桉樹殼菜果混交林生長量及生物量分析

許 冰，陳國彪，林祖榮，李寶福

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院 國家林業(yè)局南方山地用材林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350012；2.福建省龍海九龍嶺國有林場，福建 漳州 363112；3.福建省南靖國有林場，福建 漳州 363600)

桉樹(Eucalyptussp.)是福建省南部區(qū)域重要的用材樹種。一直以來，由于桉樹具有生長速度快、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，在福建省南部區(qū)域大范圍種植，為林業(yè)發(fā)展和林農(nóng)生活水平提高做出了極大貢獻(xiàn)。但也正由于種植桉樹經(jīng)濟(jì)效益高，一些地方為了增加產(chǎn)量和收入，經(jīng)營過程中不考慮土地承載能力，多代桉樹純林連栽且盲目大量施用化肥，導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)不同程度的地力衰退問題[1-2]。福建省政府曾出臺文件要求轉(zhuǎn)變桉樹經(jīng)營理念和經(jīng)營方式，將以往以培育中小徑材為目的的短周期純林經(jīng)營方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘嘤髲讲臑槟康牡拈L周期混交經(jīng)營方式，在兼顧經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，保障生態(tài)效益和林地利用的可持續(xù)性。福建省漳州南靖國有林場選擇具有較強(qiáng)生態(tài)功能[3-4]的殼菜果(Mytilarialaosensis)，通過套種方式，與二代桉樹萌芽條營建復(fù)層混交林，取得較好效果。本研究通過分析8年生混交林分的生長及生物量分配情況，探討營林方式和混交模式的可行性，旨在為桉樹混交林營造以及混交樹種的選擇提供借鑒。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省南靖國有林場(后徑工區(qū)9-6小班)，地處北緯24°28′，東經(jīng)117°18′，海拔約150 m。該地區(qū)年平均氣溫21.1 ℃，最冷月(1月)均溫13.5 ℃，最熱月(7月)均溫31.2 ℃，年平均降水量約為 1 794 mm，無霜期317 d左右，屬典型的南亞熱帶海洋性氣候。試驗(yàn)林面積約9 hm2，坡向東偏北20°，坡度14°～22°；土壤是典型的山地紅壤，土層厚度大于100 cm，立地質(zhì)量Ⅱ級。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)林營造

2011年3月，在桉樹采伐跡地(2010年下半年采伐)分別營造桉樹純林，桉樹、殼菜果混交林和殼菜果純林，每種林分造林面積約3 hm2，造林密度(萌芽條保留密度)、造林方式及使用苗木情況如表1。2011—2012年，每年5月塊狀撫育1次結(jié)合施肥300 kg/hm2(紅蕾牌復(fù)合肥料，N∶P2O3∶K2O=16∶16∶16，總養(yǎng)分≥48%)，10月塊狀撫育1次；2013年5月和10月各塊狀撫育1次。

表1 造林概況

2.2 數(shù)據(jù)調(diào)查

2.2.1生長量調(diào)查

2019年7月，在每種林分中分別選取3個有代表性地段設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地(25 m×25 m)，3種林分共設(shè)置9塊標(biāo)準(zhǔn)地。各標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)每木調(diào)查樹高、胸徑、枝下高、冠幅、相對冠長等指標(biāo)，并根據(jù)桉樹和殼菜果二元立木材積公式[4-5]計(jì)算立木材積。

V桉樹=0.000 035 46D1.782 515H1.256 711

V殼菜果=0.000 068 33D1.926 256H0.884 061

2.2.2林分生物量調(diào)查

對林木生物量按照“標(biāo)準(zhǔn)木法”[6]進(jìn)行調(diào)查；凋落物存量和草灌生物量按照“樣方收獲法”[7]進(jìn)行調(diào)查。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 20.0軟件對調(diào)查的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行差異性分析(t檢驗(yàn)和多重比較)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分生長量

