杉木火力楠-閩楠異齡復(fù)層林生長效果研究

姜承財

(福建省大田桃源國有林場，福建 三明 366101)

1 引言

杉木(Cunninghamialanceolata)是我國特有的速生用材樹種，亞熱帶常綠闊葉林伴生樹種，福建省主要造林樹種，生長快、產(chǎn)量高、材質(zhì)優(yōu)、效益好，人工栽培歷史悠久[1]?；鹆﹂?Micheliamacclurei)原產(chǎn)兩廣和海南，南亞熱帶速生用材、園林綠化和生物防火樹種[2]，也是福建省第一批主要栽培珍貴樹種。火力楠與杉木混交造林表現(xiàn)高生產(chǎn)力和生態(tài)協(xié)調(diào)效果[3]；能富集養(yǎng)分，改良土壤，防止杉木連栽地力衰退[4]；引種中亞熱帶福建省尤溪、永安栽培生長良好[5，6]。閩楠(Phoebeboumei)俗稱楠木，我國特有名貴建筑用材、國家二級珍稀漸危種、主要栽培珍貴樹種，星散分布于中亞熱帶常綠闊葉林地帶[7～9]。閩楠是福建省鄉(xiāng)土闊葉樹和第一批主要栽培珍貴樹種，木材奇缺，經(jīng)濟(jì)價值高，市場前景好。21世紀(jì)以來，我國林業(yè)科技工作者研究報道閩楠人工林經(jīng)營效果[10]、良種選育[11，12]，對比不同造林地類型對閩楠成活率保存率和幼林生長影響[13，14]，開展杉木撫育間伐、主伐擇伐林冠下套種閩楠試驗(yàn)[15～17]，以期通過杉木大徑材培育與閩楠珍貴樹種栽培相結(jié)合，構(gòu)建杉闊異齡復(fù)層林，實(shí)現(xiàn)杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營。但是，迄今為止未見有關(guān)杉木火力楠間伐修枝不同保留密度套種閩楠生長效果的試驗(yàn)研究報道。

福建省大田桃源國有林場2009年1月份在20 a林齡杉木×火力楠人工林第3次撫育間伐并修枝的4個不同保留密度林分套種閩楠，本文分析其32 a林齡杉木火力楠-13 a林齡閩楠生長效果，旨在為杉木產(chǎn)區(qū)和閩楠適宜栽培區(qū)培育杉木無節(jié)大徑材和閩楠珍貴樹種高價值林分提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。

2 試驗(yàn)地概況

福建省大田桃源國有林場地處戴云山脈西側(cè)閩中低山地帶，屬中亞熱帶海洋性兼大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑，雨量充沛、溫暖濕潤，是杉木中心產(chǎn)區(qū)和閩楠中心栽培區(qū)[18，19]。年平均氣溫17.8 ℃，1月份平均氣溫6.3 ℃，7月份平均氣溫23.2 ℃；年平均降水量162 6 mm；日照時數(shù)185 9 h，無霜期275 d，個別年份有降雪。試驗(yàn)林設(shè)在桃源管護(hù)站土坑123林班2大班9小班(北緯25°45′03″ ～ 25°45′19″、東經(jīng)117°35′26″ ～ 117°35′41″)，面積3.33 hm2。海拔620 ～ 710 m，坡位下部，坡向東北，坡度24°。土壤為黃紅壤，土層厚度105 cm、腐殖質(zhì)層厚度24 cm，植被為苦竹、烏毛蕨、觀音座蓮等，屬Ⅰ類立地級。前茬為馬尾松闊葉樹天然林，1989年8 ～ 10月份采伐跡地經(jīng)劈草、煉山、清雜、挖管茅和雜竹頭，按株行距1.67 m × 1.67 m定點(diǎn)，挖明穴、回表土，規(guī)格為穴面60 cm × 60 cm、底40 cm × 40 cm、 深40 cm。1990年2月栽植8杉木2火力楠(順坡4列杉木1列火力楠)。1990～1991年每年4～ 5月份、8～9月份全面鋤草松土2次；1992～1993年每年4～5月份全面鋤草松土1次；1994年9～10月份深翻土、追施碳酸氫銨250 g/株。1998年10月10 a林齡、2003年10月對15 a林齡先后2次分樹種采用下層疏伐法[20]進(jìn)行撫育間伐，保留密度1350株/hm2。第2次間伐后修枝至離地面高4 m。

3 試驗(yàn)設(shè)計與研究方法

3.1 試驗(yàn)設(shè)計

田間試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組(RCB)設(shè)計，設(shè)置杉木、火力楠第3次撫育間伐保留密度+閩楠套種密度分別為A(450+1050株/hm2)、B(600+900株/hm2)、C(750+750株/hm2)、D(900+600株/hm2)4種組合，以第2次間伐保存密度1275株/hm2為對照,共5種處理(小區(qū))、3次重復(fù)(區(qū)組)、15個小區(qū)。試驗(yàn)設(shè)計詳見表1。

