杉木低比例混交福建柏的生長效應

林華忠

(福建省將樂國有林場，福建 將樂 353300)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)生長快、材質(zhì)好、用途廣，是我國重要的速生用材樹種之一，也是福建省主要的用材造林樹種[1]。作為我國集約化種植程度較高的樹種，杉木在南方主要產(chǎn)區(qū)多以營造純林為主，致使土壤細菌群落多樣性和豐富度顯著低于自然林和杉闊混交林[2]。特別是杉木連栽人工林中，1代林中土壤細菌數(shù)量高于2代、3代林，且立地衰退嚴重[3]，林分結構單一，病蟲害危害風險升高[4]。而營造混交林，改善林分空間結構和土壤理化性質(zhì)，維持土壤地力是杉木可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。黃宇等[5]研究發(fā)現(xiàn)杉木與火力楠混交林C、N貯量要高于杉木純林。陳欣凡等[4]比較了杉木千年桐混交林與杉木純林土壤的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)混交林土壤容重和總孔隙度優(yōu)于杉木純林，并緩和了土壤酸度。封磊等[6]分析了杉木混交林喬木層結構及其動態(tài)變化，認為杉木與楠木、檫木、樟樹、觀光木等樹種的混交林中，杉木長勢均優(yōu)于杉木純林。作為我國二級保護植物，福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry et Thomas)被認為是一個優(yōu)良的混交樹種[7-8]。盛煒彤等[8]研究了14年生福建柏混交林的生長、空間分布格局和生物量的特征，認為混交福建柏能促進杉木生長，拓寬了杉木人工林混交樹種范圍，從此福建柏作為杉木人工林培育中的混交樹種逐步得到重視。已有研究表明，合理營建杉木福建柏混交林能有效維持地力，促進林分生長，構建良好的空間分布格局，能形成有利于杉木生長的生境[8-13]。縱觀已有的研究報道，杉木與福建柏的混交比例不一，多數(shù)報道以高比例混交福建柏(福建柏比例大于50%)的混交林為對象[8，10，13]，從生長量、地力維護等生態(tài)效應方面來探討混交效果。本文著重從杉木生長、木材基本密度方面來分析低比例混交福建柏(福建柏比例小于30%)對杉木人工林生長的影響，探討對杉木生長和木材材性有良好促進或改善效果的混交比例，以期為杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1　試驗點概況

試驗點位于福建省三明市將樂縣，為杉木中心產(chǎn)區(qū)[14]。試驗林位于117°26′59″E、26°43′52″N，為福建省將樂國有林場經(jīng)營區(qū)061林班2大班8小班，面積3.73 hm2。屬中亞熱帶季風氣候，溫暖濕潤。年均氣溫18.7 ℃，≥10 ℃年有效積溫5500～6800 ℃。年均降水量1669 mm，年均相對濕度82%，年均無霜期287 d。下坡，坡向西南。海拔231～250 m。山地紅壤，Ⅲ類立地質(zhì)量等級。

2　材料與方法

2.1　試驗設計

福建柏混交比例設置3個水平：25%、15%、5%，梅花狀混交。每種混交比例種植0.67 hm2，同時種植杉木純林為對照。

2.2　試驗林營建

杉木用種為福建省邵武衛(wèi)閩國有林場杉木第1代種子園良種，福建柏用種為將樂縣商品種，2000年播種育苗。2001年春營建試驗林，煉山整地，挖明穴回表土，穴規(guī)格50 cm×40 cm×30 cm，造林前7 d每穴施過磷酸鈣250 g為基肥。初植密度2500株·hm-2，根據(jù)杉木速生豐產(chǎn)林培育技術規(guī)程[14]撫育管理，2009年衛(wèi)生伐1次。

2.3　調(diào)查與統(tǒng)計方法

2017年9月，在每種混交比例試驗林中(包括對照)設置20 m×20 m樣地各1塊，每樣地每木調(diào)查樹高、胸徑。按V杉木=0.00005877042D1.9699831H0.89646157、V福建柏=0.00005685D1.629996H1.261954分別估算杉木、福建柏單株立木材積[15-16]。

