現有杉木林漸進式更新千年桐改建效果分析

廖鴻犁

摘 要：該研究分析了現有杉木林采用等高線帶狀間伐后套種千年桐的效果，試驗結果表明：改建后林分結構發生了明顯變化，形成了線狀斑塊結構，提高了物種多樣性，增加了林分的穩定性和抗逆性。帶狀更新的7年生千年桐生長發育良好，千年桐平均胸徑、平均樹高分別達到6.7cm和7.8m，平均單株產桐果量4.45kg，改建后的杉木平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%，有利于培育杉木較高徑級的林木。經方差分析林分蓄積量間差異未達到顯著水平，表明杉木林間伐后套種千年桐具有較高的經營效果。因此，今后在福建省適宜地區，現有杉木林可以通過等高線帶狀間伐后套種千年桐。

關鍵詞：千年桐；杉木林；漸進式；間伐；經營效果

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）11-0082-03

由于經營理念、經營技術和經營目標的局限性，長期以來福建省人工林培育多傾向于針葉林，且經營面積較大。在我國南方林區，人工造林樹種一般選擇杉木[Cunninghamia lanceolate（Lamb.）Hook.]、馬尾松（Pinus massoniana）。迄今為止，杉木、馬尾松無論是面積或蓄積量都占福建省人工林資源的絕大多數，經營目標多以用材林培育為主，存在經營密度過大，經營周期較短的問題。雖然杉木、馬尾松中高密度經營，能夠盡快郁閉成林，抵御雜草、灌木及其他生物的干擾，在一定時間、一定程度上解決了部分中小徑材的供應，緩解了人們對中小徑材的需求，但也隨之出現以下2個不可回避的現實問題，一是其他樹種，包括許多有特殊用途，經濟價值較高，具有廣闊國內外市場的特用植物和珍貴樹種造林面積少，甚至出現無地可種植的尷尬局面；二是大徑材資源嚴重缺乏。

在福建省主伐的林分中，大徑材的比例很少，一般在10%以下，無法滿足市場經濟需求[1]。俞新妥等進一步研究杉木林的生長情況后認為，栽植密度大的林分，如間伐措施跟不上，是很難培育大徑材的[1]，而在經濟建設和人們美好生活中，諸如精美家具、室內裝飾、豪華建筑、工藝雕刻需要大量的大徑材、優質材。適當的調整材種結構，開發利用多樹種森林資源，尤其是非木質資源是現代森林經營理念。鑒于此，筆者從2011年開始，在生態優先的原則下，在現有杉木林中采取漸進式等高線隔帶砍伐，開展了套種千年桐（Aleurites mnntana lour.）替代試驗，主要分析該經營模式的效果，為今后生態型更新造林提供理論依據和可借鑒的林業生產實踐經驗。

1 試驗地概況

福建省沙縣（26°6′～26°46′N，117°32′～118°6′E）是我國南方林區重點林業縣，地處武夷山脈西南段和戴云山脈西北坡交接地帶。由于武夷山脈和戴云山脈形成的地形作用以及受東南季風的影響，境內具有溫暖濕潤的氣候特點，年平均溫度為15.6～19.6℃，年平均降水量1510～1840mm，空氣相對濕度80%以上，降水量大于蒸發量，最冷月平均氣溫為5.9～9℃，最熱月平均氣溫為24.4～28.6℃，極端最低氣溫-9.5℃，極端最高溫40.2℃，全年≥10℃積溫4983.6～5859.2℃。大部分地區年輻射量達91.3～106.4kCal/cm2，初霜一般出現在11月上旬至1月上旬，終霜一般出現在2月中旬至4月上旬，無霜期245～297d，霜日14～35d。沙縣熱量資源豐富，適宜各種林木生長，樹木種類繁多。傳統林業產有木材、毛竹、筍干、松脂、油茶、油桐、茶葉等。

試驗林建立在沙縣境內青州鎮異州國有林場天湖山工區17林班3大班15小班，原為松雜采伐跡地，1997年皆伐后，經清雜煉山，于1998年春季采用1年生杉木實生苗種植。林地立地質量為較肥沃立地類型，pH 5.2～5.4，主要植被有中華里白（Hicriopteris chinensis （Ros.） Ching）、鐵芒萁[Dicranopteris linearis Burm.） Underw.] 、五節芒（Miscanthus floridulus（Lab.）Warb. ex Schum. et Laut.）、石櫟（Lithocarpus glaber）、黃瑞木（Adinandra millettii）、柃木（Eurya japonica Thunb.）、檵木（Loropetalum chinense）等。該林地為沙溪沿岸第一重山，已被劃為水源涵養林。

