毛竹杉木混交林生產力和空間結構研究

[摘要] 對14年生的杉木毛竹混交林、杉木純林和毛竹純林的生長狀況、林分生物量和地上、地下空間結構研究，結果表明，在杉木毛竹混交林中，杉木密度適宜，能有效提高杉木和毛竹的生長量、生物量和充分利用營養空間。杉木密度為1525株/hm2、毛竹密度為580株/hm2的混交林具有最大的生長量和生物量，而且林分地上、地下空間結構合理，是杉木毛竹混交林中的優化模式。

[關鍵詞] 杉木 毛竹 混交林 生產力 空間結構

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國南方山地重要的用材樹種，但由于大面積的純林和連栽帶來地力衰退、林分生產力下降和生態環境的惡化，成為跡地更新的突出問題[1]。毛竹(Phyllostachys pubescens)是我國竹林中分布最廣、面積最大和價值最高的經濟竹種，杉木與毛竹混交，既可以改善林地生產力，防止地力衰退，維持生態平衡，又能充分利用營養空間，增加單位面積林產品和林副產品的產量[2]。為了進一步了解毛竹杉木混交林生長特性和種間關系，本文對14年生的毛竹純林、杉木純林和毛竹杉木混交林的生產力及空間結構進行比較研究，從而為毛竹杉木混交林的科學經營提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在福建省建甌市小松鎮上仰林場，地理坐標為北緯26°39′54″~27°20′26″，東經117°58′45″~118°57′11″，屬于亞熱帶季風濕潤氣候，年均降雨量1663.6mm，年均蒸發量1499.2mm，年均相對濕度81%，日照總時數1829.3h，年均氣溫18.7℃，極端最高氣溫41.4℃，極端最低氣溫-8.4℃，無霜期269d，日均溫≥10℃的活動積溫為5899.4℃，持續265d，海拔高300~500m之間，土壤為山地紅壤，主要植被有芒萁、里白、山蒼子等。

1.2 試驗設計

采用隨機區組試驗設計，設置杉木密度為A:500株/hm2、B:1175株/hm2、C:1525株/hm2、D:1775株/hm2四塊杉木毛竹混交林及E:杉木純林、F:毛竹純林共6個處理，每個處理3次重復，每塊標準地面積25.8m×25.8m。

1.3 調查分析

分樹種實測樣地內毛竹和杉木的樹高、胸徑、冠幅和枝下高，求算平均值，根據樹種的平均樹高和胸徑確定毛竹和杉木的標準木，按照Monsi分段法進行生物量測定，即對標準木以2m為一區分段，分別測定各段的干、枝和葉等器官鮮重，根系采用壕溝全挖法，分根樁、根稱重，并測定其根幅、根深和根密集區范圍。

2 結果與分析

2.1 林分生產力

2.1.1 林分生長狀況

從表1看出，混交林中樹種生長受杉木密度影響較大，杉木的平均胸徑和單株材積隨杉木密度的增大而逐漸減少。從立木蓄積量來看，杉木密度為1525株/hm2的林分總立木蓄積量為130.6m3/ hm2，比杉木純林大得多，同時毛竹平均胸徑也比毛竹純林大56.60%。可見，適宜密度的杉木與毛竹混交，不僅促進了杉木生長，而且對毛竹生長也很有利。杉木密度過大將造成樹種間競爭加劇，導致毛竹生長不良，養分缺乏；密度太小又達不到混交的互利作用，無法充分利用地力。所以，營造杉木毛竹混交林時，杉木密度控制是需要考慮的一個主要問題。

2.1.2 林分生物量

從表2可知，不同密度的杉木與毛竹混交，林分總生物量差異很大。在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，杉木生物量和林分總生物量均最大，杉木生物量達115.67t/ hm2，比杉木純林生物量大23.28%，說明適宜密度的杉木與毛竹混交可提高單位面積總生物量和杉木干材量，從而獲得更大的經濟效益。從各器官組成看，在這些混交林中，杉木各器官生物量大小順序為干＞根＞葉＞枝，葉與枝的差比為26~27%，在杉木純林中葉與枝差比高達82.9%。而毛竹的各器官生物量大小順序為干＞樁＞葉＞根，枝與葉的差比為10~26%，在毛竹純林中枝與葉的差比超過33%。