表1 杉木火力楠-閩楠異齡復(fù)層林試驗(yàn)設(shè)計

2008年11月份對20 a林齡杉木、火力楠進(jìn)行第3次撫育間伐，保留密度450、600、750、900株/hm2，間伐后對杉木第2次修枝至離地面高8 m。12月在上述4個不同保留密度林內(nèi)空地塊狀整地，對應(yīng)株行距分別為3.08 m × 3.09 m、3.33 m × 3.33 m、3.65 m × 3.65 m、4.08 m × 4.08 m；挖穴面60 cm × 60 cm、底40 cm × 40 cm、 深40 cm明穴、施復(fù)合肥250 g/穴。2009年1月份栽植1 a苗齡閩楠(裸根苗，苗高 ≥ 30 cm、地徑 ≥ 0.35 cm)，8 ～ 9月份塊狀鋤草。2000 ～ 2001年4 ～ 5月份擴(kuò)穴鋤草，施復(fù)合肥250 g/株；8 ～ 9月份全面劈草。

3.2 研究方法

2020年12月份在各試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置20 m×20 m調(diào)查樣地，每木調(diào)查32 a林齡杉木、火力楠樹高、胸徑；13 a林齡閩楠樹高、胸徑、冠幅，統(tǒng)計閩楠造林保存率。

單株立木材積估算采用福建省林業(yè)勘察設(shè)計院1998年編制的二元立木材積公式：

杉木V=0.0000872D1785388607H0.9313923697；

火力楠、閩楠V=0.00005276D1.882161H1.009317。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2003和SPSS19.0軟件進(jìn)行了統(tǒng)計分析。

4 結(jié)果與分析

4.1 主林層杉木、火力楠生長效果分析

試驗(yàn)林32 a 林齡杉木、火力楠平均樹高、平均胸徑、平均單株立木材積和單位面積蓄積，以及杉木平均樹高、平均胸徑、平均單株立木材積、單位面積蓄積生長差異方差分析結(jié)果見表2。

表2 32 a林齡杉木、火力楠生長性狀表現(xiàn)及杉木生長性狀方差分析

從表2可看出，4種不同處理林分生長均良好。各處理杉木平均胸徑27.92 ～ 31.87 cm、平均樹高18.81～21.07 m，林分單位面積蓄積量 282.68 ～ 379.02 m3/hm2(年平均蓄積量8.83 ～ 11.84 m3/hm2)均達(dá)到福建省杉木最適宜區(qū)Ⅰ立地級速生豐產(chǎn)林大徑材生長量[16]指標(biāo)；對照杉木平均胸徑未達(dá)指標(biāo)。杉木樹干8 m無結(jié)疤，通直圓滿。

在4種不同處理中，杉木平均樹高18.81 ～ 21.07 m、平均胸徑27.92 ～ 31.87 cm、平均單株立木材積0.5117 ～ 0.7203 m3，比對照平均樹高17.02 m、平均胸徑23.33 cm、平均單株立木材積0.338 3 m3，增加10.52 % ～ 23.80 %、19.67 % ～ 36.61 %、51.26 % ～ 112.92 %；火力楠平均樹高16.53 ～ 19.08 m、平均胸徑18.63 ～ 22.45 cm、平均單株立木材0.2241 ～ 0.3683 m3，比對照平均樹高14.96 m、平均胸徑16.35 cm、平均單株立木材積0.1583 m3，增加10.49 % ～ 27.54 %、13.94 % ～ 37.31 %；41.57 % ～ 132.66 %?？梢姄嵊g伐套種閩楠，能夠促進(jìn)杉木和火力楠林木生長，這是因?yàn)椋孩匍g伐時下層疏伐“砍小留大”，直接提高杉木和火力楠的平均直徑；間伐后也為保留木提供更多的光照和水分；②劈草撫育和間伐、修枝形成的林內(nèi)枯草、枝椏和落葉回歸林地，一定程度上補(bǔ)償土壤養(yǎng)分消耗；③閩楠未成林劈草、施肥也在一定程度上增加地力。

表2還可以看出，杉木平均樹高差異顯著，平均胸徑、平均單株立木材積差異極顯著，且均隨著間伐保留密度的減少而增加；單位面積蓄積量生長差異極顯著，但隨著間伐保留密度的減少而減少。A處理的單株林木生長最好，平均胸徑31.87 cm、平均樹高21.07 m、平均單株立木材積0.7203 m3，年平均胸徑1.00 cm、平均樹高0.66 m、平均單株立木材積0.0225 m3；D處理的單位面積蓄積最高，杉木蓄積345.40 m3/hm2、火力楠蓄積33.59 m3/hm2、林分總蓄積378.88 m3/hm2，年平均杉木蓄積10.79 m3/hm2·a、火力楠蓄積1.05 m3/hm2·a、林分總蓄積11.84 m3/hm2·a。