各林分林木生長情況如表2所示。

由表2可知，3種林分郁閉度均較大，其中桉樹純林郁閉度達(dá)到0.85，混交林和殼菜果純林郁閉度則達(dá)到0.95。由于殼菜果樹種本身尖削度偏大，為保障后期出材，需要適當(dāng)密植，加之殼菜果林冠偏大、偏密，因此混交林和殼菜果純林的郁閉度更大。各林分中桉樹保存率均較高，混交林中桉樹保存率略高于純林桉樹，相比純林提高4.13%。混交林的桉樹生長量優(yōu)于桉樹純林，平均樹高、胸徑和單株材積相比純林分別提高7.06%、8.68%和26.68%。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，混交林中桉樹的樹高、胸徑、材積均與純林中桉樹差異顯著或極顯著(3項(xiàng)生長量指標(biāo)的t值分別為3.145、6.210和4.854，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)。對比不同林分中殼菜果各項(xiàng)指標(biāo)，混交林中殼菜果的保存率、樹高、胸徑和單株材積與純林較為接近。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，2種林分中殼菜果樹高、胸徑、材積均未表現(xiàn)顯著差異(3項(xiàng)生長量指標(biāo)的t值分別為1.003、2.132和1.608，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)，表明營造混交林可以有效增加林分上層桉樹的生長量，有利于培育桉樹大徑材，同時(shí)不影響下層殼菜果的生長。3種林分蓄積量以桉樹純林最大，比桉樹殼菜果混交林高35.02%，比殼菜果純林高68.62%；多重比較結(jié)果顯示，3種林分相互間均差異顯著。

表2 林分生長情況

3種林分樹冠生長情況見表3。

表3 林分樹冠生長情況

混交林中桉樹冠幅顯著大于純林桉樹(t值為3.838，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)，比純林桉樹高27.90%，說明混交林中桉樹較小的保存密度對桉樹樹冠橫向生長有利。混交林桉樹枝下高顯著大于純林桉樹(t值為3.251，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)，相比純林桉樹提高11.51%；混交林桉樹相對冠長略小于純林桉樹，但兩者差異不顯著(t值為1.835，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)，說明營造桉樹殼菜果混交林有助于上層桉樹維持較高枝下高和較小的相對冠長。對比2種林分殼菜果的冠幅、枝下高和相對冠長，2種林分中殼菜果的3項(xiàng)指標(biāo)均較為接近；t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，2種林分中殼菜果各項(xiàng)指標(biāo)均未表現(xiàn)顯著差異。

3.2 不同林分生物量構(gòu)成

林分生物量用以評價(jià)林分整體生產(chǎn)力(表4)。

表4 不同林分中喬木單株生物量構(gòu)成

表4顯示各林分中桉樹、殼菜果單株的生物量構(gòu)成。各林分桉樹和殼菜果均以樹干生物量占比最高(57.49%～62.93%)，根部次之(14.98%～23.57%)，皮和葉生物量占比較小(均小于10%)。對比不同林分桉樹生物量，混交林中桉樹的干、枝、皮、葉、根的生物量及總生物量均大于純林桉樹，比純林桉樹分別提高27.04%、20.52%、10.19%、15.93%、16.55%和22.75%。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，混交林中桉樹的樹干、枝生物量和單株總生物量與純林桉樹差異顯著(3個指標(biāo)t值分別為4.017、2.952、3.536，t0.05/0.01(4)=2.776/4.604)，其余指標(biāo)差異不顯著。觀察桉樹各器官生物量占比，混交林桉樹樹干占比略高于純林桉樹，而枝、皮、葉占比則與純林桉樹相近，甚至略低于純林桉樹。對比不同林分殼菜果生物量，混交林殼菜果各器官生物量均與純林殼菜果較為接近，兩種林分各器官生物量差異均不顯著。

