滇南地區(qū)高纖維紙漿材桉樹混交培育模式探究

胡 敏，李亞茜

(云南省墨江哈尼族自治縣聯(lián)珠鎮(zhèn)林業(yè)服務(wù)中心，云南 墨江 654800)

1 引言

桉屬(Eucalyptus)樹種簡稱桉樹，原產(chǎn)于澳大利亞，因其生長速度快、木材密度大、適應(yīng)性強、短輪伐期、出材率高等優(yōu)點[1],在我國南方大量種植。目前國內(nèi)大范圍推廣的良種有20余個,種植面積已達646.74萬hm2,云南省桉樹種植面積42.24萬hm2[2]。桉樹作為高纖維紙漿材培育，其有著三方面優(yōu)勢：一是生產(chǎn)快速，單位蓄積高；二是纖維含量高，強度大；三是抗寒、抗風(fēng)、抗病蟲害[3]。然而，隨著桉樹人工純林的多年持續(xù)經(jīng)營和多代連栽，分布由點、線到面，導(dǎo)致了土壤理化性質(zhì)嚴(yán)重退化、地力衰退、植株生長不良、病蟲害頻發(fā)、蟲害種類增多等問題日趨嚴(yán)重[4]，既影響桉樹的多年、多代持續(xù)經(jīng)營，又對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了一定威脅。杉木是重要的速生豐材樹種，生長周期較桉樹長，中性偏陰，根系淺。桉樹生長快，根系深，樹體高大，陽性。理論上桉樹與杉木混交經(jīng)營，可改變桉樹純林結(jié)構(gòu)功能單一的同時，通過長短結(jié)合，提升林木生長量和林木質(zhì)量?；旖涣址种械牡蚵湮锟偭勘辱駱浼兞指?，有利于養(yǎng)分元素的歸還，增加單位面積的養(yǎng)分儲存量[5]。

國內(nèi)桉樹混交研究主要代表性成果有唐仕明[6]通過調(diào)查桉樹與大葉相思的行間混交情況，發(fā)現(xiàn)桉樹與大葉相思混交可以改善土壤、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、促進生態(tài)平衡；鄭海水等[7]對雷林1號桉與大葉相思進行株間、行間、雙株、2∶1行間混交等不同方式實驗，結(jié)果表明雷林1號桉與大葉相思進行1∶1混交結(jié)構(gòu)最優(yōu)，比其他模式產(chǎn)量更高。國外近兩年桉樹混交最新研究成果代表性的有Epron等[8]通過使用活立木生物量、枯落物和土壤CO2通量的碳預(yù)算方法和耦合測量法，評估了桉樹與相思混交林的地下碳通量、凈初級生產(chǎn)力和地上地下分區(qū)的影響。而桉樹與杉木混交經(jīng)營模式的生長量研究較少，桉樹與杉木混交經(jīng)營，前期高速生長的桉樹占據(jù)上層空間成為優(yōu)勢木，促進了生長空間受到擠壓的杉木的生長[10]。以桉樹木材短期收益，彌補杉木經(jīng)營周期長的不足，利用桉樹、杉木不同空間層次生長特性，最大限度利用生長空間，實現(xiàn)“長短結(jié)合”持續(xù)經(jīng)營，豐富群落物種，改善生態(tài)環(huán)境。本文試圖對比桉樹純林和桉樹+杉木混交培育經(jīng)營模式在相同立地條件下生長狀況，通過測量單株和樣地成活率保存率、胸徑、樹高、蓄積、枯落物厚度等方面，進行統(tǒng)計分析，來探討桉樹+杉木混交林多年可持續(xù)經(jīng)營的可行性，以期改善桉樹人工純林群落結(jié)構(gòu)，促進生態(tài)系統(tǒng)良性化，達到桉樹林地多年可持續(xù)經(jīng)營[9]。

