不同混交模式對杉木初期生長特征的影響

摘要：" 本文以檫木、香樟、楓香、樂昌含笑和火力楠5種速生闊葉樹木作為杉木的混交樹種，對不同混交模式下杉木的樹高、地徑、胸徑和材積4項(xiàng)生長指標(biāo)與杉木純林進(jìn)行對比與分析，以研究出5種混交樹種中效果最佳的樹種。結(jié)果表明：在經(jīng)歷1～2 a的適應(yīng)期后，從第3 a開始，不同混交模式下杉木生長量均表現(xiàn)出顯著性差異。其中，杉木＋楓香混交模式中杉木的地徑、胸徑和材積生長量顯著高于其余四種混交模式以及杉木純林的生長量，說明楓香對杉木的樹體生長具有明顯的促進(jìn)作用，杉木×楓香混交是種間關(guān)系較為協(xié)調(diào)的模式。

關(guān)鍵詞：" 杉木；" 混交林；" 純林；" 生長量

中圖分類號：" "S 795" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：" "A" " " " " " " " 文章編號：１００1 － 9499（２０24）06 － 0013 － 04

The Effect of Different Mixed Patterns on the Early

Growth Characteristics of Chinese Fir

ZOU" Hanlu1 HUANG" Xuelong2 WANG" Xiang3 ZHENG Donghua2

ZENG Changjin1 CHEN" Kang1 LUO Hong3 *

（1." Guanshan Forest Farm， Yongfeng County，" Jiangxi Yongfeng 331500;" 2." Xin′Gan County Forestry Bureau，" Jiangxi Xingan 331300;" 3." Xiajiang County Forestry Bureau，

Jiangxi Xiajiang 331409）

Abstract This article focuses on Sassafras tzumu、 Cinnamomum camphora、Liquidambar formosana、 Michelia chapensis、 and Michelia macclurell， five fast-growing broad-leaved trees， were used as mixed species of Chinese fir. The height， diameter， diameter at breast height， and volume of Chinese fir under different mixed modes were compared and analyzed with pure Chinese fir forests to identify the most effective species among the five mixed species. The results showed that after an adaptation period of 1-2 years， significant differences in the growth of Chinese fir were observed under different mixed models starting from the 3rd year. Among them， the ground diameter， breast diameter， and volume growth of Chinese fir in the mixed mode of Chinese fir and maple are significantly higher than those in the other four mixed modes and pure Chinese fir forests， indicating that maple has a significant promoting effect on the growth of Chinese fir trees. The mixed mode of Chinese fir and maple is a more coordinated interspecific relationship.

Key words Chinese fir; mixed forest; pure forest; increment

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國南方最常用來造林的速生樹種，生長快，產(chǎn)量高，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。第九次全國森林資源清查數(shù)據(jù)顯示，杉木人工林面積已占據(jù)我國人工林總面積的29%[ 1 ]。越來越多的研究者開始進(jìn)行以杉木為主體的試驗(yàn)研究。然而近些年，由于極端且片面的追求杉木的速生豐產(chǎn)，杉木林在連栽和輪伐期過短等措施的影響下，出現(xiàn)了生產(chǎn)量下降、產(chǎn)品質(zhì)量下降、林分環(huán)境惡化和地力下降等問題，嚴(yán)重制約了杉木林地的可持續(xù)經(jīng)營及林分效益的提升[ 2 ]。

目前，將杉木與闊葉樹種混交被認(rèn)為是一種改善杉木純林生態(tài)問題的有效措施，能夠維持林分穩(wěn)定豐產(chǎn)。大量的研究報(bào)道表明，混交林相對于純林，對林木的生長及提高林地生產(chǎn)力具有一定促進(jìn)作用，且具有改良土壤、提高養(yǎng)分利用及循環(huán)速率的優(yōu)點(diǎn)。連進(jìn)能[ 3 ]研究了6種杉闊混交林造林效果，結(jié)果顯示種混交林均能促進(jìn)杉木樹高、直徑的生長，并提高了林分蓄積量，認(rèn)為鄂西紅豆樹、紅錐、格氏栲與杉木混交可培育闊葉樹大徑材。廖科等[ 4 ]研究了不同混交比例對櫟類混交林生長和土壤養(yǎng)分的影響，發(fā)現(xiàn)相對于純櫟類林分，種植櫟類與楓香或杉木混交林的林地土壤養(yǎng)分含量能夠的到一定程度的改善，有機(jī)質(zhì)均有顯著的提高。李淑英[ 5 ]研究了混交模式對閩楠和杉木葉片、細(xì)根功能性狀的影響，結(jié)果表明與純林相比，混交模式下的杉木根氯含量增加，根磷含量增加，這表明混交林有著提高養(yǎng)分利用的作用。

