禿杉與馬尾松混交林林分結構及生物量分析

江海濱

摘要：針對禿杉馬尾松混交林、禿杉純林、馬尾松純林的林分蓄積量、生長狀況和空間利用情況及生物量進行了對比研究，結果表明：禿杉混交林與禿杉純林、馬尾松純林相比具有較大的生物量，能顯著提高林分生產力及空間利用率，并提高經濟效益和生態效益，供林業生產經營參考。

關鍵詞：禿杉；馬尾松；混交林；生物量；生產力

中圖分類號：S725.2

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）19017603

1 引言

禿杉（Taiwania flousiana Gaussen）屬杉科臺灣杉屬，是我國特有樹種，第三紀古熱帶植物區孑遺植物，分布在中亞熱帶季風氣候區的一種常綠喬木，是國家一級保護植物，福建在清代至民國時期幾乎遍布全省，是資源分布最多的省區[1]。禿杉具有適應性強、生長快、材質好、單位面積蓄積量高等優點，有較高的材用和觀賞價值。馬尾松（Pinus massoniana Lamb）擁有改善地力、植荒抗災的能力，正可以與禿杉混交，在發揮馬尾松林地保護能力的同時，還可以改善當地土質，特別是對改善針葉樹多代連栽引起的地力衰退具有重要作用，在提高林分營養空間利用率，增加林產品和林副產品數量和質量，增強林分抗火災和抗病蟲害能力等都具有重要作用[2～5]。本文通過分析禿杉與馬尾松混交林的生產狀況與生物量并將其與各自純林對比，對禿杉人工混交林生物量及生產力進行研究，旨在為合理經營禿杉混交林及提高林地價值提供依據。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地福建省連城邱家山國有林場，地處龍巖西部，位于東經117°05′33″～117°08′07″，北緯25°34′15″～25°37′54″，屬中亞熱帶海洋性氣候，夏季盛吹偏南風，冬季盛吹偏北風。夏長冬短、春秋對峙，垂直氣候明顯，干濕兩季分明。境內各地年平均氣溫18.8 ℃；1月平均氣溫6.8 ℃，7月平均氣溫28.8 ℃，極端最高氣溫35.1 ℃，極端最低氣溫-5 ℃。年平均雨量1600～2200 mm，2～4月為春雨季，平均雨量420～540 mm，4～5月為梅雨季，平均雨量550～780 mm，7～9月為臺風雨季，全季雨量主要為臺風雨，10月至次年1月為秋冬少雨季，干燥多霜而少雨。年平均日照時數1915.9 h，日照時數7～8月最多，2～3月最少。雨量豐富、氣候濕潤、水汽含量充足，年平均相對濕度78%，年中各月相差不大，2～6月較大，為80%～82%，10月至次年2月較小，變化在75%～79%之間，全年無霜期通常為282 d。

2.2 研究方法

2016年在撫育間伐時，在試驗地內的禿杉純林、馬尾松純林以及禿杉馬尾松混交林中選擇有代表的林分，設置面積為1畝（25.82m×25.82m）標準地各3塊，對標準地內林木進行每木調查，測量胸徑、樹高、冠幅和枝下高等測樹因子，每塊標準地選取標準木3株（混交林分別樹種各3株，計6株），伐倒后采用分層切割法，按2 m區分段測定地上部分樹種樹干的鮮重，鋸圓盤稱重，根系采用壕溝法分層挖掘，分根樁、細根（根徑<4 mm）和粗根（根徑>4 mm）稱取鮮重，分別采樣200 g，并測定其根幅、根深，枝葉生物量系用全級標準枝法測定，分別枝葉稱鮮重，然后采樣200 g帶回測定，計算出干物質重量。應用相對生長法計算單位面積生物量[6，7]。相對生長法計算公式為：

W=a（D2H）b（1）

式（1）中：W為各器官生物量（干重）；D為林木胸徑；H為樹高；a，b為系數。

3 結果與分析

3.1 林分生長狀況

由表1可以看出，不同類型林分中，混交林生長比純林好，林分平均胸徑、平均樹高和蓄積量明顯更高。14年生混交林中禿杉平均胸徑17.3 cm，平均樹高10.3 m，比禿杉純林平均胸徑14.2 cm，平均樹高8.5 m分別增加21.8%和21.2%；混交林中馬尾松平均胸徑13.7 cm，平均樹高8.2 m比馬尾松純林平均胸徑12.1 cm，平均樹高7.5 m分別增加13.2%和9.3%。蓄積量以禿杉馬尾松混交林最大，達到113.553 m3/hm2，其次是禿杉純林86.715 m3/hm2，最差為馬尾松純林54.12 m3/hm2。

