10年生杉木機械造林與煉山造林生長過程差異分析

章文前

(三明市梅列區(qū)林業(yè)局，福建 三明 365000)

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國特有的用材樹種，在17個省(市、自治區(qū))均有大面積人工栽培，在人工林栽培上占有重要地位。南方林區(qū)杉木人工栽培傳統(tǒng)上采取煉山清理，全面或塊狀整地的方式，勞動強度大、效率低，且容易導(dǎo)致水土流失，有機質(zhì)減少，影響生物多樣性、土壤肥力等諸多因素，最終影響林木生長[1－3]，探討不煉山機械造林替代傳統(tǒng)人工煉山造林具有現(xiàn)實意義。我國開展機械造林的歷史較短，報道也不多，涉及的內(nèi)容主要有設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用、困難林地造林、使用效果等[4－7]。童慶輝[8]研究表明，使用挖坑機造林工效可提高5倍左右，每公頃可減少營林成本750元以上，是一條切實可行的造林新途徑。樹木的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性是開展林業(yè)科研和生產(chǎn)必不可少的基礎(chǔ)材料，而樹木的生長規(guī)律又是樹種生物學(xué)特性的一個重要方面，但有關(guān)杉木機械造林的生長過程鮮見報道。為此，本研究進行了杉木機械造林生長過程的測定與分析，試圖揭示其生長過程與傳統(tǒng)煉山造林的差異性，為制訂經(jīng)營措施及機械造林技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省三明市梅列區(qū)(26°6'－26°46'N，117°32'－118°6'E)陳大鎮(zhèn)林場31林班3大班6小班，平均海拔370 m，平均坡度22.5°，屬中亞熱帶海洋性兼大陸性季風(fēng)氣候，年均溫度19.4℃，年降水量1786.8 mm，相對濕度79%，年均蒸發(fā)量1452.6 mm，無霜期306 d。土壤為酸性巖發(fā)育的紅壤，土層深厚，較肥沃。主要植被為少葉黃杞(Engelhardia fenzelii)、百兩金(Ardisia crispa)、絨楠(Machilus velutina)、檵木(Loropetalum chinense)、狗脊(Cibotium barometz)、油莎草(Cyperus esculentus)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)等。其前茬為杉木人工林。

2 試驗方法

選擇立地條件相似的一面坡，分為A、B兩區(qū)(相鄰)。A區(qū)采取煉山造林，塊狀整地，穴規(guī)格:40 cm×40 cm×30 cm;B區(qū)不煉山，采取挖坑機挖坑，分為B1和B2兩小區(qū)，B1挖坑直徑200 mm，挖坑深度350 mm，B2挖坑直徑300 mm，挖坑深度350 mm。以上3水平分別在等坡位(上、中、下)各建立一塊面積為20 m×30 m標(biāo)準(zhǔn)地。采用簡單對比試驗設(shè)計，設(shè)3個重復(fù)，共9個小區(qū)。試驗林于2002年春用永安林業(yè)(集團)有限公司苗木中心提供的杉木實生容器苗，平均苗高0.15 m、平均地徑0.23 cm，同時造林，造林密度為2700株·hm－2。造林后，1－3年進行擴穴(坑)撫育，每年全面鋤草1次，擴穴同時施氮磷復(fù)合肥0.060 kg·株－1，第4年以后每年全面劈草1次，直至第6年郁閉。

栽植后，每年分小區(qū)每木測定杉木的胸徑、樹高，計算每小區(qū)林分各年份的平均胸徑、樹高，計算3種處理各年份胸徑(D)、樹高(H)的總生長量、平均生長量、連年生長量以及立木材積(V)。

