杉木人工林撫育間伐對套種南方紅豆杉的影響

傅貴江

(明溪縣林業(yè)局， 福建 三明 365200)

間伐是一種調(diào)節(jié)林分密度、改善林分生長環(huán)境的營林措施，間伐后的林分可以繼續(xù)生長，培育成大徑材，也可以利用間伐后林分，套種耐陰性樹種，實(shí)現(xiàn)林分可持續(xù)經(jīng)營(Nogueiraet al，2015)。 福建現(xiàn)存人工林分中，具有較大面積的純林樹種有:杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.]、桉樹(Eucalyptus robustaSmith)、馬尾松(Pinus massonianaLamb.)等。 大面積的純林經(jīng)營容易引起多樣性下降、土壤質(zhì)量降低、生態(tài)服務(wù)功能減退等問題，開展林分改造是純林培育中的重要營林技術(shù)(江錦攀，2019；劉淑萍，2016)。

南方紅豆杉[Taxus wallichianavar.mairei(Lemee ＆ H. Léveillé) L. K. Fu ＆ Nan Li]是紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)常綠喬木，分布于安徽、浙江、臺灣、福建、江西等地，是我國特有的國家一級保護(hù)樹種(中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會，1978；康永武等，2017a)。明溪縣被稱為南方紅豆杉之鄉(xiāng)，野生南方紅豆杉資源較為豐富。 南方紅豆杉不僅是我國建筑、家具、飾品的珍貴用材，也是提取抗癌藥物“紫杉醇”的原材料。 由于其顯著的經(jīng)濟(jì)與藥用價值，野生紅豆杉遭到大量砍伐，導(dǎo)致了野生資源的嚴(yán)重匱乏，因此被列入國家保護(hù)物種名錄中。 劉慶云等(2015)研究證實(shí)了不同造林密度對南方紅豆杉地徑、株高、側(cè)枝數(shù)的生長存在顯著影響。 因此，在不同的林分階段， 通過間伐的方式調(diào)控植株密度，將有利于林分生長(羅寧等，2016)。

不同間伐強(qiáng)度和保留密度具有促進(jìn)林下套種樹種生長、培養(yǎng)良好干形的作用，有利于林分蓄積的增加(肖興翠等，2021；黃木易等，2021；李安杰，2021；蔣華等，2021；張青青等，2021)。前人對南方紅豆杉的育苗、生長特性、群落特征、化學(xué)成分、造林技術(shù)等進(jìn)行了研究(王熙富等，2021；王勇，2020；姚甲寶等，2019；吳劍，2020；陳龍濤等，2016；康永武等，2017b)，但是對其杉木人工林下套種的營林間伐技術(shù)的研究比較少(葉盛全，2020)。

本研究以杉木人工林林下套種的9 年生南方紅豆杉人工林為研究對象，測定不同間伐強(qiáng)度對林下套種南方紅豆杉生長指標(biāo)的影響，以期為合理經(jīng)營南方紅豆杉、充分發(fā)揮林分蓄積提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本研究試驗(yàn)林位于明溪縣城關(guān)鄉(xiāng)獅窠村，東經(jīng) 117°07′58″、北緯 26°20′28″，海拔約 463 m，東南坡，坡度約27°，屬Ⅱ類立地，土壤為黃紅壤，pH 值為5.5。 境內(nèi)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18 ℃，最高氣溫在7 月，月平均氣溫32.7 ℃，最低氣溫在1 月，月平均氣溫7.1 ℃。年平均降雨量1 800 mm，年平均無霜期261 d，年日照時數(shù)為1 770 h，氣候溫和，雨量充沛，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，光照充足。

試驗(yàn)地林分郁閉度約為0.9，林地潮濕，腐殖質(zhì)層較深厚。 群落為純林，喬木層以杉木為單優(yōu)種群落，灌木層主要有杜鵑(Rhododendron simsiiPlanch.)、短尾越橘(Vaccinium carlesiiDunn)、油茶(Camellia oleiferaAbel.)、窄基紅褐柃(Eurya rubiginosavar.attenuataH.T. Chang)等，草本層主要有狗脊[Woodwardia japonica(L.F.) Sm.]、里白[Diplopterygium glaucum(Thunberg ex Houttuyn) Nakai]、菝葜(Smilax chinaL.)、羊角藤(Morinda umbellatasubsp.obovataY.Z.Ruan)、土茯苓(Smilax glabraRoxb.)等，群落生長較好。

1.2 研究方法

現(xiàn)存杉木林，林齡為30 a，林分密度2 500 株·hm-2，平均胸徑25 cm，平均樹高16 m。2013 年11 月，進(jìn)行間伐，設(shè)置強(qiáng)度、中度、輕度、不間伐(CK)4 個間伐強(qiáng)度處理，每種處理面積為1 hm2。 參照姜志林等(1982)的方法，分別伐去林分中林木株數(shù)的45%、30%、15%和0%，間伐時遵循砍密留稀，均勻分布的原則，各保留 1 375、1 750、2 125、2 500 株·hm-2。 2014 年 3月，在不同處理的試驗(yàn)地種植3 年生袋苗南方紅豆杉，株行距4.0 m×4.0 m。 2020 年7 月，對試驗(yàn)地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置，面積為20 m×20 m，設(shè)3 個重復(fù)，其林分生境情況見表1。 并對每木南方紅豆杉進(jìn)行檢尺，測定胸徑、樹高、冠幅等生長指標(biāo)，計算單株材積指數(shù)(VⅠ)(歐建德，2020)，公式如下。

