9月份，采用LAI2000植物冠層分析儀多點（5點以上）觀測，以平均值表達林分郁閉度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL軟件進行差異顯著分析統(tǒng)計。

2 結果與分析

2.1 林分結構

林分結構能夠反映林分穩(wěn)定狀況。合理的林分結構能夠有效地利用水肥氣熱各因子，提高林分生產(chǎn)力。已有馬尾松林經(jīng)間伐后，保留木減少，形成了空間異質性，林中光照度和營養(yǎng)條件都發(fā)生了變化。

試驗結果表明，CK處理樹種單一，且為同齡林，外貌呈單層林，層片單一，馬尾松林分密度1820株·hm-2，樹冠狹窄，平均冠幅2.6 m，平均樹冠5.0 m，樹冠生長擁擠，枝下高急劇上升。枝下高與全高的比值已經(jīng)超過2/3，葉量偏向樹上部。在林業(yè)實際生產(chǎn)中枝高比為2/3時，往往被基層林業(yè)工作者作為疏伐的指標。馬尾松對光照強度十分敏感，不及時疏伐，會嚴重制約林木生長。FH處理馬尾松間伐后套種黃花倒水蓮，物種組成由單一的馬尾松林轉變?yōu)樯喜繛轳R尾松，下部為黃花倒水蓮復合林分，物種組成較為復雜。馬尾松保留數(shù)量比CK處理降低58.8%。喜光的馬尾松位于林分上層，光照較好，林木生長空間得到釋放，F(xiàn)H處理與CK處理比，冠幅、冠長分別增加30.8%和68.0%。樹葉是林木有機物生產(chǎn)的唯一場所，樹冠增大，必然有利于保留木生長發(fā)育。相對耐蔭的黃花倒水蓮處于林分下層，可以利用馬尾松上層透過或折射的光照較好生長發(fā)育。黃花倒水蓮種植4年時，植株高為0.95～1.41m，而馬尾松的枝下高在14.1m左右，兩樹種層次分布明顯。從地下根系空間分布分析，馬尾松為深根性樹種，主要活動根系在80～100cm或以上，黃花倒水蓮為淺根性植物，一般分布在30～50 cm，地下根系分布也層次明顯。黃花倒水蓮種植4年時，平均冠幅達到0.86 m，平均覆蓋度達到48.0%，對林分生態(tài)功能的發(fā)揮起著積極作用。由此可見，間伐后間種黃花倒水蓮改變了林分結構，可以提高林分抗逆性和穩(wěn)定性。

2.2 馬尾松生長狀況

生長環(huán)境的改變對馬尾松生長產(chǎn)生了深刻影響。表1是試驗后4年不同處理馬尾松林分生長狀況。從表1可以看出，F(xiàn)H處理中馬尾松平均胸徑、平均樹高、單株立木材積增長量比CK處理分別增加44.0%、4.3%和76.3%。方差分析結果表明，兩者平均樹高增長量間差異不顯著;兩者平均胸徑增長量間以及單株立木材積增長量間存在極顯著差異;兩者單位立木材積增長量間存在顯著差異。CK處理單位立木材積增長量大于FH處理，原因是CK處理立木株數(shù)高于FH處理。如考慮FH處理2014年間伐獲得的約98m3·hm-2蓄積，則FH處理總蓄積高于CK處理，表明FH處理有利于馬尾松保留木個體生長。培育和經(jīng)營大徑材是現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的趨勢，也符合馬尾松生長規(guī)律，馬尾松是適合培育大徑材的速生豐產(chǎn)樹種。從市場經(jīng)濟角度分析，大徑材的經(jīng)濟價值明顯高于中小徑材。FH處理促進馬尾松個體生長與間伐后釋放了生長空間，保留木可獲得充足的光照、水分和養(yǎng)分有關，也與套種黃花倒水蓮的耕作措施的使用以及其每年有大量枯枝落葉回歸林地，促進馬尾松枯枝落葉分解，加速林地營養(yǎng)物質良性循環(huán)等有關。說明馬尾松套種黃花倒水蓮復合經(jīng)營能夠促進馬尾松保留木生物量積累，有利于培育馬尾松大徑材。

