伐樁及林地地位指數(shù)對(duì)杉木萌芽更新的影響

連書釵

(福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)，福建 順昌 353211)

伐樁萌芽更新是通過伐樁上的休眠芽萌發(fā)進(jìn)而生長(zhǎng)形成植株并更新森林的一種經(jīng)營(yíng)方式，在桉樹、杉木、楊樹、泡桐、油茶等多個(gè)樹種上都有應(yīng)用[1]。萌芽更新可以縮短生長(zhǎng)周期，有效保護(hù)地力，營(yíng)林作業(yè)簡(jiǎn)單，尤其適合于具有較強(qiáng)速生特性和萌蘗能力，主要收獲中小徑級(jí)材及薪炭材的樹種[2]。研究表明，除了樹種特性及年齡會(huì)影響伐樁萌芽更新數(shù)量及質(zhì)量外，伐樁高度、伐樁基徑和林地地位指數(shù)都能夠影響伐樁萌芽數(shù)量和質(zhì)量。龐圣江等[3]研究發(fā)現(xiàn)伐樁基徑對(duì)米老排萌芽植株數(shù)量影響顯著，對(duì)伐樁萌芽植株胸徑及高度影響不顯著。對(duì)香樟不同伐樁高度研究發(fā)現(xiàn)，單株平均生物量、萌芽條數(shù)、萌芽條高度隨伐樁的增高先增加后減小，樁高20 cm時(shí)適用于香樟萌芽更新造林[4]。尾巨桉在伐樁高度5～10 cm時(shí)，具有較高的萌芽率和較強(qiáng)的萌芽力[5]。水曲柳萌條數(shù)量隨著伐根直徑的增大而增多，但萌條的平均高和根莖卻不隨伐樁的增大而變化，非生長(zhǎng)季節(jié)采伐的萌條生長(zhǎng)情況明顯好于在生長(zhǎng)季節(jié)采伐后萌發(fā)的萌條[6]。

杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.]是我國(guó)南方最重要的速生造林樹種，其分布栽培面積達(dá)893萬hm2，材質(zhì)優(yōu)良，產(chǎn)量高，蓄積量達(dá)6.25億m3[7]。杉木是我國(guó)針葉樹中具有極強(qiáng)萌芽力的樹種之一，采用伐樁萌芽更新營(yíng)林方式具有一定的優(yōu)勢(shì)?；诿妊扛录夹g(shù)營(yíng)造短輪伐期的杉木中小徑材林，是杉木人工林定向培育的重要方向。特別是近年來杉木集約化多代連栽經(jīng)營(yíng)背景下，杉木人工林生產(chǎn)力下降、地力衰退、水土流失等林地生態(tài)問題日益凸顯[8-9]。在現(xiàn)有杉木中齡林或近成熟林中，采用中林作業(yè)方式，既以目標(biāo)樹經(jīng)營(yíng)方式培育杉木大徑材，又采用萌芽更新方式培育杉木萌芽林，從而形成由杉木大徑材和萌芽矮林混合組成的杉木復(fù)層林結(jié)構(gòu)，既可以實(shí)現(xiàn)杉木人工林的天然更新，又能夠有效提高杉木人工林水土保持、培肥土壤等生態(tài)服務(wù)功能，是杉木近自然經(jīng)營(yíng)的一個(gè)重要研究方向[10-11]。目前，對(duì)杉木萌芽更新的研究?jī)H見杉木成熟林皆伐后伐樁高度和伐樁基徑對(duì)萌芽數(shù)量的影響。在中林作業(yè)方式下，由于林地存在高大的杉木目標(biāo)樹，下層的杉木萌芽更新受到的影響因素和更新效果存在明顯差異。然而，針對(duì)杉木中齡林間伐后林地地位指數(shù)，伐樁基徑、高度對(duì)杉木人工林萌芽更新的影響研究還未見報(bào)道。鑒于此，本試驗(yàn)以福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)17年生杉木林為研究對(duì)象，采用中林作業(yè)經(jīng)營(yíng)方式，分析中齡林間伐后林地地位指數(shù)、伐樁基徑、伐樁高度對(duì)杉木萌芽更新的影響，從而為杉木中林作業(yè)模式下的萌芽更新提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)林設(shè)置于福建省南平市順昌縣洋口國(guó)有林場(chǎng)，屬武夷山支脈的低山丘陵地帶，海拔300～700 m。位于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫18.6 ℃，年均降水量1300～2100 mm，年無霜期可達(dá)305 d，氣候溫暖，雨量充沛。土壤以山地紅壤為主，土層厚度大于1 m。試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分見表1。試驗(yàn)林為17年生的杉木人工林。

表1 試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年4月，在17年生杉木人工林中選擇地位指數(shù)分別為16、20、22、24的樣地20 m×20 m各3塊，共計(jì)12塊標(biāo)準(zhǔn)樣地。樣地內(nèi)進(jìn)行中林作業(yè)模式，在現(xiàn)有1500～1800株·hm-2的林地中進(jìn)行間伐處理，間伐保留密度為900株·hm-2，保留伐樁萌芽進(jìn)行自然更新：將伐樁高度劃分為2～4、4～6、6～8、8～10 cm 4個(gè)組，伐樁基徑劃分為6～14、14～22、22～30、30～38 cm 4個(gè)組。2021年4月，在間伐處理1 a后調(diào)查伐樁高度和基徑，以及伐樁上的萌芽條數(shù)量、高度和根徑。

2.2 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010軟件進(jìn)行整理及計(jì)算和制表(數(shù)據(jù)形式為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)，運(yùn)用SPSS 23軟件的單因素方差分析(ANOVA)及多重比較，分析不同伐樁高度、伐樁基徑以及地位指數(shù)處理下杉木萌芽條數(shù)量、萌芽條高度和萌芽條根徑之間的差異。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同伐樁高度對(duì)杉木萌芽更新的影響

