杉木中齡林間伐后不同保留密度和施肥試驗研究

彭桂永

摘 要：杉木中齡林撫育采伐后，開展了不同保留密度和施肥試驗，6年后進行調查，結果表明：林分不同保留密度對樹高生長影響不顯著，林分胸徑生長量隨著保留密度的減少增加顯著，林分蓄積要保持較大的生長量，林分保留密度和蓄積量應科學合理；與未施肥試驗地相比，施肥后林分胸徑、樹高、蓄積等生長量顯著提高，生長量均隨著施肥量的增加而增加。

關鍵詞：杉木；密度；施肥；生長量

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）12-0094-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國南方重要的速生豐產用材樹種之一，占全國速生豐產林面積的10%[1]。杉木造林密度一般較大，通過撫育采伐調整林分結構已成為杉木人工林經(jīng)營管理的關鍵技術[2]。施肥作為維持和提高林地土壤肥力，促進林木生長的一項重要措施，近年來在杉木培育中應用十分廣泛[3，4]。由于林業(yè)生長周期長，對杉木林采取不同經(jīng)營措施的評價比較難，關于間伐后不同保留密度和施肥措施對杉木林分生長的影響研究較多，但研究周期相對較短，結論不一。為此，筆者以6年的時間跨度研究了杉木中齡林間伐后不同保留密度和施肥量對林分生長的影響，為本區(qū)域杉木人工林的培育提供借鑒。

1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于福建省古田黃田國有林場里井工區(qū)13大班10小班內，東經(jīng)118°36′15.3″，北緯26°25′19.2″，地處閩江中游東岸。土壤紅壤，成土母巖為巖漿巖，土層厚96cm，腐殖質層23cm，立地指數(shù)15，海拔100～160m，平均坡度20°。屬中亞熱帶沿海季風型氣候地帶，年均氣溫18.5℃，年均降水量1 610mm，高溫多雨常相伴出現(xiàn)，年無霜期310d左右。小班造林面積5.733 3hm2，1995年栽植，初始密度2 280株/hm2，杉木純林，林下植被以五節(jié)芒、蕨類為主，蓋度0.7。2004年進行第一次撫育采伐，2009年進行第二次撫育采伐。2009年伐前林分平均胸徑13.1cm、平均樹高12.4m，林木株數(shù)1 440株/hm2，單位林分蓄積123.2m3/hm2。

2 試驗設計與調查方法

2.1 試驗設計 試驗采用雙因素完全隨機不重復設計，A因素沿等高線排列設置4個水平，B因素按上、中、下坡位設置3個水平，共設12個小區(qū)，各試驗小區(qū)面積為667m2，小區(qū)坡向基本相同。2009年下半年進行第二次撫育采伐，伐后各試驗小區(qū)林分保留密度嚴格按試驗設計要求，各小區(qū)之間保留3～5行（列）林木作為隔離帶。施肥時間為2010年3月，施肥方法按常規(guī)進行。

2.2 研究方法 分別于2009、2015年12月，每木調查各個小區(qū)的林木胸徑和樹高，采用福建省杉木人工林二元立木材積公式V=0.0000872D1.785388607H0.9313923697計算各試驗小區(qū)的立木材積。有關調查、計算方法按常規(guī)方法進行，統(tǒng)計分析采用DPS軟件計算。

3 結果與分析

3.1 杉木本底值對試驗結果的影響 為提高試驗準確性，減少試驗誤差，試驗設計時應遵循單一差異原則，但從2009年撫育采伐后林分狀況調查結果（表1）可知，采伐時各試驗小區(qū)保留密度可以嚴格按照試驗設計控制外，其他林分因子如平均胸徑、平均樹高等不可能做到完全一致，對本試驗結果可能存在影響。1919年英國植物生理學家Blackman認為，植物生長服從復利法則，植物在生長過程中植株越大，其生產的干物質就越多。因此，在分析試驗結果數(shù)據(jù)前，以2009年伐后林分狀況的平均胸徑、平均樹高為自變量，分別以伐后6年林分胸徑、樹高和蓄積等生長量為因變量建立回歸方程，采用回歸分析法，分別檢驗因變量與自變量之間的線性關系是否顯著，以消除試驗本底值對試驗結果的影響。試驗小區(qū)杉木6年生長量見表2，各回歸方程經(jīng)F值檢驗，杉木胸徑、樹高、林分蓄積等生長量方程的F值分別為2.152、1.961、0.787，均小于F0.05（2，9）=4.26，即試驗本底值與各試驗結果之間回歸關系不顯著，試驗結果數(shù)據(jù)不必進行調整，可直接以6年生長量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

