不同混交方式杉木人工林生長量影響研究

范洪志

(龍巖市永定區(qū)林業(yè)局坎市林業(yè)站，福建 龍巖 364117)

1 引言

杉木(Cunninghamlanceolataa(Lamb.) Hook)是我國南方最重要的速生用材樹種。近幾十年來，杉木人工林取代自然林并不斷連栽引起的土壤質(zhì)量惡化，生產(chǎn)力下降等問題凸顯，嚴(yán)重制約了杉木人工林產(chǎn)業(yè)發(fā)展。研究通過不同混交方式下杉木人工林生長量影響研究，為揭示不同混交方式下杉木人工林生長及林下植被數(shù)量、特征的變化，提高杉木人工林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)生長發(fā)展[1～4]。

2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于龍巖市永定區(qū)坎市鎮(zhèn)秀山村6個(gè)林業(yè)小班，屬亞熱帶季風(fēng)氣候、冬暖夏涼、溫暖濕潤；年平均氣溫20.6 ℃、極端最高溫37.5 ℃、極端最低溫-2.6 ℃，無霜期332 d左右；年平均降水量1515 mm，海拔341 m；土壤為山地紅壤、肥沃疏松、腐殖質(zhì)層厚，屬Ⅱ類地；造林地屬荒山，植被主要有五節(jié)芒、白茅、芒萁等，面積342畝，見表1。

表1 秀山村杉木造林小班一覽

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地選擇土層厚度、坡度、海拔、成土母質(zhì)等立地條件基本一致的林地，設(shè)計(jì)試驗(yàn)處理方式：混交方式，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各設(shè)3個(gè)區(qū)組。每個(gè)處理樣地20 m×20 m，2013年4月份造林，造林密度2505株/hm2。

試驗(yàn)設(shè)3種不同林地混交方式，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)區(qū)組，共設(shè)9個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。①杉木和南方紅豆杉(Taxuschinenwsisvar.maireiChengetL.K)混交，混交比例為7∶3。②杉木和閩楠(Phoebebournei)混交，混交比例為7∶3。③杉木純林。

3.2 試驗(yàn)方法

3.2.1 生長量調(diào)查

實(shí)驗(yàn)林為2013年4月造林，2015年10月、2017年10月、2019年10月對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)林木的生長調(diào)查基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行每木檢尺，實(shí)測林木的樹高、胸徑等。

3.2.2 林下植被調(diào)查

實(shí)驗(yàn)每2年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)林木的林下植被調(diào)查基礎(chǔ)上，2013以及2019年采用樣方法進(jìn)行林下植被調(diào)查，每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)置5個(gè)2 m×2 m小樣方，測定樣方內(nèi)植被種類、數(shù)量、頻度、高度和蓋度等，計(jì)算每一物種重要值。采用的計(jì)算指數(shù)：Margale 豐富度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)和Shannon～Wiener 指數(shù)以及 Pielou 均勻度指數(shù)[5～7]來分析林下植被的結(jié)構(gòu)參數(shù)在林分中的特點(diǎn)。

Margalef豐富度指數(shù)：R=S-1/ln(N)

(1)

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H=-Σ[(Ni/N)ln(Ni/N)]

(2)

Pielou均勻度指數(shù)：E=H/ln(S)

(3)

式(1)～式(3)中，S為物種數(shù)；N為全部種的個(gè)體總數(shù)；Ni為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)。

3.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Microsoft office Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析、T檢驗(yàn)和LSD多重比較等統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同混交方式對(duì)杉木人工林胸徑和樹高生長的影響

由表2可見，不同混交方式杉木人工林胸徑、樹高生長存在顯著差異。不同混交方式杉木4年生胸徑大小排序?yàn)樯寄尽灵}楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林。杉木與閩楠混交林平均胸徑為3.61 cm，顯著的比杉木×南方紅豆杉、杉木純林處理分別大4.50%、2.00%。不同混交方式樹高大小排序?yàn)樯寄尽灵}楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林。杉木×閩楠分別比杉木×南方紅豆杉、杉木純林樹高增長量大0.30%、0.60%，在樹高差異表現(xiàn)并不顯著。

6年生杉木胸徑大小排序?yàn)樯寄尽灵}楠>杉木純林>杉木×南方紅豆杉，杉木與閩楠混交林平均胸徑為6.77 cm，比杉木純林高0.30%(0.02 cm)，比杉木×南方紅豆杉顯著高1.35%(0.09 cm)；樹高大小排序?yàn)樯寄尽聊戏郊t豆杉>杉木×閩楠>杉木純林。