不同伐樁高度對(duì)杉木萌芽更新的影響不同(表2)。萌芽條數(shù)量，以伐樁高度2～4 cm的最多，分別是伐樁高度4～6、6～8、8～10 cm的2.05、2.30、2.91倍，且差異顯著(P<0.05)；伐樁高度8～10 cm的最少。萌芽條高度隨伐樁高度的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，以伐樁高度6～8 cm的最大，分別是伐樁高度2～4、4～6、8～10 cm的1.16、1.08、1.35倍，且伐樁高度6～8 cm的顯著高于伐樁高度8～10 cm的(P<0.05)；伐樁高度8～10 cm的最小。萌芽條根徑，以伐樁高度4～6 cm的最大，分別是伐樁高度2～4、6～8、8～10 cm的1.03、1.02、1.56倍，但差異不顯著(P>0.05)；伐樁高度8～10 cm的最小。

3.2 不同伐樁基徑對(duì)杉木萌芽更新的影響

不同伐樁基徑對(duì)杉木萌芽更新的影響不同(表3)。萌芽條數(shù)量隨著伐樁基徑的增大而減小，以伐樁基徑6～14 cm的萌條數(shù)量最多，分別是伐樁基徑14～22、22～30、30～38 cm的1.06、3.06、7.03倍，且顯著高于伐樁基徑22～30、30～38 cm的(P<0.05)。萌芽條高度隨著伐樁基徑的增加呈先增加后減小，以伐樁基徑22～30 cm的最大，分別是伐樁基徑6～14、14～22、30～38 cm的1.27、1.05、1.00倍，且顯著高于伐樁基徑6～14 cm的(P<0.05)；伐樁基徑6～14 cm的最小。萌芽條根徑，以伐樁基徑14～22 cm的最大，分別是伐樁基徑6～14、22～30、30～38 cm的1.22、1.15、1.09倍；伐樁基徑6～14 cm的最小。不同伐樁基徑對(duì)萌芽條根徑的影響不顯著(P>0.05)。

3.3 不同地位指數(shù)對(duì)杉木萌芽更新的影響

表2 不同伐樁高度杉木萌芽情況

表3 不同伐樁基徑杉木萌芽情況

表4 不同地位指數(shù)杉木萌芽情況

不同地位指數(shù)對(duì)杉木萌芽的影響不同(表4)。萌芽條數(shù)量隨著地位指數(shù)的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。其中，以地位指數(shù)18的萌芽數(shù)量最多，分別是地位指數(shù)16、20、22的1.04、1.17、5.89倍。萌芽條高度，以地位指數(shù)20的最大，分別是地位指數(shù)16、18、22的1.19、1.32和1.14倍，且與地位指數(shù)18的差異顯著(P<0.05)；地位指數(shù)18的最小。萌芽條根徑，以地位指數(shù)20的最大，分別是地位指數(shù)16、18、22的1.35、1.51、1.42倍；地位指數(shù)18的萌芽條根徑最小，且與地位指數(shù)16、20、22間的差異顯著(P<0.05)。

4 結(jié)論與討論

本研究分析了不同伐樁高度、基徑，地位指數(shù)對(duì)杉木萌芽條數(shù)量、萌芽條高度、萌芽條根徑的影響。結(jié)果表明，伐樁高度2～4 cm和4～6 cm的萌芽條高度、萌芽條根徑較大，萌芽條數(shù)量隨著伐樁高度的增大而減小，伐樁高度對(duì)杉木萌芽條數(shù)量和萌芽條高度的影響顯著(P<0.05)。伐樁基徑6～14 cm的萌芽條數(shù)量最多，22～30 cm的萌芽條高度最大，14～22 cm的萌芽條根徑最大，伐樁基徑對(duì)萌芽條數(shù)量和萌芽條高度的影響顯著(P<0.05)。地位指數(shù)18的杉木萌芽條數(shù)量最大，地位指數(shù)20的杉木萌芽條高度和萌芽條根徑最大，地位指數(shù)對(duì)萌芽條數(shù)量的影響顯著(P<0.05)。因此就本研究而言，地位指數(shù)16～22、伐樁高度2～6 cm、伐樁基徑14～30 cm時(shí)木萌芽更新效果較好。研究結(jié)果可為中林作業(yè)模式下杉木大徑材和萌芽矮林組成的復(fù)層林萌芽更新、杉木短輪伐期小徑材經(jīng)營(yíng)模式下的萌芽更新造林提供參考。

總體上，杉木萌芽條數(shù)量和萌芽條高度隨著伐樁高度的增大而減小。這與田曉萍[12]的研究一致。陳夢(mèng)俅等[13]研究也表明，萌芽條數(shù)量隨著伐樁高度和伐樁直徑的增加而減小。高健等[14]研究表明，低伐樁高度(0～5 cm和6～10 cm)萌芽條數(shù)量較多。因?yàn)檩^低伐樁高度距離根系近，所以活力最大，萌發(fā)成條的效果較好。杉木萌芽數(shù)量不僅受林齡、伐樁高度、基徑、地位指數(shù)等影響，還受到采伐季節(jié)、伐根完整度、采伐方式等外在因素的影響[15-16]。此外，在其它樹種上的研究表明，間伐處理的溫度、跡地?zé)捝脚c否、地形、坡位、萌芽代數(shù)等因素也會(huì)影響林木萌芽更新[17-18]。因此，對(duì)杉木中林作業(yè)模式下的萌芽更新情況研究還需要綜合其它影響因素進(jìn)行長(zhǎng)期深入研究。