表1 各試驗小區(qū)杉木林分間伐后調查結果（2009年）

[因素/項目 B1（250g） B2（500g） B3（CK） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） A1（1125株/hm2） 14.9 13.72 9.322 14.3 13.03 8.256 13.2 12.45 6.859 A2（900株/hm2） 14.5 13.52 7.007 14 12.94 6.318 12.5 12.15 4.867 A3（675株/hm2） 12.7 13.52 4.148 14.2 13.13 4.927 13.1 12.35 4.03 A4（1 350株/hm2） 12.8 12.45 7.791 12.2 12.54 7.199 11.3 11.86 5.961 ]

注：A因素為試驗小區(qū)撫育采伐后保留密度，B因素為每株樹木施肥數(shù)量，肥料種類為俄羅斯阿康復合肥，NPK含量均16%。

表2 各試驗小區(qū)杉木林分6年生長量（2015年）

[因素/項目 B1（250g） B2（500g） B3（CK） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） 胸徑（cm） 樹高（m） 蓄積（m3） A1（1125株/hm2） 4.8 3.65 9.796 5.4 4.08 10.595 4.3 3.5 7.434 A2（900株/hm2） 5.4 3.81 8.532 5.9 4.4 9.23 4.8 3.68 6.257 A3（675株/hm2） 6.2 3.8 6.476 6.2 4.08 7.177 5.6 3.66 5.658 A4（1 350株/hm2） 4.7 3.87 9.731 5.2 3.68 10.046 4.1 3.37 7.116 ]

3.2 不同因素對杉木胸徑6年生長量的影響 按照雙因素完全隨機不重復試驗統(tǒng)計分析，不同因素對杉木中齡林6年生長量的影響見表3。由表3可知，林分不同保留密度和施肥二因素對杉木胸徑6年生長量的影響均為極顯著，采用Tukey法多重比較，密度因素中：處理3與其他3個處理之間差異極顯著，處理2與處理4之間差異極顯著，處理2與處理1之間差異顯著，其余各處理之間差異不顯著；施肥因素中：處理1、處理2與處理3（對照區(qū)）之間差異極顯著，處理2與處理1之間差異顯著，其余處理之間差異不顯著。

從表2可知，對于林分胸徑6年生長量，密度因素：處理3、處理2、處理1的分別比處理4的增加了28.6%、15.0%、3.6%，最好的為處理3，6年生長量為6cm、6年相對生長率為45.0%，由此說明，通過撫育采伐，林分密度越小，林分胸徑6年生長量越大，這與其他的研究結果一致[5-6]；施肥因素：處理2、處理1的分別比處理3（不施肥）的增加了20.7%、12.2%，由此可知，杉木中齡林撫育采伐后通過施肥可以明顯地促進林木胸徑生長，而且施肥量較多的效果好于施肥量少的。

表3 不同因素對杉木6年生長量的影響

[因素 胸徑 樹高 林分蓄積 各顯著水平F值 A（密度） 47.084** 1.944 22.878** F0.01（3，6）=9.78 F0.05（3，6）=4.76 B（施肥） 41.675** 8.708* 35.817** F0.01（2，6）=10.9 F0.05（2，6）=5.14 ]

