馬尾松與幾個樹種純林及其混交林生長效果比較

摘要：在福建邵武衛(wèi)閩林場建立了馬尾松、福建柏（建柏）、閩粵栲、木荷純林以及馬尾松與其他3個樹種的混交林（混交比例1：1）的試驗林，混交林有3種模式：塊狀（3株×3株）、橫排帶狀（3行×3行）、豎排帶狀（3列×3列），株行距均為2m×2.5m（初植密度2000株/hm²）。試驗后25年的結果表明：13種林分類型生長量差異顯著，蓄積量大小順序為：建柏純林>閩粵栲純林>馬尾松×木荷豎排帶狀混交>馬尾松×建柏豎排帶狀混交>馬尾松X木荷塊狀混交>馬尾松X建柏橫排帶狀混交>木荷純林>馬尾松X木荷橫排帶狀混交>馬尾松×建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松×閔粵栲豎排帶狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松×閩粵栲橫排帶狀混交，其中蓄積量最高的建柏純林（279.20m³/hm²）是蓄積童最低的馬尾松×閩粵栲橫排帶狀混交（84.32m³/hm²）的3.11倍。馬尾松與木荷混交效果最好，其次是馬尾松與福建柏混交，馬尾松與閩粵栲混交效果最差，其蓄積童低于兩個樹種的純林。

關鍵詞：馬尾松;閡粵栲;福建柏;木荷;混交林;生長童

中圖分類號：S791.248 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0083-04

1 引言

馬尾松（Pinus massoniana）是我國南方主要的用材樹種之一，生長快，材質優(yōu)良，用途廣泛，栽培容易，對干旱貧瘠的土壤適應能力強，是水土保持、荒山造林的先鋒樹種。由于長期以來馬尾松造林以大面積純林為主，導致森林生物多樣性低、林分穩(wěn)定性差、抗逆性弱、防火能力差、病蟲害蔓延、地力衰退等諸多問題，不利于森林生產(chǎn)力的持續(xù)提高和多種效益的發(fā)揮[1]。前人研究表明，馬尾松與其他樹種進行混交，可增加生物量多樣性、提高森林生產(chǎn)力、改善土壤肥力、減少病蟲害和火災發(fā)生率，提高人工林經(jīng)營效益[1～11]。1995年1月福建省邵武衛(wèi)閩國有林場在衛(wèi)閩工區(qū)設置馬尾松與福建柏（Fokienia hodginsii）、閩粵栲（Castanopsis fissa）、木荷（Schima superba）等3個樹種的混交林和純林的試驗林和示范林，研究混交林生長狀況和效益，探討最佳的馬尾松混交林混交樹種、混交模型和經(jīng)營技術供生產(chǎn)上推廣應用。

2 試驗地概況

試驗地位于杉木中心產(chǎn)區(qū)的福建省邵武衛(wèi)閩國有林場衛(wèi)閩工區(qū)，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，年平均氣溫17.7℃，一月平均氣溫6.7℃，7月份平均氣溫27.6℃，極端最高氣溫40.4℃，極端最低氣溫-7.9℃，年平均降水量1770mm，年平均蒸發(fā)量1283mm，無霜期264d。土壤為花岡巖發(fā)育的山地紅壤，土層厚80～130cm，為Ⅱ類地。

3 研究方法

3.1 試驗設計與調查方法

試驗地選擇在福建省邵武衛(wèi)閩國有林場衛(wèi)閩工區(qū)的杉木林采伐跡地上，面積13hm²，通過清雜、煉山，營建試驗林2hm²，示范林11hm²。馬尾松分別與福建柏（建柏）、閩粵栲、木荷等3個樹種按照1：1的比例進行混交，混交方式有3種：塊狀混交（3株×3株）、橫排帶狀混交（以下簡稱“行狀混交”）（3行×3行）、豎排帶狀混交（以下簡稱“列狀混交”）（3列×3列）。

試驗采用完全隨機區(qū)組設計，設置4個區(qū)組，每個區(qū)組13個小區(qū)，小區(qū)面積0.045hm²（混交林6株×12株）、0.023hm²（純林3株×12株），區(qū)組面積為0.5hm²。區(qū)組外圍種植2行火力楠作標志行，小區(qū)間距為3m。試驗地采用塊狀整地，沿等高線方向按2m×2.5m株行距挖穴，挖明穴，穴規(guī)格50cm×50cm×40cm，造林前每穴施入0.25kg過磷酸鈣作基肥。造林后進行連續(xù)3年（1995年、1996年、1997年）每年2次的全面除草，未進行過間伐。

采用每個處理組合造一片林子的方法營造示范林，每片混交林的面積為1hm²，每片純林的面積為0.5hm²，示范林的整地方法同試驗林（表1）。

純林和混交林13個試驗組合為：1：A1B1，2A1B2，3：A1B3，4：A2B1，5：A2B2，6：A2B3，7：A3B1，8：A3B2，9：A3B3，10：A1，11：A2，12：A3，13：C（馬尾松）。

2019年1月調查試驗地的每木胸徑和樹高。胸徑采用圍徑尺測定，樹高采用超聲波測高器（瑞典產(chǎn)）測定。

3.2 統(tǒng)計方法

平均胸徑和樹高采用胸高斷面積加權法計算：

式中：D為平均胸徑，cm;H為平均樹高，單位：m;D_i為第i株胸徑，單位：cm;H_i為第i株樹高，單位：m;n為調查株數(shù)。

采用福建省馬尾松二元材積方程[12]計算馬尾松單株材積：

采用福建省闊葉樹二元材積方程[13]計算閩粵栲和木荷單株材積：

采用福建柏二元材積公式[14，15]計算福建柏單株材積[17]：

式中，V為單株材積（m³），D為胸徑（cm），H為樹高（m）

采用方差分析與多重比較的（LSD法）方法分析不同處理的差異顯著性檢驗（借助SPSS軟件完成）。

4 研究結果

4.1 馬尾松與福建柏、閩粵栲、木荷純林及其混交林生長量

造林后25年，不同林分類型不分樹種平均胸徑在14.47～20.09cm之間，平均樹高在10.78～14.82m之間，平均單株材積在0.09481～0.23383m³/株之間，保留密度在403～1722株/hm²之間，總保存率在20.14～86.11%之間;混交林馬尾松保存率在9.72～84.72%之間（表2、表3）。

