杉木與楠木、鵝掌楸混交林及其純林的生長差異

楊優(yōu)其

(福建省武夷山市林業(yè)局,福建 南平354300)

我國中亞熱帶地區(qū)氣候條件優(yōu)越,植物資源豐富,闊葉樹種類繁多,但長期以來,杉木(Cunninghamia lanceolata)、馬尾松(Pinus massoniana)一直是南方山地的主要造林樹種,由于多代連栽,導(dǎo)致地力衰退,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性逐漸變差,嚴(yán)重影響了人工林的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1],因此,尋找既速生豐產(chǎn)又能維持地力,在一定范圍內(nèi)替換杉木和馬尾松的樹種,已成為南方山地實(shí)現(xiàn)林地可持續(xù)經(jīng)營的一大重要措施[2]。楠木(Phoebe zhennan)為中亞熱帶常綠喬木,樹形高大端莊,以其材質(zhì)優(yōu)良聞名中外,是建筑、家具和造船的優(yōu)良材料,也是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的上等用材樹種;此外,楠木在涵養(yǎng)水源、培肥土壤等生態(tài)意義上也具有重要作用[1,3,4];鵝掌楸(Liriodendron chinense)是一種速生闊葉樹種,適應(yīng)性較強(qiáng),是我國特有的二級(jí)保護(hù)珍稀植物,其樹干通直,葉形奇特似馬褂,花色艷麗,可作為優(yōu)良的造林綠化樹種,也可用作工業(yè)紙漿材和膠合板材[5,6]。為探討不同闊葉樹種與杉木混交造林后對(duì)林分生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響,本文以杉木純林為對(duì)照,對(duì)同林齡楠木+杉木、鵝掌楸+杉木混交林的生長量和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了比較,以期為南方山地杉木低產(chǎn)、低效林的改造和森林生態(tài)系統(tǒng)的高效與可持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1　試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于武夷山市上梅鄉(xiāng),27°43′14″N,118°07′03″E。境內(nèi)地貌為武夷山山地丘陵區(qū),屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,溫和濕潤,雨量充沛,平均氣溫15.1～16.5℃,年降雨量為2 031.1～2 259.2 mm。1月平均氣溫8.8℃,年絕對(duì)最低溫-2.8℃,平均無霜期247 d,7月平均氣溫21.6℃,3月多雨,7—8月常有雷陣雨,9—10月轉(zhuǎn)涼而干燥,11月至翌年2月少雨干燥。海拔500～800 m,土壤有紅壤、黃紅壤。

植被屬于亞熱帶常綠闊葉林帶,閩浙贛山地常綠木諸類,半常綠林類竹闊混交林區(qū),植物資源豐富,植物茂盛,種類繁多[7,8],林下主要植被有鐵芒萁(Dicranopteris dichotoma)、杠板歸(Polygonum perfoliatum L.)、魚腥草(Houttuynia cordata)等,土壤有機(jī)碳24.74 g kg-1,全氮1.88 g kg-1,全鉀31.11 g kg-1,全磷0.52 g kg-1。

2　材料與方法

2.1　造林設(shè)計(jì)

2005年在武夷山上梅鄉(xiāng)相同坡位的杉木采伐跡地進(jìn)行楠木、鵝掌楸與杉木混交造林(混交比為1∶1,行狀混交),造林面積各為3 hm2,楠木、鵝掌楸苗木為武夷山苗圃的1年生容器苗,杉木為1年生容器苗。整地方式為塊狀整地,造林方式為植苗造林,株行距4 m×3 m,挖穴規(guī)格60 cm×60 cm×50 cm,造林后3年內(nèi)每穴下復(fù)合肥250 g,每年1次,每年2次全鋤、擴(kuò)穴撫育。

2.2　樣地設(shè)置

2014年4月分別在楠木+杉木、鵝掌楸+杉木混交林中選擇立地條件均一的地段進(jìn)行生長量調(diào)查,每個(gè)樹種各選擇5條樣帶,同時(shí)選擇同坡位的9年生杉木純林設(shè)置樣地作為對(duì)照。

2.3　調(diào)查方法

對(duì)樣帶內(nèi)楠木、鵝掌楸、杉木的胸徑和樹高進(jìn)行每木調(diào)查,調(diào)查結(jié)束后計(jì)算平均木,測(cè)算材積和蓄積量。