注：表中N、D、H、V1、V2分別為株數(shù)（株·hm-2）、平均胸徑（cm）、平均樹高（m）、單株立木材積（m3·hm-2）、單位面積立木材積;同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示差異達0.01、005顯著水平。

2.3 黃花倒水蓮生長狀況

黃花倒水蓮天然分布在山坡疏林下或溝谷叢林中，形成需要一定庇蔭和一定光照度的生物學特性。試驗結果表明，黃花倒水蓮在馬尾松林下種植保存率較高，五年生種植保存率達到92.8%。平均株高達到1.10m，最高為1.80m，平均基徑1.84cm，最大為3.80cm。5年生葉、莖、根鮮重平均為1504.3kg·hm-2，其中葉鮮重102.9kg·hm-2，占總鮮重的6.8%;莖鮮重為585.8kg·hm-2，占總鮮重的38.9%;根鮮重為802.2kg·hm-2，占總鮮重53.3%。

2.4 主要生長環(huán)境分析

無論是馬尾松還是黃花倒水蓮，在生長發(fā)育過程中都需要良好的生長環(huán)境。表2是馬尾松與黃花倒水蓮復合林與馬尾松純林生長環(huán)境主要因子測定結果。

2.4.1 土壤容重 從表2可知，F(xiàn)H處理林地0～20cm土層土壤容重為1.216g·cm-3，比CK處理林地同層土壤容重降低3.8%。土壤容重是土壤肥力的重要指標之一，可以反映土壤緊實狀況，F(xiàn)H處理林地表層土壤容重降低，表明FH處理林地土壤較CK處理疏松，說明種植黃花倒水蓮使得林地土壤結構和壘結狀況變好，土體疏松透氣，有利于水分滲透和養(yǎng)分輸送。

2.4.2 土壤含水量 從表2可以看出，馬尾松套種黃花倒水蓮的FH處理林地0～20cm土層土壤含水量為17.24%，而CK處理馬尾松純林林地0～20cm土層土壤含水量只有15.17%，前者比后者土壤含水量提高2.07%，表明復合經(jīng)營后土壤含水量較高。馬尾松純林林地干燥，土壤含水量較低，加上枯枝落葉富含油脂，又不易分解，是誘發(fā)森林火災的主要原因之一。說明套種黃花倒水蓮的馬尾松林土壤相對濕潤，含水量高，馬尾松黃花倒水蓮復合經(jīng)營具有較好的保水和蓄水能力，不僅有利于馬尾松和黃花倒水蓮的生長發(fā)育，也有利于發(fā)揮林分的生態(tài)功能。

2.4.3 光照強度 從表2可知，CK處理馬尾松林內光照強度的平均值只有裸地（全光照8.77×104lx）的27.7%，而馬尾松套種黃花倒水蓮的FH處理，由于間伐一定林木，林內光照強度得到提高，F(xiàn)H處理林內光照強度的平均量則是裸地的47.3%，F(xiàn)H處理林內光照強度比CK處理增加70.8%。表明復合林光照強度得到增強。在高度郁閉的林分內，由于光照不足，微生物種類及其活動能力下降，嚴重影響生境質量的提升。黃花倒水蓮雖然可耐一定庇蔭，但要獲取更高生物量需要一定的光照度。所以，馬尾松林適度間伐，甚至是強度間伐，也是關鍵的技術措施之一。