3.2 林分結構狀況

3.2.1 林分地上部分空間分布

林冠結構的成層性是決定林木利用光能，促進林分高產的一個重要條件，林木冠幅的大小決定著林分光合作用功能及同化物的分配[8]。由表2得知：禿杉、馬尾松純林及混交林中冠幅相差不大，所以混交并不影響禿杉的正常生長，反而還有一定的促進作用。禿杉枝葉集中在4～7 m高度處，枝葉量占總枝葉量的85.4%；馬尾松的枝葉主要集中在3～6 m高度處，枝葉量占總枝葉量的81.7%。整個混交林的林冠層具有明顯的層次性，林冠層的這種分布比較合理，能夠充分利用光能，促進林分高產。

表2 連城邱家山國有林場14年生禿杉馬尾松

混交林及純林林分空間利用指標情況

林分類型樹種平均冠幅/m枝下高/m根深/m根幅/m根系密集分布范圍/cm

禿杉馬尾禿杉2.962.60.525.810～20

松混交林馬尾松2.822.40.942.910～15

禿杉純林禿杉2.382.50.434.910～20

馬尾松純林馬尾松2.912.40.913.310～15

3.2.2 林分地下部分空間分布

林木根系的發育狀況、數量及分布范圍大小可反映林木營養吸收空間的大小，影響林分生物量大小和水土保持的發揮。由表2可以看出，混交林中馬尾松根系分布比禿杉根系深，但水平方面上禿杉根系分布比馬尾松根系廣，禿杉與馬尾松混交根系空間分布合理，有利于吸收地下水分和養分，有利于林分的生長、水源的涵養和水土的保持。endprint

3.3 林分生物量

按照計算公式（1），用最小二乘法求得各組分生物量，估測模型如下：

經檢驗，上述各組分生物量估測模型相關系數均達到顯著水平。式中Wj、Wb、Wba、Wl、Wr分別為樹干、樹枝、樹皮、樹葉、樹根的生物量。

林分凈生產量指在單位時間內扣除呼吸作用消耗所生產的有機物質，由表3可知，在純林和混交林中，禿杉馬尾松混交林的總生物量和平均生產量最高，分別是146.12 t/hm2和10.44 t/（hm2·a），其次是禿杉純林，分別是128.94 t/hm2和9.21 t/（hm2·a），最差的是馬尾松純林分別是113.00 t/hm2和8.07 t/（hm2·a）。

4 結語

通過混交的方式不僅僅能促進禿杉生長，還對馬尾松的生長有著巨大的裨益，不但對禿杉與馬尾松的樹材總量、胸徑、樹高、枝葉量等帶來一定的提升，還有效地改善了當地的土壤成分，對生態環境帶來了積極的影響。上述林分中禿杉與馬尾松混交林生長較好，林分蓄積量達113.553 m3/hm2，總生物量達146.12 t/hm2，平均生長量達10.44 t/（hm2·a），而禿杉、馬尾松純林林分蓄積量、生物量、平均生產量相對較小。禿杉、馬尾松混交林是一種關系密切、互相協調、相互助益的混交林模式，能充分利用光能，地下部分分布比較合理，林分生物量較大，枯枝落葉的歸還量相對較大，改善了土壤結構，對提高林區生產總量與經濟總量有一定的效應，還對改善土壤、促進生態環境和諧有著極大的作用，這在林種單一、土地質量逐漸下降的福建省林區有著相當的實際意義與示范效應。營造禿杉混交林，建議進一步推廣。

參考文獻：

[1]鄭清芳.福建發現瀕危植物—禿杉[J].福建林學院學報，1994，14（1）：53～54.

[2]王挺良，周宗哲，王春玲.禿杉優良無性系選育試驗報告[J].林業科技通訊，1997.（增刊）29～31.

[3]洪菊生.禿杉的引種與栽培研究[J].林業科技通訊，1997（1）：7～12.

[4]鄭郁善.造林模式效益評價綜合決策研究[J].福建林學院學報，1993，13（4）：349～400.

[5]鄭郁善.杉木毛竹混交復層林生物量和結構研究[J].福建林學院學報，1997，17（3）：227～230.

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[8]吳錫麟.厚莢相思木麻黃混交林分結構和生物量的研究[J].福建林學院學報，2003，23（3）：236～239.endprint