2 研究區(qū)概況

墨江縣地處滇南地區(qū)，是云南省重點林區(qū)的重要部分，林業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)，系普洱林產(chǎn)業(yè)的重要原料供應(yīng)地，且臨近擁有年產(chǎn)10萬t紙漿廠的云南云景林紙股份有限公司，桉樹作為紙漿材培育，保障產(chǎn)量的重要性不言而喻。研究區(qū)位于墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)南部曼處村，桉樹純林面積6.62 hm2，桉樹+杉木混交林面積3.83 hm2作為實驗地。地理坐標(biāo)東經(jīng)101°33′54″，北緯23°17′43″，最低海拔680～790 m，坡度18°～37°，坡向東南、西北走向，土壤類型為赤紅壤，土層厚度大于110 cm。

3 研究方法

3.1 實驗材料

根據(jù)“適地適樹”的種植原則，引進在當(dāng)?shù)剡m宜生長的巨尾桉DH33-27輕基質(zhì)組培苗[11]。進行移栽時幼苗株高達到4 cm，選擇基部有3～4條白色根須、生長健康、沒有損傷的幼苗放入營養(yǎng)袋中，添加黃土，做好保溫保濕以及除菌殺毒防曬工作。移栽7 d之后，噴霧施肥促生長，每周2次，在此期間應(yīng)適當(dāng)打開遮陽網(wǎng)讓其適應(yīng)陽光照射[11]。一個月后將幼苗置于自然環(huán)境下煉苗，并加強水肥和病蟲害防治管理，經(jīng)過2個月時間煉苗之后，當(dāng)幼苗長至20 cm時進行造林種植[12]。杉木苗選擇一年生苗高35 cm以上，粗壯且根系發(fā)達的苗木。

3.2 實驗設(shè)計

試驗區(qū)桉樹純林、桉樹+杉木混交林種植株行距為2.5 m×3.0 m，植坑規(guī)格為50 cm×50 cm×30 cm，造林密度1429株/hm2?；旖涣植捎眯菭罨旖环绞?，按照桉樹與杉木比3∶1的比例進行混交種植。整地時預(yù)留植被帶和生態(tài)溝，保護林下植被和林地凋落物[13]，每穴施基肥300 gNPK復(fù)混肥和250 g鈣鎂磷。第二年雨季前進行撫育和追肥，每珠追肥500 gNPK，第三年追肥每珠700 gNPK[14]。

單株桉樹材積=0.000088547×H0.83159×D1.81232，單株杉木材積=0.00007947559×H0.91284379×D1.8289544。

3.3 數(shù)據(jù)調(diào)查

在試驗區(qū)的桉樹純林和桉樹+杉木混交林中不同坡向、坡度各設(shè)置4個30 m×20 m的固定樣地，于第2年、第4年、第6年(采伐前)5月份，對樣地內(nèi)所有樣木進行檢尺，檢尺統(tǒng)一在上坡方向1.3 m處進行，樹高的測量在上坡方向利用測高器反復(fù)兩次取平均值，進行統(tǒng)計分析，測算樣地保存率、株數(shù)、平均樹高、平均胸徑、單株蓄積、樣地蓄積、 hm2蓄積等指標(biāo)，并挖出土壤坡面調(diào)查枯落物厚度。統(tǒng)計結(jié)果見表1和2。

表1 桉樹純林生長狀況

表2 桉樹+杉木混交林生長狀況

4 結(jié)果與分析

4.1 成活率/保存率

純林樣地初植密度為86株，桉樹+杉木混交林樣地初植密度為桉樹64株，杉木22株。由表1和表2對比可知，桉樹+杉木星狀混交模式中，樣地桉樹成活率沒有明顯的差異，均較高，僅有個別樣地杉木成活率低于85%?？梢苑治龅贸鰳拥爻苫盥逝c純林、混交林模式?jīng)]有較明顯的影響。

4.2 平均樹高和平均胸徑

桉樹+杉木混交林樣地中桉樹平均樹高、平均胸徑均高于純林。桉樹與杉木生長習(xí)性不同，桉樹占據(jù)了上層空間，而杉木生長較慢，占據(jù)中下層空間，避免了同一冠層樹種惡性競爭，最大限度里利用了光、熱和生長空間(圖1、圖2)。