表1 不同間伐強(qiáng)度處理的林分生境情況Table 1 Habitat status of stands under different thinning intensities

式中:D為胸徑(cm)，H為樹高(m)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，并用SPSS 21 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉胸徑生長的影響

由表2 可知，對照及輕度、中度、強(qiáng)度間伐下的南方紅豆杉人工林的胸徑年平均生長量分別為 0.19±0.02、0.34±0.01、0.44±0.03 和 0.44±0.02 cm，相對生長量分別為 100%、122%、143%和139%。 通過Duncan 多重比較，中度間伐組分別與輕度、不間伐組差異顯著，但與強(qiáng)度間伐組差異不顯著。 可見，杉木人工林密度過大，會抑制南方紅豆杉胸徑生長，中度間伐組的南方紅豆杉胸徑生長效果優(yōu)于不間伐、輕度和強(qiáng)度間伐組。

表2 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉胸徑生長的影響Table 2 Effect of different thinning intensities on the growth of diameter at breast height of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.2 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉樹高生長的影響

由表3 可知，對照及輕度、中度、強(qiáng)度間伐下的南方紅豆杉人工林的樹高年平均生長量分別為 0.49±0.02、0.44±0.03、0.26±0.01 和 0.14±0.03 m，相對生長量分別為 100%、97%、72%和54%。 通過Duncan 多重比較，強(qiáng)度和中度間伐組均與輕度間伐、對照組差異顯著，輕度間伐與對照組差異不顯著。 因此，反映出杉木人工林密度增大，會抑制南方紅豆杉樹高生長，不間伐組的南方紅豆杉樹高生長效果優(yōu)于輕度、中度和強(qiáng)度間伐組。

表3 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉樹高生長的影響Table 3 Effect of different thinning intensities on the growth height of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.3 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉冠幅生長的影響

由表4 可知，對照及輕度、中度、強(qiáng)度間伐下的南方紅豆杉人工林的冠幅年平均生長量分別為0.14±0.02、0.24±0.01、0.36±0.01 和 0.34±0.02 m，相對生長量分別為 100%、133%、167%和167%。 通過Duncan 多重比較，強(qiáng)度和中度間伐組均與輕度間伐、對照組差異顯著，強(qiáng)度與中度間伐組差異不顯著。 因此，反映出杉木人工林密度增大，會促進(jìn)南方紅豆杉冠幅生長，中度間伐組的南方紅豆杉冠幅生長效果優(yōu)于不間伐、輕度和強(qiáng)度間伐組。

表4 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉冠幅生長的影響Table 4 Effect of different thinning intensities on the crown growth of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.4 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉單株材積指數(shù)的影響

由表5 可知，對照及輕度、中度、強(qiáng)度間伐下的南方紅豆杉人工林的單株材積指數(shù)年平均增加量分別為 5.21±0.07、7.94±0.15、8.07±0.12 和 5.56±0.09，相對增加量分別為 100%、144%、148%和104%。 通過Duncan 多重比較，輕度和中度間伐組差異不顯著，但均與對照和強(qiáng)度間伐組差異顯著。 因此，反映出杉木人工林密度過大，會抑制南方紅豆杉單株材積指數(shù)，中度間伐組的南方紅豆杉單株材積指數(shù)增加效果優(yōu)于不間伐、輕度、強(qiáng)度間伐組。

表5 不同間伐強(qiáng)度對套種南方紅豆杉單株材積指數(shù)的影響Table 5 Effect of different thinning intensities on the volume index per interplanted T. wallichiana var. mairei

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)分析了杉木林不同間伐處理對套種南方紅豆杉生長指標(biāo)的影響，結(jié)果表明:中度間伐處理下的南方紅豆杉人工林胸徑年平均生長量、相對生長量優(yōu)于其他處理，分別達(dá)到0.44±0.03 cm 和143%。 不間伐處理下的南方紅豆杉人工林樹高年平均生長量和相對生長量優(yōu)于其他處理，分別達(dá)到0.49±0.02 m 和100%。 中度間伐處理下的南方紅豆杉人工林冠幅年平均生長量、相對生長量優(yōu)于其他處理，分別達(dá)到0.36±0.01 m 和167%。 中度間伐處理下的南方紅豆杉人工林單株材積指數(shù)年平均增加量、相對增加量優(yōu)于其他處理，分別達(dá)到8.07±0.12 和148%。 不同間伐處理下各生長指標(biāo)存在一定顯著差異，中度間伐下林分生長總體優(yōu)于其他處理，其杉木造林密度約為1 750 株·hm-2，與歐建德等(2016)關(guān)于林下套種對南方紅豆杉樹冠形態(tài)結(jié)構(gòu)及干形變化的影響研究中造林密度宜1 000～3 000 株·hm-2相近。 由此可見，南方紅豆杉在中度間伐杉木林冠下生長比在不間伐、輕度、強(qiáng)度間伐下生長好，不同間伐強(qiáng)度主要影響林分的郁閉度。 由于南方紅豆杉早期生長喜蔭，但隨著年齡的增長，對光照的需求也增加，因此，杉木林中幼林結(jié)合間伐適合套種南方紅豆杉。