2.2 林分空間結構

2.2.1 林分空間分布

從表3可知，混交林中杉木的冠幅隨杉木密度的增大而減少。合理密度的杉木毛竹混交，毛竹樹冠能得到較大地擴展，占據了相當部分的水平空間，不至于因生長在杉木下層形成樹冠狹窄，得不到足夠的營養空間而影響生長。杉木和毛竹的根系在土壤中分布明顯不同，毛竹的根幅、根深、根密集范圍明顯比杉木小，因此，通過混交不僅可以明顯增加地下營養空間利用率，而且不會造成根系對地下營養利用的激烈競爭。混交林中適宜的杉木密度對杉木和毛竹冠幅及地下根系生長都有利，從而促進杉木和毛竹的高徑生長。

2.2.2 毛竹林地下結構

在毛竹林地下網絡中，壯年鞭所占比例大小，對竹林的影響很大。壯年鞭有較強的生命力，壯芽較多，這就意味著來年春筍較多，竹筍產量也會更高，相應地其成竹量也會較多[3]。從表4可見，在杉木密度為1525株/hm2混交林中壯年鞭分布較為合理，平均節間長為5.1cm，平均鞭徑為2.6cm，鞭段占30%，鞭長占45.9%，體積占49.8%；而幼年鞭、老年鞭平均節間長分別為4.7cm、4.9cm，平均鞭徑分別為2.6cm、2.3cm。在其它模式中各齡竹鞭體積所占比例很不合理，有的老齡鞭所占比例高達33%，而在毛竹純林中幼齡鞭體積所占比例為41.1%，各齡鞭所占比例相差很大。

從總體上來考慮，幼、壯、老齡鞭應各占一定的比例。在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，各齡鞭可以相互利用、協調發展。老齡鞭生命力較弱，在人為控制下（人工挖除），老齡鞭釋放土壤空間，腐爛后當作肥料，對幼、壯齡鞭的生長均有一定的作用；幼齡鞭的生長可以帶動整個竹林的生長，擴展竹林范圍，擴大林分竹鞭的生存空間。因此，幼、老鞭所占比例不能太高或太低。

調查發現，杉木毛竹混交林中，毛竹竹鞭上的芽數發生相當大變化。在杉木密度為1525株/hm2混交林中竹鞭上壯、弱芽比例接近1:1，而在其它各模式中，不是壯芽太多，就是弱芽太多，出筍成竹時間集中，竹林密度急劇增大或急劇減少，土壤肥力沒有一個緩沖時期，管理跟不上，使得竹林生長不良，竹林不能得到合理的調整。

3 結論與討論

3.1 適宜的杉木密度所形成的杉竹混交林不僅能促進杉木生長，也有利于毛竹生長。杉木和毛竹的根系在土壤中不同層次分布，能有效提高地下營養空間的利用率。

3.2 適宜的杉木毛竹混交密度不僅能提高林分總生物量，而且具有改善立地條件的作用，在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，杉木平均胸徑、總蓄積量均比其它混交林大。

3.3 鞭根和竹根的多少意味著吸收營養能力的大小，竹鞭上具有許多鞭節，鞭節上的芽隨時間的推移而改變其形態。鞭節上芽的數量在不同鞭齡的竹鞭上有所不同。再者，由于鞭齡增長，鞭體的水分和養分含量均減少，由此在林地地下結構調節中，應該注意去老扶幼，使幼齡鞭有充裕的地下空間和養分條件，有利于新鞭生長和筍芽的萌發。從竹鞭分布規律中可以看出，林內要有足夠水分和養分，竹鞭中的側芽才能得到充分的萌發。3~4年生的竹林發筍的主要竹鞭，在經營時，應注意保護好萌芽。在深翻時，切不可挖斷竹鞭及竹根。

參考文獻

[1] 俞新妥.杉木人工林地力和養分循環研究進展[J].福建林學院學報，1992， 12 (3):264~275.

[2] 鄭郁善.毛竹經營學[M].廈門:廈門大學出版社，1998.

[3] 倚奇江.不同經營類型毛竹筍用林的地下鞭根系統調查研究[J].浙江林業科技，2000，20(3):31~34.