圖1 純林與混交林平均樹高對比

圖2 純林與混交林平均胸徑對比

4.3單株蓄積

桉樹+杉木混交林樣地中桉樹的單株蓄積均高于桉樹純林，且隨著年份增加差值有擴大趨勢。一方面，桉樹屬于強陽性速生樹種，在幼、中齡林時期占據(jù)主林冠層，可以最大限度的吸收和利用太陽能，生長空間的擴張使得桉樹生長量提高[15]。杉木屬于中性偏陰樹種，生長速度慢于桉樹，主要占據(jù)中下層林，而桉樹又具有長枝下高，短冠長，窄冠幅的特點，從桉樹生長層透下的光和熱滿足了杉木生長需要，較大的高度差，杉木生長空間亦足夠[16]；另一方面，桉樹幼、中齡林對肥料的需求大于幼齡杉木，兩種樹種快速生長時間上的差異，導(dǎo)致施肥相同的情況下，桉樹+杉木的混交模式桉樹肥料供給大于純林(圖3)。

圖3 純林與混交林單株蓄積對比

4.4 樣地總蓄積

桉樹一代林時期，桉樹+杉木樣地總蓄積略小于桉樹純林，但差距不大，到第樹齡6年時，差距在0.26～1.12 m3之間。按趨勢推測，到二代桉樹以后，隨著杉木生長空間的擴大和肥料的供給，樣地總蓄積將超過桉樹純林(圖4)。

圖4 純林與混交林樣地平均蓄積對比

4.5 樣地枯落物厚度

桉樹純林和桉樹+杉木混交林枯落物厚度差異不明顯，因為桉樹、杉木均屬于深根型的樹種，在幼樹時期，枝葉不夠繁茂，自身的枯落物相對較少，對土壤的改善作用較為有限[17]。隨著樹齡增加，樹林逐漸郁閉，枯落物逐年增多，通過微生物的不斷作用，土壤的肥力能將得到改善，降低了土壤容重，提高了毛管孔隙度，保水鎖水作用更明顯[18]?？梢灶A(yù)測，桉樹與杉木混交的凋落物較純林更多，較高的土壤有機質(zhì)含量和發(fā)達根系有利于良好的土壤結(jié)構(gòu)的形成，土壤的理化性質(zhì)將得到進一步的改善[19]。

5 結(jié)論與討論

本實驗在云南省墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)南部曼處村設(shè)立桉樹純林與桉樹+杉木混交林各4個樣地，連續(xù)6年監(jiān)測樣地內(nèi)桉樹和杉木生長狀況，通過對樣木的成活率保存率進行測算，胸徑、樹高、枯落物厚度的測量，并計算單株平均蓄積和樣地總蓄積。結(jié)果表明：①樣地內(nèi)樣木成活率和保存率與純林或混交林經(jīng)營模式無必然聯(lián)系；②前期高速生長的桉樹占據(jù)上層空間，生長相對緩慢的杉木占據(jù)中下層，生長空間被擠壓，為了獲得更多的光、熱及生長空間，而努力生長，造成了杉木樹高快速增大[20]。而桉樹的樹高和冠幅明顯高于杉木，對杉木的胸徑造成一定負面影響[21]。桉樹混交林內(nèi)桉樹較純林擁有更多的光、熱和生長空間，平均樹高和胸徑均大于桉樹純林，隨著年份的增加，差值也有擴大趨勢。③混交林模式的桉樹單株蓄積均高于純林，樣地總蓄積前6年均低于純林，但差距不大。可以預(yù)測，二代林以后，隨著桉樹的采伐，杉木生長空間的擴大，混交林樣地總蓄積將遠大于桉樹純林。④桉樹混交林樣地較純林樣地枯落物厚度差異不明顯，但隨著樣地的郁閉，枯落物的增加，微生物的作用，桉樹混交林樣地的土壤理化性質(zhì)將優(yōu)于純林樣地，而多年連續(xù)經(jīng)營的桉樹純林土壤養(yǎng)分比例將逐漸失調(diào)，進而影響幼齡桉樹生長，形成“小老樹”[23]。