3.3 不同因素對杉木樹高6年生長量的影響 由表2、表3可知，密度因素對杉木樹高6年生長量的影響不顯著，密度處理2、處理3、處理1的6年生長量分別比處理4的增加了8.9%、5.7%、2.8%，以林分保留密度60株的最好、90株的最差。這說明，杉木中齡林伐后保留密度大小與樹高生長的相關性不明顯。施肥因素對杉木樹高6年生長量的影響較顯著，采用Tukey法多重比較，處理2與處理3之間差異顯著，其余處理之間差異不顯。處理2、處理1的樹高生長量分別比處理3（不施肥）的增加了14.3%、6.5%，由此說明，中齡林杉木撫育采伐后施肥可以促進樹高生長，而且施肥量較多的效果優(yōu)于施肥量少的。

3.4 不同因素對杉木林分蓄積6年生長量的影響 由表2可知，對于密度因素的試驗結果，采用不同的蓄積生長指標得出的評價結論是不同的。林木單株蓄積6年生長量最好的是處理3，為0.143 0m3，其次是處理2，為0.133 4m3，最差的是處理4，為0.099 6m3，林木單株蓄積隨著林分保留密度的減少而增加；試驗第6年（2015年）林分總生產量與伐前的相比，處理1、處理2、處理3、處理4的相對生長率分別為100.6%、91.6%、82.5%、126.2%，相對生產率最高的為處理4，其次為處理1，最差的為處理3；對于林分蓄積6年生長量，處理1、處理4、處理2的分別比處理3的增加了44.1%、39.3%、24.4%，林分蓄積6年生長量最大的為處理1，其次為處理4。從以上分析可知，處理3林分胸徑6年生長量最大，但林分密度最小，林分蓄積6年生長量最小。由此可見，間伐后保留密度若不科學合理，不一定能提高林分蓄積生長量，這與諶紅輝等認為撫育采伐能否提高林分總蓄積需到主伐時才能得到結論的研究結果相一致[7-9]。

從表3可知，密度因素對林分蓄積6年生長量的影響極為顯著，采用Tukey法多重比較，處理3與處理1、處理4之間差異極顯著，處理3與處理2之間差異顯著，其余各處理之間差異不顯著。由此說明，在試驗區(qū)域杉木中齡林間伐后保留密度675株/hm2是不科學合理的，林分蓄積要保持較大的生長量，間伐強度應適中，保留合理的密度和蓄積量，才最適合林分生長。

從表3可知，施肥因素對試驗小區(qū)林分蓄積6年生長量的影響均為極顯，采用Tukey法多重比較，處理1、處理2與處理3之間差異極顯著，其余各處理之間差異不顯著。施肥處理2、處理1的林分蓄積6年生長量分別比處理3（不施肥）的增加了40.0%、30.5%，這說明中齡林杉木林分伐后施肥的效果極顯著，而且施肥量較多的效果好于施肥量少的，對于生產實踐具有很強的指導意義。

4 結論與討論

（1）杉木中齡林撫育采伐后，林分胸徑生長量隨著保留密度的減少而增加，不同保留密度的林分胸徑生長量差異極顯著，保留密度為675株/hm2的林分胸徑6年生長量為6cm、6年相對生長率為45.0%；林分不同保留密度對樹高生長影響不顯著，樹高6年生長量與林分密度大小之間相關性不明顯；林分不同保留密度對蓄積生長影響極顯著，林分蓄積要保持較大的生長量，間伐強度應適中，林分保留密度和蓄積量應科學合理。

（2）杉木中齡林施肥對林分胸徑、蓄積6年生長量的影響極為顯著，對樹高6年生長量的影響顯著，胸徑、樹高和蓄積生長量均隨著施肥量的增加而增加。每株林木施用復合肥500g與250g的林分蓄積6年生長量之間差異不顯著，比不施肥的分別增加了40.0%、30.5%。

（3）對于杉木中齡林，若以提高林分蓄積為培育目標，當林分密度較低時不宜采用撫育采伐措施來促進林分生長，而應采用施肥措施；若以培育大徑材為目標，則應減少林分保留密度，同時配合施肥措施來促進林木生長。

參考文獻

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（責編：張宏民）