2 試驗方法

2.1 試驗設計 在現有杉木林漸進式更新千年桐改建技術試驗基礎上，選擇其中L725處理及這3個小區相對應的杉木純林各3個，作為對照（ck1）。L725處理，即2011年秋冬在原有16年生杉木林中按照等高線間伐帶寬7m范圍內的杉木樹木，清除帶內砍伐剩余物，堆積在每一等高線的下部，保留相對應寬度或以上的杉木林帶。在砍伐帶兩邊距帶邊緣2.5m處錯位2.5m進行塊狀整地，挖明穴，穴規格L每穴施精制有機肥（福建省三明市民豐生物科技有限公司生產）1kg作為基肥，再回表土。2012年春采用1年生千年桐嫁接苗造林。小區面積為20m×30m。對照杉木林小區面積20m×30m。ck2為相鄰同等立地條件下2012年種植的杉木純林，同樣建立3小區，小區面積20m×30m。2017年冬，分樹種進行主要測樹因子測定，測定株數、平均胸徑、平均樹高、冠幅、枝下高等，分別以福建省杉木、闊葉樹二元立木材積經驗公式（1）、（2）計算杉木、千年桐立木材積?，F場調查千年桐結果枝數量、產果量。

V杉=0.00005806D1.955335H0.894033…（1）

V桐=0.00005276D1.882161H1.009317…（2）

分別在L725處理和ck處理內同時建立5m×5m和1m×1m樣方各5個，分別調查統計喬木、灌木、草本的種類、個體數，其中L725處理在更新帶內布置3個，另外2個設置在杉木過渡帶內，ck處理按“X”字型布點。以樣方作為統計單位，計算林木（DBH≥5cm）多度（I）和物種豐富度（S），S為樣地中所有種的種數。

[I=某植物在同一層片中的株數或蓋度層片中各植物株數或蓋度總和×100]…（3）

3 結果與分析

3.1 林分結構 林分結構是認識森林生態系統功能，并對其進行可持續管理的基礎[2]?？臻g上異質的群落結構常常與截留降水，改善群落小環境，促進林木生長，增強林分的穩定性等功能特征關系密切[3]。從表1中可知，不同處理林分結構存在差異。從群落外貌看，ck處理為同層林分，均為杉木樹種，林相整齊，樹種單一，林分郁閉度大，冠層較窄。徑級結構以3、4徑級（DBH10.0～20.0cm）的林木為多，3徑級占林分個體總數的55.8%，4徑級占林分個體總數的37.5%，高度級以3級（H10.0～15.0m）為主，占林分個體總數的66.5%，但冠長只有3.0～4.0m，僅占全高1/3左右，冠幅2～3.5m，表明杉木純林枝下高急劇上升，冠層收縮，冠幅已大于平均株行距，林分呈現擁擠、交叉和重疊。冠層一旦退縮，將難以恢復，如果不及時間伐，樹冠間進一步退縮，林分生長會收到嚴重抑制，難以培育較大徑級的林木。L725處理了等高線間伐，釋放了林分空間，外貌呈現線狀塊狀結構，此起彼伏，稀疏不一。徑級結構也以3～4徑級（DBH5.0～15.0cm）為主，但3徑級占林分個體總數的21.3%，4徑級占林分個體總數的61.1%，L725處理高度級以2、3高度級（H10.0～15.0m）為主，2高度級占林分個體總數的16.2%，主要為套種的千年桐，3高度級占林分個體總數的75.1%，主要為原有的杉木林木。L725處理釋放了空間，構建了空間異質性，而且林木間的邊緣效應以及利用時間差造林，形成的空間差為邊緣杉木個體提供了更優勢（土壤肥力、光照等）生長環境，能夠促進保留杉木的生長，有利于培育杉木大徑材。

3.2 物種多樣性 植物群落的物種多樣性是生態系統功能的基礎[4]。林木多度和物種豐富度是評價物種多樣性的重要指標。表2是L725處理和對照的林木（DBH≥5cm）多度與物種豐富度測定結果。從表2中可知，林木多度對照大于L725處理。對照為0.96，L725處理為0.76，經方差分析（見表2），對照與L725處理林木多度間存在顯著差異。從表2中也可以看出：不同處理各層次的多度和物種豐富度都存在差異。L725處理與CK處理比，喬木層物種數增加3種，但總個體數分別降低24.4%。灌木、草本層物種數增加23種，總個體數增加4倍多。表明不同處理物種組成和個體總數變化較大，L725處理物種多樣性較高，尤其表現在演替層和更新層。說明現有杉木成林間伐后套種千年桐顯著提高了林分的物種豐富度，現有杉木林林分郁閉度較大，林分內植被稀少，通過間伐后，釋放了局部空間，套種千年桐，千年桐樹體高大，層次明顯，枝葉稀疏，又是落葉樹種，林內透光度增加，有利于植被的生長與發育，從而保護了林分的穩定性和抗逆性。