在每塊樣地中分別選取杉木平均木3株，在胸高處鉆取木芯以測定木材基本密度[17]。木材基本密度以飽和含水量法測定：BG=1/[(M-M1)/M1+1/DW]，式中，BG為木材基本密度(g·cm-3)；M為木芯水飽和時的重量(g)；M1為木芯烘干時(105 ℃)的恒重(g)；DW為構成細胞壁的木材物質(zhì)的比重，取平均值1.53[18]。

采用無重復單因素方差分析，以單株為單位比較各混交比例間生長差異。樣地調(diào)查情況見表1。

表1　樣地概況

3　結果與分析

3.1　混交試驗林總體生長情況分析

由表2可知，試驗林17年生時平均樹高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為10.28 m、13.4 cm、0.09205 m3、0.34569 g·cm-3。林分生長一般，這主要是由于造林地肥力較低，為Ⅲ類立地所致。

表2　試驗林17年生時平均生長情況

由表3可知，試驗林17年生時，杉木(含純林對照)平均樹高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為10.55 m、13.6 cm、0.09844 m3、0.33937 g·cm-3，混交林中福建柏的平均樹高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為8.83 m、11.9 cm、0.05667 m3、0.37215 g·cm-3。變異系數(shù)均為單株立木材積最大，木材基本密度最小，與相關報道相符[16-17]。由于種植在Ⅲ類立地，杉木與福建柏的生長表現(xiàn)一般，但總體而言杉木生長優(yōu)于福建柏，但與相關研究相比，生長差異更小[8，11]，這可能是由于福建柏具有耐瘠薄的生物學特性，在立地較差條件下縮小了與杉木的生長差異所致。

表3　試驗林17年生時平均生長量

表4　不同混交比例混交林中杉木生長方差分析

*：Sig.<0.01為差異極顯著，0.01≤Sig.<0.05為差異顯著，Sig.≥0.05為差異不顯著；下同。

3.2　不同混交比例對杉木生長的影響

不同混交比例的杉木福建柏混交林中杉木生長及木材基本密度的方差分析結果(表4)表明，除了木材基本密度不同混交比例間達到顯著差異外，樹高、胸徑、材積在不同混交比例間差異均不顯著。但進一步的LSD多重比較(表5)表明，與杉木純林相比，混交15%福建柏的混交林中，杉木平均樹高為11.10 m，明顯比杉木純林(10.22 m)高8.61%；木材基本密度為0.35300 g·cm-3，明顯比杉木純林(0.33066 g·cm-3)大6.76%，；混交25%、5%福建柏的混交林中，杉木平均胸徑分別為14.1 cm、14.2 cm，分別比杉木純林(12.6 cm)大11.75%、12.54%；所有混交林中，杉木單株立木材積均比純林(0.07891 m3)大32.78%以上。不同比例混交福建柏的混交林間，杉木的生長差異不顯著?？梢姡灰谏寄救斯ち种谢旖?%以上的福建柏，即可有效促進杉木的生長，特別是單株立木材積。同時也可得知，混交5%～25%的福建柏對杉木生長的正向影響相當。然而對杉木木材基本密度的影響，則是混交15%的福建柏的混交林具有最好的正向影響。

表5　不同混交比例混交林中杉木生長LSD多重比較

3.3　不同混交比例對福建柏生長的影響

不同混交比例下，混交林中福建柏生長及木材基本密度的方差分析結果(表6)表明，樹高、木材基本密度在不同混交比例間差異達顯著、極顯著水平，胸徑、單株立木材積在不同混交比例間差異均不顯著。進一步的LSD多重比較(表7)表明，混交15%、25%的福建柏混交林中，福建柏的平均樹高分別為9.21 、9.15 m，均顯著高于混交5%福建柏的混交林。而混交5%福建柏的混交林中，福建柏的木材基本密度達到0.40544 g·cm-3，顯著大于其它2種混交比例的混交林?？梢?，不同福建柏混交比例對福建柏的生長影響不像對杉木的影響那樣呈現(xiàn)規(guī)律性，還需進一步深入研究。