另外，混交林相較于純林，還具有更新林下植被、提升群落穩(wěn)定性和提高林地生產(chǎn)力的作用。洪建農(nóng)[ 6 ]對杉木與7種闊葉樹混交造林效果的初步研究得出，7種杉闊混交林的蓄積量均高于杉木純林。這也說明混交林能夠提高林分的蓄積量?？迪ｎ５萚 7 ]對3種不同混交度的杉木人工林進(jìn)行對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與杉木純林相比，不論混交度為中度或高度的杉木人工林，其林下更新程度都有提高，且群落穩(wěn)定性也更高。

為進(jìn)一步研究杉木人工林與不同闊葉樹種混交對杉木生長的影響，本研究選擇了檫木（Sassafras tzumu）、香樟（Cinnamomum camphora）、楓香（Liqui-dambar formosana）、樂昌含笑（Michelia chapensis）和火力楠（Michelia macclurel）5種闊葉樹種與杉木進(jìn)行混交，造林4年間（2019～2022）對不同混交模式下杉闊混交林生長數(shù)據(jù)與杉木純林生長數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)對比與分析，以期為杉木人工林混交闊葉樹種的選擇和混交效益評價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究地概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)置于江西省永豐縣官山林場（115°17'～" 115°56'Ｅ，26°38'～27°32\"Ｎ），屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，地貌以低山與丘陵為主，多年平均氣溫18.1 ℃，最高月平均氣溫33 ℃，最低月平均氣溫1.4 ℃，多年平均降雨量為1 552.3 mm，當(dāng)年降水量分配不均，40%～50%集中在4～6月，年平均濕度達(dá)75%～" "80%，年平均風(fēng)向北向，年平均風(fēng)速1.8 m/s。試驗(yàn)地位于東毛坑分場 115°55'30\"E，27°17'28\"N）Ⅹ林班8、9小班，海拔高度為350 m。土壤類型以紅壤為主，土層厚度40～100 cm，腐殖質(zhì)層厚8～20 cm，有機(jī)質(zhì)含量1%～5%，pH4.5～5.5，林下植被豐茂。

1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

2019年春開始進(jìn)行造林，混交模式選擇杉木×檫木、杉木×香樟、杉木×楓香、杉木×樂昌含笑和杉木×火力楠5種，每組處理的混交方式為行狀混交，混交比例為9∶1，同林齡杉木純林作為對照。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，6種處理，共計(jì)18個小區(qū)，每個小區(qū)面積為20 m×20 m，即400 m2/區(qū)。造林株行距為2.0 m×2.0 m，密度約為167株/畝。

2019～2022年每年11月對18塊樣地進(jìn)行調(diào)查，對每種處理的杉木進(jìn)行每木檢尺，2019～2021年記錄杉木樹高和地徑兩種生長因子。2022年除樹高和地徑外，增加胸徑因子進(jìn)行測量，并通過二元材積公式計(jì)算出2022年各處理杉木的材積。

1. 3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS for windows 25.0對歷年不同混交模式中杉木的生長數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較，使用Origin 2017進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同混交模式對杉木樹高的影響

由表1可知，2019和2020年，杉木樹高性狀在不同的處理間差異未達(dá)顯著性水平；2021和2022年，樹高性狀在不同處理間的差異達(dá)到極顯著水平。2019～2022年，杉木樹高性狀的區(qū)組效應(yīng)均達(dá)到極顯著水平；除2020年外，處理和區(qū)組的交互效應(yīng)對樹高性狀的影響均為極顯著水平。

由圖1可知，2019和2020年，各處理杉木樹高之間均無顯著差異。2021年，不同混交模式杉木樹高排序?yàn)樯寄尽翖飨悖旧寄炯兞郑旧寄尽灵吣荆旧寄尽翗凡Γ旧寄尽粱鹆﹂旧寄尽料阏?，其中，杉木×楓香、杉木純林和杉木×檫木這三種處理的杉木樹高之間無顯著差異，且這三種處理杉木樹高要顯著要高于其余三種處理的杉木樹高。2022年，不同混交模式杉木樹高排序?yàn)樯寄尽翖飨悖旧寄炯兞郑旧寄尽粱鹆﹂旧寄尽翗凡Γ旧寄尽料阏粒旧寄尽灵吣?，其中，杉木×楓香和杉木純林這兩種處理的杉木樹高之間無顯著差異，且這兩種處理杉木樹高要顯著要高于其余四種處理的杉木樹高。

2. 2 不同混交模式對杉木地徑的影響

對歷年不同混交模式杉木地徑生長情況進(jìn)行方差分析（表2），2019～2022年，地徑性狀在不同處理間的差異達(dá)到極顯著水平。除此之外，2019～" " 2022年，區(qū)組效應(yīng)以及處理和區(qū)組的交互效應(yīng)對杉木地徑性狀的影響亦均達(dá)到極顯著水平。