2.4.4 溫、濕度 從氣溫、空氣相對濕度與地溫觀測結果（表2）可知，F(xiàn)H處理與CK處理相比林內氣溫提高0.9℃，地溫降低1.3℃，空氣相對濕度增加4.3%。從總體分析，F(xiàn)H處理林內小氣候相對于CK處理，表現(xiàn)為濕潤、通風透氣的生長環(huán)境，馬尾松雖然耐干旱、耐瘠薄，但要達到速生豐產(chǎn)要求林地水分充足，土壤疏松、肥沃。黃花倒水蓮要獲得較高的產(chǎn)量也要求濕潤、疏松、肥沃的生長環(huán)境，馬尾松林套種黃花倒水蓮形成的小氣候變化有利于馬尾松和黃花倒水蓮的生長發(fā)育。

注：測定時間2018年9月20日;土壤容重、土壤含水量、地溫為0～20cm土層，光照強度、氣溫、空氣相對濕度為上午10：00測定值。

3 結論與討論

試驗結果表明，馬尾松林進行適度間伐后套種黃花倒水蓮可以形成復合林分，經(jīng)營效果較好。馬尾松套種黃花倒水蓮林分結構較為復雜，但層次明顯，能夠合理利用林中資源，還能改善生境條件，與不間伐、不套種黃花倒水蓮的對照處理相比，表土層土壤容重降低3.8%，土壤含水量提高13.6%，光照強度增加70.8%，林內氣溫提高2.07%，地溫降低13℃，空氣相對濕度增加4.3%。黃花倒水蓮種植保存率達到92.8%，5年生葉、莖、根鮮重平均為1504.3kg·hm-2，表明黃花倒水蓮在馬尾松林下可以種植，能夠獲得較高的黃花倒水蓮產(chǎn)量。馬尾松間伐后套種黃花倒水蓮處理與不間伐、不套種的對照處理相比平均胸徑、平均樹高、單株立木材積增長量分別增加44.0%、4.3%和76.3%。兩個處理馬尾松平均胸徑和單株立木材積增長量間存在極顯著差異，表明馬尾松間伐后套種黃花倒水蓮處理促進了馬尾松保留木生長，有利于培育馬尾松大徑材。黃花倒水蓮的生物學特性要求需要一定庇蔭，但要提高產(chǎn)量也需要一定光照度[11]。如何調控上層林密度，掌握黃花倒水蓮產(chǎn)量與上層林郁閉度的耦合關系及其配套技術，有待于今后深入研究。

參考文獻：

[1]中國民族藥志編委會.中國民族藥志[M].第4卷.成都：四川民族出版社，2007：572-578.

[2]陳書坤，李恆，陳邦余.中國植物志（第四十三卷第三分冊）[M].北京：科學出版社，1997：151-152.

[3]謝萬宗，范崔生，朱北儀.全國中草藥匯編（上冊）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1996：791.

[4]費希同，唐軍榮，巨苗苗，等.黃花倒水蓮研究進展[J].湖南林業(yè)科技，2014，41（5）：76-79.

[5]張東明，李創(chuàng)軍，陳乃宏.遠志屬中藥有效成分的研究[C]//第十屆全國中藥和天然藥物學術研討會，2009：30-31.

[6]張海龍.木本藥用植物黃花倒水蓮生長季節(jié)裸根苗移栽試驗[J].江西林業(yè)科技，2012（6）：10-12.

[7]張君誠，宋育紅，張欽增，等.珍貴藥材黃花倒水蓮的群落結構及物種多樣性研究[J].植物遺傳資源學報，2012，13（5）：819-824.

[8]安徽農(nóng)學院林學系.馬尾松[M].北京：中國林業(yè)出版社，1982.

[9]楊先鋒，葉金山.關于杉木大徑材定向培育幾項措施的初步探討[J].江西林業(yè)科技，2001，（2）：32-34.

[10]中科院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海：上海科技出版社，1978：514-518.

[11]余昌元.黃花倒水蓮生態(tài)公益林下栽培技術[J].鄉(xiāng)村科技，2017（21）：44-45.

（責任編輯：林玲娜）

收稿日期：2019-09-19

作者簡介：夏偉，男，1972年生，林業(yè)工程師，主要從事營林技術研究與管理工作。