方差分析和多重比較結果表明，不同林分類型的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積、保留密度、蓄積量、總保存率和混交林馬尾松保存率均有顯著差異。13種純林和混交林模式中蓄積量大小順序為：建柏純林>閩粵拷純林>馬尾松×木荷列狀混交>馬尾松×建柏列狀混交>馬尾松×木荷塊狀混交>馬尾松×建柏行狀混交>木荷純林>馬尾松×木荷行狀混交>馬尾松×建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松×閩粵栲列狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松×閩粵栲行狀混交，其中蓄積量最高的建柏純林（279.20m³/hm²）是蓄積量最低的馬尾松×閩粵栲行狀混交（84.32m³/hm²）的3.11倍。

2個樹種混交林的蓄積量均超過2個樹種純林的只有馬尾松×木荷列狀混交、馬尾松×木荷塊狀混交2種混交模式，蓄積量分別是馬尾松純林的1.88倍和1.58倍，分別是木荷純林的1.27倍和1.07倍。

2個樹種混交林的蓄積量均低于2個樹種的純林只有馬尾松×閩粵栲列狀混交、馬尾松×閩粵栲塊狀混交、馬尾松×閩粵栲行狀混交等3種混交模式，分別是馬尾松純林的78.53%、67.23%和63.44%，分別是閩粵栲純林的40.15%、34.37%和32.44%。

如何選擇混交樹種和混交模式是混交林成敗的關鍵。馬尾松的混交樹種應該選擇與馬尾松種間關系協(xié)調的，否則到了中齡階段種間競爭劇烈，導致總體蓄積量下降。各樹種都有不同的生物學特性，馬尾松為陽性、深根性和耐干旱樹種，在土壤濕潤和肥力中等的試驗條件下生長速度低于閩粵栲和福建柏，與木荷接近;閩粵栲生長快，冠幅大，與馬尾松混交，馬尾松處于閩粵拷樹冠下層，得不到足夠的陽光導致生長受到抑制，到了中齡階段甚至大量枯死，到了25年保存率僅為9.72%～26.39%;福建柏生長較快，生長速度大于馬尾松，但其冠幅窄，與馬尾松混交的競爭程度有所減弱，25年生馬尾松的保存率為50%～79.17%;木荷生長量與馬尾松接近，與馬尾松混交的種間關系較為協(xié)調，25年生馬尾松保存率為33.33%～84.72%。

從造林后25年的混交林調查結果看，馬尾松與閩粵栲的3種混交模式效果最差，種間競爭劇烈，馬尾松保存率和總體蓄積量最低。馬尾松與木荷混交效果最好，因為兩者生長速度接近，種間關系較為協(xié)調，馬尾松與福建柏混交效果較好，在混交林中馬尾松X木荷列狀混交林蓄積量（249.75m³/hm²）最大，其次是馬尾松X建柏列狀混交林（227.22m³/hm²），它們雖低于閩粵栲純林（259.95m³/hm²）和福建柏純林（279.20m³/hm²），但4種林分蓄積量無顯著差異（P>0.05）。

5 結論與討論

從25年的馬尾松與與福建柏、閩粵栲、木荷等3個樹種的混交林和純林的試驗林調查和分析結果看，不同林分類型的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積、保留密度、蓄積量、總保存率和混交林馬尾松保存率均有顯著差異。13種純林和混交林模式中蓄積量大小順序為：建柏純林>閩粵栲純林>馬尾松X木荷列狀混交>馬尾松X建柏列狀混交>馬尾松X木荷塊狀混交>馬尾松X建柏行狀混交>木荷純林>馬尾松X木荷行狀混交>馬尾松X建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松X閩粵栲列狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松X閩粵栲行狀混交，其中蓄積量最高的建柏純林（279.20m³/hm²）是蓄積量最低的馬尾松X閩粵栲行狀混交（84.32m³/hm²）的3.11倍。

在各種混交模式中，馬尾松與閩粵栲的3種混交模式效果最差，馬尾松×木荷列狀混交林蓄積量（249.75m³/hm²）最大，其次是馬尾松X建柏列狀混交林（227.22m³/hm²），它們雖低于閩粵栲純林（259.95m³/hm²）和福建柏純林（279.20m³/hm²），但4種林分蓄積量無顯著差異（P>0.05）。

閩粵栲是速生闊葉樹種，在閩北中等以上的立地條件下生長速度大于馬尾松，馬尾松×閩粵栲1：1的混交模式種間競爭太劇烈，林分保存率和蓄積量低，是失敗的混交模式，建議在選擇閩粵栲與馬尾松混交時參考前人的研究成果，提高馬尾松的混交比例[3，4]，或者采用馬尾松林下套種閩粵栲的混交模式[5]。在混交林經(jīng)營過程中應該及時通過間伐調節(jié)種內(nèi)和種間關系，以維持和提高混交林的長期生產(chǎn)力[15]。

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收稿日期：2019-10-21

作者簡介：趙壽云（1969-），男，工程師，主要從事森林培育工作。