杉木楓香混交林生長(zhǎng)效果及林下植物多樣性分析

郭惠

（福安市甘棠林業(yè)站， 福建 福安355009）

杉木（Cunninghamia lanceolata） 是我國(guó)特有的速生豐產(chǎn)樹種，在福建閩西北地區(qū)深受廣大林農(nóng)的喜愛[1]。但近幾十年來(lái)杉木人工純林面積增長(zhǎng)較快，有些地方林下植被和枯枝落葉層也沒有得到妥善保護(hù)，結(jié)果導(dǎo)致林分地力衰退，森林生態(tài)效益降低，蟲害病害災(zāi)情加劇[2]，營(yíng)造混交林能有效改善這些不良狀況的發(fā)生[3,4]。楓香（Liquidambar formosana） 為落葉喬木，秋冬季節(jié)楓香凋落葉回歸林地表面，形成良好的腐殖質(zhì)層，對(duì)土地肥力的恢復(fù)具有促進(jìn)作用，同時(shí)也有助于林地植物的生長(zhǎng)。本文對(duì)2010 年?duì)I建的杉木楓香混交林的生長(zhǎng)情況及其林下灌草多樣性等進(jìn)行調(diào)查分析，為人工林林地的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福安市甘棠鎮(zhèn)牛加洋村（119°37′E，26°52′N，海拔50 ～286m），屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均氣溫18℃，年降水量1350 ～2050mm，年均日照時(shí)間1906h，年無(wú)霜期230 ～300d。試驗(yàn)地立地類型為Ⅲ類地，西南坡，坡度30°，紅壤，土壤肥力較好，適宜杉木、楓香生長(zhǎng)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)、3 個(gè)處理。3 個(gè)處理分別為杉木純林、杉木與楓香1∶1 混交、杉木與楓香3∶1 混交，小區(qū)面積1hm2，混交方式為帶狀混交。2010 年9 月整地，株行距2m×2m，造林密度為2500 株·hm-2，穴規(guī)格60cm×30cm×30cm，造林前施足基肥。2010 年12 月定植，供造林苗木為1年生實(shí)生苗。造林后采用常規(guī)幼林撫育管理。

2.2 調(diào)查及統(tǒng)計(jì)方法

造林次年秋季調(diào)查成活率，第5 年調(diào)查保存率。2019 年5 月采用樣方法對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行物種多樣性調(diào)查，在每個(gè)處理林地中隨機(jī)選10 個(gè)10m×10m 喬木層樣方，并在每個(gè)喬木層樣方的四角和中心設(shè)5 個(gè)2m×2m 的小樣方，調(diào)查并記錄樣方中灌木層和草本層的物種數(shù)、株數(shù)、地徑、株高、株數(shù)和蓋度等；2019 年12 月，在樣方內(nèi)調(diào)查每木樹高、胸徑，并根據(jù)《福建省杉木人工林二元立木材積表》和《福建省闊葉樹二元立木材積表》計(jì)算單株材積和單位面積蓄積量。同時(shí)，參考盧揚(yáng)煦等[5]方法計(jì)算灌木層和草本層的物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)、物種均勻度指數(shù)、物種優(yōu)勢(shì)度等。所有數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS17 軟件分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 杉木楓香混交林的造林成活率和保存率

從表1 可見，混交林中的杉木造林成活率和保存率均高于純林杉木，其中，杉木楓香1∶1 混交林中的杉木成活率（97.0%）、保存率（95.0%） 最高，其次是杉木楓香3∶1 混交林，純林杉木造林成活率和保存率最低。此外，杉木楓香1∶1 混交林中的楓香成活率、保存率也均高于杉木楓香3∶1 混交林。

表1 杉木純林與混交林的造林成活率和保存率

3.2 杉木楓香混交林的生長(zhǎng)量

由表2 可知，混交林的杉木單株平均胸徑、樹高和材積均高于純林，表現(xiàn)為杉木楓香1∶1 混交林＞杉木楓香3∶1 混交林＞純林杉木；杉木楓香1∶1 混交林的總蓄積量（130.24m3·hm-2） 最大，其次是3∶1 混交林（96.87m3·hm-2），純林杉木的總蓄積量（50.42m3·hm-2） 最小。

表2 杉木純林與混交林的生長(zhǎng)情況

3.3 杉木楓香混交林林下物種多樣性

經(jīng)調(diào)查，不同杉木造林模式林下灌木和草本層的物種多樣性存在差異，其中純林杉木林下灌木主要為鵝掌柴、天仙果、毛冬青，草本層以烏毛蕨、深綠卷柏、萱草為主；杉木楓香1∶1 混交林下灌木有毛冬青、少葉黃杞、彎蒴杜鵑、枇杷葉紫珠、酸藤子等，草本層有玉葉金花、里白、花葶苔草、烏毛蕨；杉木楓香3∶1混交林下灌木有狗骨柴、山礬、酸藤子、朱砂根等，草本層則以烏毛蕨、玉葉金花、深綠卷柏、芒萁等為主。

由表3 可知，3 個(gè)造林處理的灌木層物種豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均優(yōu)于草本層，說(shuō)明每個(gè)處理的林下物種組成主要以灌木為主；混交林的灌木層和草本層的物種豐富指數(shù)、多樣性指數(shù)均高于純林杉木，且達(dá)到顯著差異，表明純林杉木林下物種組成較為單一。從表3 還可看出，混交林中的灌木層和草本層均勻度指數(shù)比純林杉木高，說(shuō)明純林杉木中的物種分布較為集中；純林杉木中的灌、草層優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高于混交林，分別為0.58、0.48，說(shuō)明在純林杉木中部分灌草占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)其他物種的生長(zhǎng)具有抑制作用。

表3 杉木純林與混交林的物種多樣性分析

4 小結(jié)與討論

杉木幼齡時(shí)期生長(zhǎng)速度較慢，較耐蔭，適當(dāng)遮蔭更有利于杉木幼苗生長(zhǎng)。楓香屬喜光植物，與杉木混交造林，在杉木幼齡期可起到蔭蔽作用，在立體空間上對(duì)光照進(jìn)行合理利用。本試驗(yàn)中，杉木楓香混交林中的杉木造林成活率和保存率比純林杉木高，其中杉木楓香1∶1 混交林中的杉木成活率（97.0%）、保存率（95.0%） 最高，其次是杉木楓香3∶1 混交林，純林杉木造林成活率和保存率最低；杉木平均胸徑、樹高和材積及總蓄積量表現(xiàn)為杉木楓香1∶1 混交林＞杉木楓香3∶1 混交林＞純林杉木，這與陳桂瓊[6]、范水榮[7]的試驗(yàn)結(jié)果一致，說(shuō)明杉木楓香混交林在土地肥力和空間環(huán)境資源利用上更具優(yōu)勢(shì)。

與混交林相比，純林杉木林下灌草組分較為單一，分布不均，部分物種占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這可能是純林對(duì)環(huán)境資源的需求相對(duì)一致，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈，影響其他物種的生長(zhǎng)。本研究中，杉木楓香1∶1 混交林的林下灌草豐富度指數(shù)（灌木層1.22、草本層0.76）、均勻度指數(shù)（灌木層0.87、草本層0.64） 均最高，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)相對(duì)較低，表明其林下灌草種類相對(duì)豐富，且分布較為均勻，有利于改善群落生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)群落良性發(fā)展，說(shuō)明杉木楓香1∶1 混交造林效果優(yōu)于杉木楓香3∶1 混交林、純林杉木。