不同林分各層生物量見表5所示。

表5 不同林分各層生物量

注：同一層次同列數(shù)值后附不同小寫字母者表示差異達(dá)0.05顯著水平。

由表5可知，3種林分中喬木層生物量占比均遠(yuǎn)大于林下植被層和枯枝落葉層。對比3種林分喬木層生物量，桉樹純林和桉樹殼菜果混交林喬木層生物量較為接近，均略大于殼菜果純林，分別比殼菜果純林高出8.12%和7.98%?；旖涣趾蜌げ斯牧窒轮脖簧锪枯^為接近且顯著小于桉樹純林，這是由于殼菜果林冠較密，透光性差，林下植被稀少；混交林和殼菜果純林枯枝落葉量較為接近且顯著大于桉樹純林，則是由于殼菜果本身枯枝落葉較多。桉樹純林和混交林總生物量較為接近，且兩者略大于殼菜果純林，分別比殼菜果純林高出8.95%和7.84%。

4 結(jié)論與討論

混交林中桉樹的樹高、胸徑、材積、冠幅、枝下高等生長量指標(biāo)顯著高于純林，相比純林分別提高7.06%、8.68%、26.68%、27.90%和11.51%；混交林殼菜果各項(xiàng)生長量指標(biāo)與殼菜果純林差異均不顯著，說明營造混交林可以在不影響下層殼菜果生長的基礎(chǔ)上，促進(jìn)上層桉樹生長，并維持較高的枝下高和較小的相對冠長?；旖涣骤駱涞臉涓缮锪?、樹枝生物量和單株總生物量顯著大于純林，3項(xiàng)指標(biāo)相比純林桉樹分別提高27.04%、20.52%和22.75%?；旖涣骤駱涓鞑糠稚锪空急扰c純林較為接近，但表現(xiàn)出樹干生物量占比上升，枝、皮、葉占比下降的趨勢?；旖涣至址至窒轮脖簧锪匡@著低于桉樹純林，枯枝落葉量顯著大于桉樹純林，總生物量與桉樹純林較為接近，略大于殼菜果純林，比殼菜果純林高出7.84%。

根據(jù)以往研究桉樹混交林的經(jīng)驗(yàn)，由于上層桉樹與下層混交樹種樹高差別較大或下層樹種林冠透光性較好，桉樹往往處于“孤立木”或“霸王木”狀態(tài)，自然整枝力度弱，枝下高較小，相對冠長較大，枝葉的生物量占比較大。本研究中則未發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，這可能是由于下層殼菜果樹高生長旺盛，加之殼菜果樹冠厚密，幫助桉樹實(shí)現(xiàn)了自然整枝，這也使得本研究中混交林桉樹生物量分配與純林較為接近，甚至還表現(xiàn)出混交林桉樹相對冠長減小，主干生物量占比上升，枝葉生物量占比下降的情況。

本研究中，混交林上層桉樹生長量顯著優(yōu)于純林桉樹，原因可能是以下幾點(diǎn)：(1)混交林桉樹保存密度較小，早期種內(nèi)競爭幾乎不存在，樹體生長所需的光照、水分、養(yǎng)分、空間等條件均優(yōu)于純林桉樹；(2)桉樹套種殼菜果后，殼菜果枯枝落葉量大且易腐爛，在一定程度上改善了土壤理化性質(zhì)[8-9]，促進(jìn)上層桉樹生長。

本研究中，上層桉樹保留密度較小，每公頃僅保留300株。這是由于考慮到殼菜果雖然在早期具有較強(qiáng)耐蔭性[10]，但隨著林分生長，下層樹種對光照需求量會越來越大，如果桉樹密度較高，會使下層空間光照條件變差，影響殼菜果生長。從目前調(diào)查結(jié)

果來看，下層樹種保存率和生長量均較高，與相應(yīng)純林幾乎沒有差別，但桉樹殼菜果混交林是否還有更好的密度配比，則有待進(jìn)一步開展試驗(yàn)進(jìn)行研究。