綜上所述，不同混交模式杉木人工林年平均胸徑增長量表現(xiàn)為杉木×閩楠(0.86 cm)>杉木×南方紅豆杉(0.79 cm)>杉木純林(0.77 cm)；年平均樹高增量表現(xiàn)為杉木×南方紅豆杉(0.83 m)>杉木×閩楠(0.82 m)>杉木純林(0.83 m)，造林初期杉木生長并無顯著差異，隨著時(shí)間的延長，差異逐漸顯著。

表2 不同混交措施杉木人工林胸徑和樹高比較

4.2 不同混交措施對(duì)杉木單株材積的影響

由表3可見，不同混交措施對(duì)4年生杉木人工林平均單株材積影響不同，6年生時(shí)其單株材積生長量表現(xiàn)為：杉木×閩楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林，其年生長量也表現(xiàn)為：杉木×閩楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林。表明采取混交經(jīng)營措施能有效增加土壤養(yǎng)分含量，緩解土壤肥力下降、提高土壤肥力對(duì)杉木的生長有促進(jìn)作用。

表3 不同混交措施杉木人工林平均單株材積比較

4.3 不同混交措施對(duì)杉木人工林林下植被數(shù)量特征的影響

由表4可見，不同混交方式對(duì)杉木人工林林下植被數(shù)量特征有較大的影響，其中杉木與南方紅豆杉、閩楠混交林其林下植被數(shù)量及生物多樣性指標(biāo)等明顯高于杉木純林，不同混交方式的杉木人工林林分其物種豐富度、群落蓋度%、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為：杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林。3種混交方式林下植被豐富度與多樣性等指標(biāo)隨著林分年齡的增加均有不同程度的上升趨勢，其中杉木與閩楠混交增加幅度最大，其次是杉木與南方紅豆杉混交，杉木純林變化最小。

表4 不同混交措施林下植被數(shù)量特征

4.4 不同混交措施對(duì)杉木人工林林下植被的物種組成的影響

由表5可知，不同混交方式對(duì)6年生杉木人工林林下植被的物種組成影響不同，其中杉木×南方紅豆杉的林地混交的方式所形成的群落的物種組成最為豐富，達(dá)10種，共5科8屬；其中群落中含大戟科，禾本科，薔薇科，山茶科，鼠立科。杉木×閩楠混交的方式所形成的群落的物種組成有7種，隸屬4科5屬；群落中含有薔薇科，?？疲讲杩?，百合科。杉木純林的林地混交的方式所形成的群落的物種組成有8種，隸屬5科6屬；群落中含山茶科，菊科，鼠立科，苦木科，葡萄科。

表5 不同林地混交措施下的物種組成

5 結(jié)論與討論

5.1 討論

研究表明，不同混交模式杉木人工林年平均胸徑增長量表現(xiàn)為杉木×閩楠(0.86 cm)>杉木×南方紅豆杉>杉木純林、年平均樹高增量表現(xiàn)為杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林(0.83m)，而在不同混交方式的杉木人工林林分其物種豐富度、群落蓋度%、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為：杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林，林下植被組成中，杉木×南方紅豆杉的林地混交的方式所形成的群落的物種組成最為豐富，閩楠與杉木混交對(duì)林木生長有促進(jìn)作用，胸徑、樹高、單株材積和林分蓄積均明顯高于杉木純林和其他混交林。杉木×南方紅豆杉混交加大了物種多樣性，林下植被更加豐富，對(duì)林木的生長以及林下植被環(huán)境具有一定的促進(jìn)作用，其結(jié)果與其他學(xué)者研究結(jié)果相同[7]。

以上可得出混交能提高植物的生長量，也能提高林下植被物種多樣性，可為今后杉木人工林的造林提高抗災(zāi)、抗害提供參考選擇。

5.2 結(jié)論

通過研究杉木×南方紅豆杉、杉木×閩楠及杉木純林3種混交模式，以杉木的年平均生長胸徑、樹高、材積、林下植被數(shù)量特征及物種組成為研究指標(biāo)，評(píng)價(jià)了不同混交方式對(duì)杉木生長量以及林下植被物種豐富度的影響。結(jié)果如下。

(1)不同混交模式杉木人工林年平均胸徑增長量表現(xiàn)為杉木×閩楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林；年平均樹高增量表現(xiàn)為杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林。

(2)不同混交模式單株材積生長量表現(xiàn)為：杉木×閩楠>杉木×南方紅豆杉>杉木純林。

(3)不同混交方式的杉木人工林林分其物種豐富度、群落蓋度%、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為：杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林。

(4)不同混交方式的杉木人工林林分其物種組成表現(xiàn)為：杉木×南方紅豆杉>杉木×閩楠>杉木純林。