4.2 亞林層閩楠生長效果分析

試驗(yàn)林13 a林齡閩楠保存率、平均樹高、平均胸徑、平均冠幅、平均單株立木材積和單位面積蓄積及其平均樹高、平均胸徑、平均冠幅、平均單株立木材積生長差異方差分析結(jié)果見表3。

表3 13 a林齡閩楠生長性狀表現(xiàn)及其方差分析

從表3看出，4種不同處理的13 a 林齡閩楠保存率較高，達(dá)88.83 % ～ 92.20 %，說明杉木林下栽植能提高閩楠成活率和保存率。原因在于閩楠耐陰、忌強(qiáng)光[9]，杉木、火力楠樹冠為閩楠新造幼苗遮蔭，有利閩楠成活。這在饒金才[13]、喻焰[14]對比杉木林下套種和跡地更新閩楠造林成活率已得出結(jié)論。

4種不同處理的閩楠造林保存率、平均樹高、平均胸徑、平均冠幅、平均單株立木材積，均隨著間伐保留密度減少而增加。這是因?yàn)楣庹沼欣陂}楠幼樹光合產(chǎn)物的積累[9]。杉木火力楠保留密度越低，林內(nèi)光照越多，閩楠幼樹光合產(chǎn)物就越多、生長也就越好。

方差分析結(jié)果，在4種不同保留密度的杉木林下套種閩楠，造林保存率差異不顯著；平均樹高、平均冠幅差異顯著，平均胸徑、平均單株立木材積和單位面積蓄積差異極顯著。A處理的閩楠生長最好，保存率92.10 %；平均樹高5.76 m(年均0.44 m)、平均胸徑6.86 cm(年均0.53 cm)、平均冠幅2.63 m、平均單株立木材積0.011 7 m3，單位面積蓄積量11.33 m3/hm2。

5 小結(jié)與討論

以福建省大田桃源國有林場杉木火力楠-閩楠異齡復(fù)層林為研究對象，分析20 a林齡杉木×火力楠，經(jīng)過3次撫育間伐2次修枝的4個不同保留密度(450、600、750、900 株/hm2)林分套種閩楠(1050、900、750、600株/hm2)生長效果，結(jié)果表明：隨著間伐保留密度減少，杉木、火力楠保留木平均胸徑生長增加，有利于培育杉木優(yōu)質(zhì)大徑材。主林層杉木火力楠樹冠能為林冠下閩楠新造幼苗幼樹提供遮蔭，能提高閩楠造林成活率和保存率。隨著上層林木保留密度減少，閩楠樹高、胸徑、冠幅生長增強(qiáng)。在保留密度450 株/hm2杉木火力楠林冠下套種1050 株/hm2閩楠，12a后杉木火力楠-閩楠異齡復(fù)層林保存密度1400 株/hm2，林分蓄積293.99 m3/hm2，其中，主林層32 a林齡杉木保存350株/hm2、平均胸徑31.87 cm(其中，≥ 36 cm的單株83株/hm2，占23.71 %)、平均樹高21.07 m、平均單株立木材積0.7203 m3、單位面積蓄積252.11 m3/hm2，火力楠保存83株/hm2、平均胸徑22.45 cm、平均樹高19.08 m、平均單株立木材積0.3683 m3、單位面積蓄積30.57 m3/hm2；亞林層13 a林齡閩楠保存967株/hm2、保存率92.10 %、平均胸徑6.86 cm、平均樹高5.76 m、平均冠幅2.63 m、平均單株立木材積0.0117 m3、單位面積蓄積11.31 m3/hm2。本試驗(yàn)研究結(jié)果可作為杉木產(chǎn)區(qū)和閩楠適宜栽培區(qū)培育杉木無節(jié)大徑材和閩楠珍貴樹種高價值林分的栽培模式在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

吳載璋等[21]研究光照條件對閩楠人工林生長的影響，結(jié)果表明，閩楠幼樹能耐一定蔭蔽，但隨著林齡增長，需光量增強(qiáng)，成林需要全光照。本研究杉木、火力楠已經(jīng)間伐12 a，郁閉度已達(dá)到0.5 ～ 0.8，林內(nèi)光照減弱；而閩楠也隨著林齡增長需光量增加，后續(xù)主林層杉木、火力楠需進(jìn)一步主伐擇伐或主伐皆伐，為閩楠生長提供全光照。