不同樹種的材積按照福建省地方標(biāo)準(zhǔn)伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DB35/T88—1998中的材積模型來確定：

式中：V為材積,單位m3;D為胸徑,單位cm;H為樹高,單位m。

2.4　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel 2003中進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,在SPSS 13.0中進(jìn)行單因素方差分析。在方差分析的基礎(chǔ)上采用Duncan法多重比較檢驗(yàn)不同處理之間的差異性。

3　結(jié)果與分析

3.1　杉闊混交林中闊葉樹種的生長差異

由不同混交林中楠木與鵝掌楸生長數(shù)據(jù)的方差分析可見(表1),2種闊葉樹的平均胸徑、平均樹高和平均單株材積均達(dá)到了極顯著差異,F值分別為87.89、142.74、101.95,均大于F0.05(1,88)和F0.01(1,88)。鵝掌楸的胸徑、樹高和材積均大于楠木(表2),造林9年后,楠木的保存率為90%,鵝掌楸的保存率為85%。

表1　混交林中不同闊葉樹種的生長量方差分析

表2　混交林中不同闊葉樹種的生長差異

3.2　不同林分類型中杉木的生長差異

表3　不同林分類型中杉木的生長量方差分析

由不同林分類型中杉木的生長數(shù)據(jù)方差分析可見(表3),3種林分中杉木的胸徑和材積達(dá)到了極顯著差異,F值分別為16.42和7.3,均大于F0.05(2,36)和F0.01(2,36)。但3種杉木的樹高差異不顯著,F值為2.67,小于F0.05(2,36)和F0.01(2,36)。

表4　不同林分類型中杉木的生長差異

由不同林分類型中杉木的生長差異可見(表4),2種混交林中杉木的胸徑和材積均無顯著差異,而分別與純林中杉木的胸徑和材積差異顯著,不同林分中杉木的樹高均無顯著差異。造林9年后,3種林分中杉木的保存率分別為67%、62%和85%,混交林中杉木的保存率顯著小于純林。

3.3　不同林分類型的林分蓄積量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值

由不同林分類型的林分蓄積量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值可見(表5),鵝杉混交林中鵝掌楸的蓄積量大于楠杉混交林中楠木的蓄積量,根據(jù)市場價(jià)值法估算了不同林分類型的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值,其中,楠杉混交林的總產(chǎn)值為87 320元hm-2,鵝杉混交林的總產(chǎn)值為92 835元hm-2,杉木純林的總產(chǎn)值為85 070元hm-2,3種林分以鵝杉混交林的總產(chǎn)值最高,但總體差異不大。

表5　不同林分類型的林分蓄積量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值

4　結(jié)論與討論

吳載璋等研究認(rèn)為[4],楠木與杉木混交林對(duì)林木生長有促進(jìn)作用,混交林中楠木與杉木的胸徑、樹高和單株材積均高于純林,而本研究中混交林中杉木的生長量顯著小于純林,可能與混交林造林地前身為杉木采伐跡地有關(guān)。大量研究表明,杉木連栽導(dǎo)致了林地生產(chǎn)力下降、土壤肥力減退、物理性狀變差及土壤微生物數(shù)量和酶活性降低[9-11],此外,多代連栽地中的尖孢鐮刀菌萎蔫專化型(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum,SF2)及其分泌的毒素造成的土壤中毒[12]也可能是混交林中杉木長勢(shì)較差的主要原因。

本研究中,混交林的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出均高于杉木純林,可見,在杉木多代林采伐跡地或杉木低產(chǎn)、低效林中營造杉木與楠木、鵝掌楸混交林,對(duì)提高林地產(chǎn)出,實(shí)現(xiàn)增收增效具有重要意義。此外,陳愛玲研究認(rèn)為[13],杉木多代連栽地輪栽閩楠后凋落物質(zhì)量得到顯著改善,汪國彬研究認(rèn)為,杉木與鵝掌楸混交對(duì)土壤肥力有較大影響,隨著林分中鵝掌楸數(shù)量增加,林地土壤的有機(jī)質(zhì)含量、全N、水溶性N、速效P等土壤肥力指標(biāo)顯著提高[14]。可見,楠木與鵝掌楸作為闊葉樹種,與杉木混交后可有效培肥土壤,改善立地質(zhì)量,對(duì)改善杉木連栽地力衰退的問題有重要意義。

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