由圖2可知，2019年，杉木純林的地徑要顯著高于其余五種處理的杉木地徑；2020年，杉木純林與杉木×香樟的地徑之間無顯著差異，但這兩種處理的杉木地徑要顯著高于其余四種處理的杉木地徑；2021年，不同混交模式杉木地徑排序?yàn)樯寄尽翖飨悖旧寄炯兞郑旧寄尽灵吣荆旧寄尽翗凡Γ旧寄尽料阏粒旧寄尽粱鹆﹂?，其中，杉木×楓香的地徑要顯著高于其余五種處理的杉木地徑；與2021年相類似，2022年杉木×楓香混交模式下的杉木地徑表現(xiàn)最優(yōu)，其地徑生長量要顯著高于其余栽培模式的杉木地徑生長量。

2. 3 不同混交模式對杉木胸徑的影響

由表3可知，不同混交模式下4年生杉木的胸徑生長量之間均存在極顯著差異。除此之外，杉木胸徑性狀區(qū)組效應(yīng)以及處理和區(qū)組的交互效應(yīng)亦均達(dá)到極顯著水平。不同混交模式杉木胸徑排序?yàn)樯寄尽翖飨悖旧寄炯兞郑旧寄尽灵吣荆旧寄尽粱鹆﹂旧寄尽翗凡Γ旧寄尽料阏?，其中，杉木×楓香混交林中的杉木胸徑要顯著要高于其余四種混交模式和杉木純林的杉木胸徑（圖3）。

2. 4 不同混交模式對杉木材積的影響

由表4可知，由不同混交模式下4年生杉木的材積生長量之間均存在極顯著差異。除此之外，杉木材積性狀區(qū)組效應(yīng)以及處理和區(qū)組的交互效應(yīng)亦均達(dá)到極顯著水平。不同混交模式杉木材積排序?yàn)樯寄尽翖飨悖旧寄炯兞郑旧寄尽灵吣荆旧寄尽粱鹆﹂旧寄尽翗凡Γ旧寄尽料阏粒渲?，杉木×楓香混交林中的杉木材積要顯著要高于其余四種混交模式和杉木純林的杉木材積（圖4）。

方差分析結(jié)果表明，區(qū)組效應(yīng)以及處理和區(qū)組的交互效應(yīng)對樹高、地徑、胸徑、材積等性狀的影響均達(dá)到極顯著水平，表明區(qū)組效應(yīng)明顯，既可能與造林立地各重復(fù)間差異較大有關(guān)[ 8 ]，也是與不同混交模式共同產(chǎn)生效應(yīng)影響的結(jié)果。

3 討論與結(jié)論

本研究中，在造林后1～2 a，不同樹種混交林中杉木樹高與杉木純林差異未達(dá)顯著水平，而杉木純林的地徑生長量則要高于混交林中杉木的地徑生長量。從第3 a開始，不同混交模式下杉木生長量（樹高、地徑、胸徑、材積）均表現(xiàn)出顯著性差異。其中，杉木×楓香混交林中的杉木較純林生長更旺盛，其平均樹高、地徑、胸徑以及材積相比杉木純林均有一定程度的提高，說明杉木與楓香混交模式是有利于杉木增長，這與林圣安在福建建寧9年生混交造林的試驗(yàn)結(jié)果基本一致[ 9 ]。

黃勇來[ 10 ]研究發(fā)現(xiàn)，杉木與楓香混交林的林分結(jié)構(gòu)比其純林更有利于其光合產(chǎn)物的積累，杉木與楓香混交是種間關(guān)系較為協(xié)調(diào)的模式。從樹種特性來看，楓香為陽性、落葉的深根性樹種，杉木為中性偏陽、常綠的淺根性樹種。兩者混交后，使得林分空間結(jié)構(gòu)分布合理，不論是林分的地上部分還是地下部分都能夠比純林更加充分的利用光能和土壤養(yǎng)分。鐘祥順[ 11 ]認(rèn)為，杉木和楓香混交經(jīng)營對杉木早期高生長和徑粗生長起到了積極的促進(jìn)作用。這種促進(jìn)效應(yīng)可能與兩種樹種的生物學(xué)特性密切相關(guān)。在杉木幼林期間，幾乎沒有地上枯枝落葉等凋落物的歸還，而楓香是一種落葉樹種，每年秋冬季節(jié)都會有大量的枯枝落葉返回土壤。這種枯枝落葉的輸入促進(jìn)了混交林生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分的循環(huán)，部分滿足了杉木快速生長所需的養(yǎng)分需求。

目前來看，本研究五種混交模式中，僅有杉木×楓香混交林中的杉木生長量要高于杉木純林，可考慮作為主要的推廣混交模式。然而，需要注意的是，本研究僅對植株生長的前期階段進(jìn)行了比較，沒有從長遠(yuǎn)效果上來對植株生長效果進(jìn)行比較。因此，下一步我們將繼續(xù)對此混交試驗(yàn)進(jìn)行跟蹤研究分析。

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