3 結(jié)果與分析

3.1 整地方式對杉木人工林胸徑生長過程的影響

由表1可知，不同整地方式對10年生杉木胸徑生長總量影響不大，A處理僅比B1、B2處理小0.28和0.24 cm，但生長過程卻存在較大的差異。從胸徑連年生長量看，A處理最大值出現(xiàn)在林齡5年時，達1.37 cm，B1、B2均出現(xiàn)在林齡8年時，分別達到1.44和1.43 cm;幼林早期(4、5年)的連年生長量，A處理分別達 1.19、1.37 cm，比 B1處理的 0.92、1.08 cm 分別增加了 29.3% 和 26.9%，比 B2處理的 0.92、1.08 cm 分別增加了29.3%和26.9%;幼林后期(8 －10 年)的連年生長量，A 處理分別是1.04、0.87 和0.87 cm，比 B1處理的 1.44、1.28、1.18 cm 分別降低了 27.8%、32.0%和 26.3%，比 B2處理的 1.43、1.29、1.17 cm 分別降低了27.3%、32.6%和25.6%。從胸徑平均生長量看，A處理最大值出現(xiàn)在林齡8年時，與連年生長量相交出現(xiàn)在8.8年，B1、B2處理最大值均在10年之后，與連年生長量相交也均在10年之后，按趨勢可能出現(xiàn)在11－12年。

3.2 整地方式對杉木人工林樹高生長過程的影響

由表2可知，樹高生長過程與胸徑生長過程有較多相似之處。與B1、B2處理相比，A處理具有早期速生特點，幼林早期生長較快，幼林后期生長較為緩慢，連年生長量最大值出現(xiàn)在林齡5－6年時，達1.37 cm，平均生長量最大值出現(xiàn)在林齡9年時，連年生長量和平均生長量在林齡9.4年相交。B1、B2處理樹高平均生長量最大值出現(xiàn)在林齡10年之后，連年生長量和平均生長量尚未相交，按趨勢將在之后2－3年相交，即比A處理連年生長量與平均生長量相交時間預(yù)計推遲2－3年，表明樹高可遲緩2－3年下降。不同處理樹高生長差距隨著林齡增長而起伏變動，幼林早期(2－4年)樹高相差10－20 cm，B1、B2處理平均樹高生長明顯低些，幼林中期(5－7年)略有加大，幼林后期(8－10年)B1、B2處理反超A處理6－13 cm。

表1 不同處理杉木人工林胸徑生長進程1)Table1 Growth process of diameter at breast height of C.lanceolata plantations in different treatments

表2 不同處理杉木人工林樹高生長進程1)Table2 Growth process of tree heights of C.lanceolata plantations in different treatments

3.3 整地方式對杉木人工林材積生長的影響

由表3可知，進階后4年中，無論是A處理還是B1和B2處理，杉木單株材積總生長量均隨著年齡的增加而增大，平均生長量一直處于上升狀態(tài)，均未達到最大值，但B1和B2處理杉木的材積生長逐漸優(yōu)于A處理。幼林后期(8－10年)B1和B2處理的連年生長量均大于A處理，到林齡10年時總生長量和平均生長量也均超過 A 處理，B1處理為 0.0298 和 0.003 m3，分別比 A 處理 0.0274、0.0027 m3增加 8.8%和11.1%，B2處理為 0.0294 和 0.0029 m3，分別比 A 處理增加 7.3%和 7.4%。

表3 不同處理杉木人工林材積生長進程1)Table3 Growth process of volumes of C.lanceolata plantations in different treatments

4 小結(jié)

傳統(tǒng)人工煉山造林杉木具有早期速生特點，其幼林早期胸徑、樹高生長比不煉山機械造林快，但幼林后期反之。材積生長量在幼林后期逐漸不如機械挖穴整地造林，可能原因是煉山后表土層土壤疏松，土壤速效養(yǎng)分增加[9，10]，且煉山后雜草減少，一定程度上減少雜草與杉木幼樹的競爭，有利于杉木早期生長，但是煉山帶來速效養(yǎng)分容易被雨水沖刷或重新固定，營養(yǎng)物質(zhì)流失嚴重，貯備量減少，不利于后期生長;而機械挖穴整地造林破土面小，保持了地表植被，可有效減少水土流失，保護了生物多樣性，維持了杉木適宜的生長環(huán)境，有利于杉木幼齡后期的生長。為此，建議在幼林早期(2－5年)加強經(jīng)營管理，對傳統(tǒng)煉山塊狀整地造的杉木林，側(cè)重于保持水土，提升幼林后期營養(yǎng)物質(zhì)儲量，可采取套種綠肥植物，增加地表覆蓋;對于不煉山機械挖穴整地造的杉木林，早期要增強撫育力度，減少雜草競爭，促進早期生長，在造林后前3年，每年除草2次為好，可適當(dāng)追施肥料，有條件的地方可以用割灌機機械割草。

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