杉木林下套種珍貴樹種混交林凋落物現存量研究

劉振峰

(福建省寧化國有林場,福建 三明 365400)

1 引言

我國目前可利用的森林資源存在總量不足、造林樹種單一、林種結構不合理等許多方面的缺陷。現如今森林近自然經營模式盛行，以培育優質大徑材和珍貴樹種為目的已經成為一種趨勢。森林近自然經營可以提高地力，提高森林多樣性以及提升森林穩定性等優勢[1]。

杉木是我國南方的主要樹種，過去長期經營人工純林，既影響到林分結構，也未能合理利用林地，還降低了林分生長力，對整體的造林效果產生了不利影響。為培養大徑材杉木和珍貴樹種復層混交林，采取在主伐擇伐杉木林下套種珍貴樹種的模式，實現森林的可持續經營。根據林福星和趙壽云分別在杉木林下套種閩楠和紅錐的試驗結果，可知其對森林生長確有促進作用[2，3]。米錐、閩楠、紅豆杉均為我國主要栽培珍貴樹種，在南方大部分林區均有分布，其用途廣泛，深受喜歡[4～6]。

森林凋落物或稱森林枯落物，一般是指在森林生態系統內的枯枝、落葉、枯立木、枯落樹皮、枯死草本、枯死樹根、植物的花、果實、種子以及包括動物殘骸和他們的異化代謝產物等。這些由地上植物產生并且最后能歸還到地表面，作為降解物質和能量來源，從而維持森林生態系統功能持續穩定的所有有機質就是森林凋落物。凋落物現存量主要包含了上層未分解層、中層半分解層以及下層已分解層[7，8]。凋落物分解過程一般包括凋落物粉碎、淋溶以及有機物的分解代謝[9]。一般森林生態系統之中的森林凋落物涵蓋大部分林木養分和土壤肥力都與達到林地的凋落物種類、質量和分解速率息息相關[10～12]。

根據相關研究報道，可知次生林凋落物量大,且分解快,周轉期短,有利于養分歸還和具有良好地力維持的能力[13]。影響森林凋落物現存量的因素有緯度、海拔、樹種、林齡等[14]。在相關閩楠凋落物研究中，程煜通過對閩楠天然林林下凋落物現存量的調查，分析了其凋落物層中未分解層和半分解層的儲蓄量和含水量，結果表明，閩楠凋落物半分解層占有絕對優勢[15]。在珍貴樹種凋落物研究方面，何應會，曾佩玲，韋鑠星等通過對6年生格木、降香黃檀、紅錐等林分凋落物研究，發現其凋落物現存量不具明顯優勢[16]。

前人對森林凋落物現存量研究主要是針葉-闊葉樹種對比以及純林凋落物研究，杉木林下套種珍貴樹種混交林凋落物現存量研究方面報道較少，本文通過研究林下套種米錐、閩楠、紅豆杉3種混交林以及杉木純林森林凋落物現存量，以期為林下套種珍貴樹種混交林經營模式和森林凋落物研究提供參考。

2 試驗地概述

試驗地位于福建省寧化國有林場黃竹坑管護站67林班23大班內(東經116°38′10＂，北緯26°14′17＂)，面積15 hm2，中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫16.3 ℃，空氣濕度約為80%，年平均降水量約1750 mm。試驗地海拔高度在382～510 m，坡度17°～23°，西南朝向，土壤主要為紅壤，厚度約50 cm。該試驗地于1998年煉山后營造杉木純林，2015年主伐擇伐后杉木保留株數為45株/hm2，平均胸徑25.4 cm，平均樹高18.1 m。同年冬季林下套種閩楠、紅豆杉、米錐等珍貴樹種。

3 材料與方法

3.1 試驗設置

2015年在26年生杉木林下套種閩楠、紅豆杉、米錐3種珍貴樹種，種植密度600株/hm2，混交樹種前三年經過劈雜、塊鋤、施肥等撫育措施。

3.2 林分基本因子調查

2021年7月對杉木32年、混交樹種6年的3種混交林以及杉木純林采取樣園調查方式，分別調查杉木米錐混交林、杉木閩楠混交林、杉木紅豆杉混交林以及杉木純林4種林分中杉木、米錐、閩楠、紅豆杉的胸徑、樹高以及冠幅等基本因子(表1)，各組數據取平均值。

表1 不同林分類型主要樹種基本因子

3.3 凋落物現存量調查

林分內凋落物的取樣方法和現存量估測按照隨機加局部控制的試驗原則，根據樹種、坡向、坡位等因素，在研究的3種混交林以及杉木純林內分別設置1 m×1 m的小樣方各10個，將該范圍內可以辨別種類的所有凋落物全部收集。將收集到的所有凋落物按照杉木、混交樹種以及其他分類，分別裝入布袋。將收集的樣品帶回實驗室，在85 ℃條件下恒溫烘干24 h，測定其干重,結果見表2。

表2 不同林分類型凋落物現存量 %

4 結果與分析

4.1 不同林分基本因子比較

在本次所研究的3中混交林分以及杉木純林中，杉木米錐混交林中杉木平均胸徑26.1 cm、樹高17.6 m均為最小，杉木紅豆杉混交林中杉木平胸徑27.8 cm為最大，杉木閩楠混交林中杉木平均樹高19 m為最高；混交樹種米錐平均胸徑2.3 cm、平均樹高2.2 m均為最小，紅豆杉平均胸徑3.1 cm最大，閩楠平均樹高2.9 m為最高。

4.2 不同林分凋落物現存量比較

本研究中杉木米錐、杉木閩楠、杉木紅豆杉、杉木純林4種林分，杉木年齡均為32年，杉木林下套種的米錐、閩楠、紅豆杉年齡為6年。根據表2可知，各林分中，凋落物現存量差異較大，各林分凋落物單位面積儲量大小分別為杉木米錐混交>杉木紅豆杉混交>杉木閩楠混交>杉木純林，混交林凋落物現存量均高于杉木純林，分別為杉木純林的1.46倍、1.04倍、1.14倍。各林分凋落物單位面積儲量以杉木的凋落物為主，占比74.41%～82.84%，混交樹種凋落物占比4.64%～7.8%，其他凋落物主要為干枯草本占比12.53%～22.77%混交林相較與純林，更能充分利用現有立地條件，改善土壤肥力，提高森林抗災害能力，森林凋落物現存量是一個動態值，它受限于氣候、土壤、地形、地貌、林分類型、動物以及經營活動等因素。在本研究各林分中，杉木米錐混交林凋落物現存量最高，杉木純林凋落物現存量最小。各林分凋落物現存量中，以來自于杉木的凋落物為主，占比74.41%～82.84%，占絕對優勢。混交樹種凋落物現存量比重均較小，其中紅豆杉凋落物最高，占比7.8%；米錐凋落物最小，占比4.64%，可能原因是混交種樹生長特性以及混交樹種年齡較小。其他凋落物主要包含草本以及動物尸體等，占比12.53%～22.77%，其中杉木米錐混交林其他凋落物比重最少占12.53%，杉木純林中其他凋落物最多，占22.77%，這可能是因為混交林對草本養分和光照有影響，對林下草本植物有抑制作用。