3.3 生長效應

3.3.1 千年桐生長狀況 千年桐是我國特有的經濟樹種，與油茶、核桃、烏桕并稱中國四大木本油料樹種[5-6]。千年桐既可以提取優質環保的干性油，又是鄉土用材樹種，干枝還是培養食用菌的優良原料，用途廣泛，經濟價值高。表3是在現有杉木林中采取等高線帶狀間伐后套種千年桐的生長狀況。從表3中可知：平均胸徑、平均樹高、單株立木材積分別為6.7cm、7.8m和0.0150m3/株。與同年相同立地和相似經營措施條件下種植的杉木比較，平均胸徑、平均樹高、單株立木材積分別增加8.1%、8.3%和25.0%，表明千年桐早期生長較快，具有較高的林分蓄積，可以作為用材林培育。當然，本試驗目的是改建現有杉木林，提高生態功能，兼并經營非木質產品。據調查測定7年生時L725處理平均單株桐果有123個，平均單株產果量4.45kg，結果小枝占小枝總數42.7%；表明L725處理不僅生長較快，而且能夠進行正常開花結果，桐果數量多，而且果實較大、飽滿，可以作為一種獲得非木質產品的樹木經營，這與現代森林經營思想相吻合。

3.3.2 杉木生長效應 由于林分結構及其生長環境的改變，不同處理的杉木生長存在差異。表4是不同處理林分杉木林的生長狀況，從表4中可知：L725處理林分中杉木平均胸徑、平均樹高、立木材積分別為17.3cm、18.1m和313.9498m3/hm2。L725處理中邊緣杉木（特指為間伐帶相鄰的2排杉木）平均胸徑、平均樹高分別為18.1cm、和16.7m。Ck林分杉木平均胸徑、平均樹高、立木材積分別為15.6cm、13.9m和337.1442m3/ hm2。L725處理全林杉木與ck林分杉木比平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%，杉木立木材積減少6.9%，但單株材積增加37.3%。L725處理邊緣杉木與ck林分杉木比平均胸徑、平均樹高分別增加5%和5%，表明L725處理邊緣木杉木生長快于ck處理。這與間伐后釋放了生長空間，L725處理林分邊緣杉木獲得光照、養分和水分多于對照處理有關，也可能與套種千年桐后改善了土壤肥力有關。千年桐系落葉樹種，每年均有大量的凋落物回歸林地，桐葉易分解，可以提高土壤有機質，而改善土壤肥力。

特別應該指出，邊緣杉木生長量明顯大于對照，大于L725處理林分內杉木，表明杉木樹種具有明顯的邊緣效應。在現有杉木林中采取等高線間伐套種千年桐，創建了邊緣效應，這對于培育杉木大徑材無疑是一種可借鑒的經營途徑。

從林分蓄積量分析，L725處理總林分蓄積量為373.3833m3/hm2，其中2011年杉木間伐獲得蓄積量為56.435m3/hm2，占總蓄積量的15.1%，現有保存杉木蓄積量為313.9498m3/hm2，占總蓄積量84.1%，套種千年桐現存蓄積量為3.0000m3/hm2，約占總蓄積量的1%。ck1處理林分蓄積量為337.1442m3/hm2，L725處理林分總蓄積量比ck1處理林分蓄積量增加10.7%。經方差分析（表4），L725處理與ck1林分蓄積量間差異未達到極顯著水平。

4 結論

現有杉木林采用等高線帶狀間伐后套種千年桐具有較高的經營效果。試驗結果表明：改建后林分結構發生了明顯變化，形成了線狀斑塊結構，杉木較高徑級林木增加，個體總數增加。L725處理林木（DBH≥5cm）多度不及ck1，但物種豐富度極顯著大于ck1，物種多樣性高。試驗結果也表明：帶狀更新的7年生千年桐生長發育良好。千年桐平均胸徑、平均樹高分別達到6.7cm和7.8m，平均單株產桐果量4.45kg，改建后的杉木平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%，杉木立木材積減少6.9%，但單株材積增加37.3，林分總蓄積量增加10.7.經方差分析：林分蓄積量間差異未達到顯著水平。

參考文獻

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[2]鄭景明，趙秀海，張春雨.北京百花山森林群落的結構多樣性研究[J].北京林業大學學報，2007，29（1）：7-11.

[3]陳曉德，李旭光，王金錫.綿陽官司河流域長江防護林的群落高度級結構分析[J].植物生態學報，1997，21（4）376-385.

[4]沈琪，張駿，朱錦茹，等.浙江省生態公益林植被恢復過程中物種組成及多樣性的變化[J].生態學報，2005，25（9）：2131-2137.

[5]胡芳名，譚曉風，劉惠民，等.經濟林栽培與育種[M].北京：中國林業出版社，2006.

[6]何方，胡芳名.經濟林栽培學[M].北京：中國林業出版社，2004.

（責編：張宏民）