低效次生林中套種鐘萼木生長狀況分析

楊宜生

(福建省建寧縣林業局濉溪鎮林業站，福建 建寧 354500 )

1 引言

由于長期失管，嚴重人為干擾或自然災害因素等原因，在建寧地區存在著一定面積沒有達到經營目標的林分，尤其是在中低山區段，存在喬木樹種稀少，林分低矮，郁閉度較低，灌草雜亂叢生，林木生長量和蓄積量低于同等立地條件水平;天然更新困難，生態功能整體性退化的低效次生林，林分結構和組成已經失去完整性。鑒于此，我們在建寧縣濉溪鎮進行了低效次生林套種鐘萼木改造試驗。

鐘萼木(Bretschneiderasinensis)是中國特有的稀缺樹種，被列為國家一級重點保護植物[1]。其樹干通直，木材硬度適中，不翹不裂，色紋美觀，是優良的家具及工藝用材[2，3]；樹形秀美多姿，開花時粉紅色花序掛滿全樹，煞是好看，果實紅色，呈球形，開裂后黃色多汁的外種皮鑲嵌枝頭，頗為喜慶，是優美的綠化觀賞樹種[2,4～6]，同時鐘萼木樹體高大，樹冠開展，羽葉濃陰，每年都有大量枯枝落葉回歸林地，有著較強生態功能，樹皮還有藥用價值[2,6,7]，是一種值得開發的多用途樹種。

在低效次生林中套種鐘萼木，試圖重構以喬木為主的森林群落，增加物種多樣性，尤其是喬木樹種多樣性和結構復雜性，以優化低效林的森林質量，提高林分的生物生產力和生態功能，以及體現不同空間尺度的風景變化，這是林業建設的現實需要，也是新時代林業發展的客觀要求。本文著重分析鐘萼木在低效次生林的生長狀況，為低效次生林的改造和鐘萼木人工林培育，提供技術支撐和理論依據。

2 試驗地自然概況

建寧縣(26°32′～27°06′N，116°30′～117°03′E)位于福建西北邊陲的武夷山脈中段。境內群山環抱，金饒山是福建省最高山峰，地勢突兀，南下冷空氣在這里被抬高、凝聚、沉淀，形成低氣溫環境。年平均氣溫16.8 ℃，極端最高溫39.9 ℃，極端最低溫-12.8 ℃，年積溫5061.5 ℃，冬季氣候寒冷，夏季晝夜溫差大，遇冰凍雪災易導致林木折斷，影響林木正常生長發育。年平均降水量1889 mm。氣候溫和濕潤，雨水充沛，境內溪流縱橫，水量豐富，是福建省最大河流閩江的正源頭。建寧縣閩江源國家級自然保護區內分布有數量較大的鐘萼木種群。保護區的苦竹坪、朱家坳等區域發現有一定數量的鐘萼木，在石燕巖有相對成片的鐘萼木種群[8]。建寧縣多年來重視繁育鐘萼木苗木，并在丘陵山地種植，取得較好成效。

試驗地設在建寧縣濉溪鎮圳頭村39林班10大班8小班的次生林，海拔560～620 m，主坡向東北坡。次生林分原為松雜林。由于受到冰凍雪災自然災害的影響，又疏于經營管理，淪為低效次生林。林分中主要樹種有馬尾松(Pinusmassoniana)、楓香(Liquidambarformosana)、檵木(Loropetalumchinense)、油茶(Camelliaoleifera)、烏飯(Vacciniummandarinorum)等，林分平均胸徑8.0 cm，平均樹高6.5 m,每公頃株數1140株。

3 試驗方法

2015年底在低效次生林中選擇立地條件一致，林分生長狀況相似的坡面設立固定標準地，四角埋入水泥樁，標準地間設有3m隔離帶。標準地設立后，按照試驗設計進行擇伐或不擇伐。試驗設4個水平。

(1)ZD處理，按照等高線每隔2m擇伐，開設一條種植帶，清理種植帶內的雜灌、雜草、樹根、樹頭、較大石塊、粗死木質殘體，堆放在擇伐撫育保留帶內。2016年春在種植帶內套種鐘萼木。鐘萼木苗木為采自閩江源國家級自然保護區種子，在當地培育的1年實生容器苗。種植株行距2.5 m×3.0 m，穴規格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土時，每穴混施尿素100g、鈣鎂磷250g，種植后前3年，每年進行幼林撫育除草2次。結合除草進行適當打枝，維持鐘萼木種植株上方開放，不受庇蔭。