表6　不同混交比例福建柏生長方差分析

3.4　不同混交比例混交林蓄積量比較

福建柏不同混交比例的混交林與杉木純林蓄積量的對比分析結果(表8)表明，混交25%、15%、5%福建柏的混交林，單位面積總蓄積量分別為178.7907、188.4641、186.2480 m3·hm-2，分別比杉木純林(154.1394 m3·hm-2)提高15.99%、22.27%、20.83%，以福建柏混交比例為15%時總蓄積量最大，杉木蓄積量也比杉木純林大6.39%。

表7　不同混交比例福建柏生長LSD多重比較

表8　不同混交比例的混交林蓄積量分析

3.5　不同混交比例混交林林分結構

樣地內(nèi)杉木、福建柏的生長和木材基本密度分布正態(tài)性檢驗圖見圖1、圖2。從圖中可知，樣地中杉木、福建柏的生長和木材基本密度基本接近正態(tài)分布，符合林木生長一般規(guī)律。說明混交福建柏比例5%～25%的混交林目前林分結構比較合理，這對林木的生長有利，有較大的生長潛力。當然，隨著林木的生長，林分結構、種間關系會發(fā)生變化，還需要繼續(xù)觀測，并通過間伐、修枝等措施來調(diào)整林分結構和種間關系。

圖a、c、e、f中曲線為擬合正態(tài)分布曲線，下同。圖1　試驗林中杉木生長、木材基本密度分布正態(tài)性

圖2　試驗林中福建柏生長、木材基本密度分布正態(tài)性

4　結論與討論

本研究分析了混交5%～25%福建柏的杉木福建柏混交林中杉木的生長和木材密度變化情況，發(fā)現(xiàn)在杉木人工林中低比例混交福建柏，對杉木樹高、胸徑、材積和木材基本密度均產(chǎn)生了一定的促進作用?；旖?5%的福建柏能使杉木樹高生長提高8.61%，木材基本密度提高6.76%；而混交25%、5%的福建柏能使杉木胸徑生長分別提高11.75%、12.54%；混交25%、15%、5%的福建柏能使杉木單株立木材積增加，分別比杉木純林提高32.78%、36.04%、36.53%，混交林分總蓄積量分別比杉木純林提高15.99%、22.27%、20.83%?？傮w而言，混交15%福建柏的混交林對杉木人工林生長、木材基本密度和蓄積量均有明顯的促進作用。

盛煒彤等[8]對14年生杉木、福建柏混交林(福建柏比例為74.45%)的生長進行分析，認為混交福建柏不僅能有效促進杉木生長，還能延緩杉木高生長衰退?；旖涣种猩寄酒骄鶚涓?、胸徑分別比杉木純林大5.5%、7.8%，13 a林齡時混交林中杉木樹高的連年生長量較9 a林齡時低14%，而同期杉木純林則低35%，提出了福建柏為杉木人工林培育的優(yōu)良伴生樹種這一結論。黃曉東[11]、張任好[12]利用樹干解析方法分析了20年生杉木、福建柏混交林中杉木和福建柏樹干生長規(guī)律，指出杉木和福建柏具有不同的生長勢，2個樹種混交能形成穩(wěn)定的復層林結構而協(xié)調(diào)生長，在Ⅰ類和Ⅱ類立地條件下，應以杉木為目的樹種，福建柏為伴生樹種營建混交林。

本研究認為在Ⅲ類立地混交15%的福建柏對杉木人工林生長和木材密度有著最佳促進作用，但在此種立地條件、混交比例下，林分結構及其動態(tài)變化、地力恢復、生態(tài)效應、種間關系等規(guī)律的揭示，還需對試驗林進行持續(xù)跟蹤調(diào)查、分析，逐步深入研究。

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勘誤說明

本刊2017年第4期《孝義市古樹名木特征及其保護》一文有誤，現(xiàn)在更正如下：

第131頁中作者單位“(孝義市園林綠化局園林學院，山西 孝義 032300)”應更正為“(孝義市園林綠化局，山西 孝義 032300)”。