(2)ZY處理，按照株行距4.0 m×4.0 m定點，以種植點為中心，擇伐半徑1.5 m內范圍內所有林木，清理隙地內的雜灌、雜草、樹根、樹頭、較大石塊、粗死木質殘體，堆放在圓下部擇伐撫育保留區域，形成直徑為3 m的冠林隙。在種植點挖穴，穴規格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土時，同樣每穴混施尿素100 g、鈣鎂磷250 g。2016年春采用相同的鐘萼木苗木種植。種植后采用與ZD處理相同的幼林撫育措施。

(3)ZK處理，在標準地內，按照塊狀配置，擇伐4.5 m×4.5 m正方形內所有林木，塊狀之間留有3m寬的保留帶。清理正方形內的雜灌、雜草、樹根、樹頭、較大石塊、粗死木質殘體，堆放在下部保留帶內，在清理的塊狀正方形內，按照株行距2.5 m×2.5 m進行塊狀整地，穴規格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土時，同樣每穴混施尿素100 g、鈣鎂磷250 g。2016年春采用相同的鐘萼木苗木種植。塊狀隙地周邊保留3 m擇伐撫育保留帶。

(4)CK處理，不擇伐，直接按照株行距2.5 m×3.0 m進行塊狀整地，穴規格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土時，每穴混施尿素100 g、鈣鎂磷250 g。2016年春種植鐘萼木。鐘萼木苗木與ZD處理相同，種植后前3年每年進行幼林撫育除草2次。

種植后當年年底調查造林成活率。2020年底調查保存率，并對鐘萼木進行每木測定樹高、胸徑、枝下高、冠幅等因子。采用福建省林業調查規劃院研制的闊葉樹二元立木材積經驗公式(式1)估算鐘萼木立木材積。計算鐘萼木綠量。鐘萼木樹冠形狀多塔形，故采用式3計算鐘萼木綠量。

V=0.00005276D1.882161H1.009317

(1)

(2)

(3)

式(1)、(2)、(3)中：V、D、H分別為單株立木材積、平均胸徑、平均樹高。Xij為第ij處理造林成活率或保存率。M為綠量，x、y分別為冠幅、冠高。

造林成活率和保存率經平方根公式(式2)轉化。數據整理和方差分析采用Excel和DPS軟件處理。

4 結果與分析

4.1 造林成活率與造林保存率

不同處理的生長環境有所差別，對鐘萼木造林成活率和保存率影響存在差異。表1是不同處理種植株數與造林成活率、保存率調查結果。從表1中可知，造林成活率最高是CK處理，為96.2%，其次是ZD處理，為95.3%，ZY處理成活率為94.6%，最低為ZK處理92.8%，隨著隙地開敞度增大，造林存活率有下降趨勢，反映了鐘萼木長期系統發育在中低山一帶，喜溫涼，幼時耐陰的生長習性。但經數據轉化后的方差分析，4種處理造林成活率各處理間差異未達到顯著水平，說明各處理有限度開放空間并沒有顯著影響鐘萼木造林成活率。

表1 不同處理成活情況

從表1中也可以看出，造林保存率與造林成活率規律有所不同。造林保存率從高到低依次為：ZD處理> ZY處理>ZK處理>CK處理.隙地開敞度較小的CK處理和隙地開敞度較大的ZK處理，造林保存率都比ZY處理與CK處理造林保存率都低。但經方差分析，各處理兩兩造林保存率間均未達到顯著差異,但ZD處理、ZY處理、ZK處理均高于CK處理，說明在低效次生林中套種鐘萼木適度開放隙地有利于提高造林保存率，在隱蔽、雜灌草叢生的生長環境中，適應性較強、體量較大的雜灌草與鐘萼木苗木競爭水分和營養物質具有較強的優勢，影響了鐘萼木的生存。因此，在幼林階段，在適度開放的基礎上，應加強撫育管理，為鐘萼木植入創造有利的生長環境。

4.2 高徑生長量

表2是不同處理鐘萼木生長狀況的測定結果。由表2中可知，不同處理間6 a生鐘萼木高徑生長量存在較大的差異。樹高平均生長量最高為ZD處理，為2.76 m。

表2 不同處理鐘萼木生長狀況(6 a生)

其次是ZY處理，為2.46 m，ZK處理樹高為2.28 m，ZD處理、ZY處理和ZK處理樹高均極顯著高于CK處理(p<0.01)；ZD處理、ZY處理顯著高于ZK處理(p<0.05)；其它處理間差異不顯著。

6a生鐘萼木胸徑最大是ZY處理，為2.71 cm，其次是ZK處理(2.64 cm)和 ZD處理(2.52 cm),最小是CK處理。ZD處理、ZY處理、ZK處理的胸徑均極顯著大于CK處理(p<0.01)，表明ZD處理、ZY處理、ZK處理平均胸徑均極顯著大于CK處理，其它處理間差異未達到顯著水平。說明已有的林木或雜灌草對植入鐘萼木高徑生長產生了競爭或脅迫，不僅僅是爭奪水分、營養物質，而且隨著林齡增長，鐘萼木表現出了中性偏陽的生物學特性，在生長發育過程中需要較多的光照，處于較郁閉狀態的CK處理鐘萼木的高徑生長處于劣勢。由此可知，在低效次生林中套種鐘萼木，適當的人為干擾是必要的，有利于定向的保護性更新。

4.3 立木材積

材積是林木生物產量積累的重要表現[9]。從表2中可知:4種處理中單株立木材積最高是ZY處理，其次是ZD處理和ZY處理，CK處理較低；單位面積立木材積則表現為：ZD處理> ZK處理>ZY處理 >CK處理，除CK處理外，可以看出，ZD處理、ZY處理和ZK處理立木材積與經營密度相關，經營密度大，單位立木材積高，經營密度小則反之。ZD處理現存密度1258株/hm2,比ZY處理株數增加了115.8%，比ZK處理增加了22.6%，ZK處理比ZY處理增加76.0%。從單株立木材積方差分析，ZD處理、ZK處理、ZY處理與CK處理間存在極顯著差異(p<0.01)，其它處理間差異未達到顯著水平；從單位面積立木材積方差分析，ZD處理、ZK處理、ZY處理與CK處理間存在極顯著差異(p<0.01)，ZD處理、ZK處理與ZY處理間也達到極顯著水平(p<0.01)，顯然是由于株數較大差異所致，ZD處理與ZK處理間差異達到顯著水平(p<0.05)。

ZD處理與同樣造林密度的CK處理比，現存株數增加2.7%，單株立木材積增加2倍多，單位面積立木材積也增加2.5倍。很明顯適當的人為干擾在低效次生林套種鐘萼木林分培育中是一個重要技術措施，其對目的經營目標的形成發揮著重要作用。在低效處理中套種鐘萼木試驗中選擇ZD處理比較適宜，也便于操作。

4.4 樹冠生長發育

樹冠是林木第一性生產力的主要器官，對生態功能發揮和風景形成起著重要作用。從表2也可以看出，冠幅生長從大到小依次為：ZK處理>ZD處理> ZY處理>CK處理。冠長生長從大到小依次為ZD處理>ZY處理> ZK處理> CK處理。

綠量指生長中的植物莖、葉所占空間面積的多少, 常用于評價綠地立體結構和生態效益[10，11]。從綠量分析，則表現為：ZD處理> ZK處理> ZY處理>CK處理。經方差分析，ZD處理、ZK處理與CK處理、ZY處理綠量間存在極顯著差異(p<0.01)，ZD處理與ZK處理綠量間存在顯著差異(p<0.05)，其它處理間未達到顯著水平，ZY處理綠量與CK處理雖然未達到顯著水平，但高于CK處理，增加11.0%。表明ZD處理綠量高于CK處理、ZK處理、ZY處理，這在生態效益和風景構成層面有重要意義。

ZD處理、ZY處理、ZK處理采取不同方式擇伐、不同方式套種，形成了空間異質性，但配置有一定的規律性，實際上形成了有序混交格局。鐘萼木樹體高大，隨著林齡增大，在垂直分布上將呈層次明顯的層片結構，而在水平分布上，表現為斑塊鑲嵌的配置。隨著不同季相、不同樹種林相的異質變化，可以在較大程度上增添其風景觀賞價值。

5 結論

低效次生林林分結構不理想，林木生長發育不良，改造低效次生林是現代林業建設的現實需要，也是客觀要求。在低效次生林中套種鐘萼木的試驗結果表明：在適當人為干擾下(ZD處理、ZK處理和ZY處理)6 a生鐘萼木生長發育良好，造林成活率和保存率均在92%以上；高徑生長量、單株立木材積、單位面積立木材積均極顯著高于CK處理；綠量ZD處理、ZK處理極顯著高于CK處理，ZY處理綠量雖然未達到顯著水平，但高于CK處理，增加11.0%。

不同人為干擾處理中以ZD處理較為適宜。ZD處理樹高生長量顯著高于ZK處理。ZD處理單位面積立木材積和綠量均最高，與ZY處理比達到極顯著水平，與ZK處理比達到顯著水平。