閩南山地杉木與火力楠不同混交比例造林效果研究

黃羽

(福建省永春碧卿國有林場,福建 泉州 362603 )

杉木(Cunninghamialanceolata)是福建省山區(qū)最主要的造林樹種之一，由于杉木生長快、樹干通直、木材用途廣，林業(yè)生產(chǎn)單位和廣大林農(nóng)都喜歡種植杉木，杉木經(jīng)營的水平也在不斷提高[1]。傳統(tǒng)上，杉木造林基本都是純林，純林在生產(chǎn)上便于經(jīng)營管理。但杉木純林存在著樹種單一、林分結(jié)構(gòu)簡單、易發(fā)生病蟲害、抵御自然災(zāi)害能力弱和連續(xù)經(jīng)營引起地力退化等問題[2,3]。林業(yè)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐都表明，杉木與其他樹種進(jìn)行混交特別是杉木闊葉樹按照合理的比例混交可以改善林分結(jié)構(gòu)、促進(jìn)杉木生長和提高抗各種災(zāi)害的能力，而且緩解地力衰退[4]。永春碧卿國有林場1989年在五旗寨工區(qū)開展了杉木與火力楠(Micheliamacclurei)混交試驗，探索杉木與火力楠混交的合理比例，為閩南山地杉木與火力楠混交造林提供依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗點設(shè)在福建省永春碧卿國有林場(118°21′ E，25°18′ N)，氣候類型屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，地處低山丘陵地帶，年平均氣溫19.5 ℃，年平均降水量1 700 mm，年平均相對濕度75%，全年無霜期270 d，氣候溫和。試驗地位于五旗寨工區(qū)26林班 2大班3小班，海拔高度為650～750 m，東南向，上坡位，坡度22°，地類為II類地，土壤類型屬于山地紅壤，土層厚度達(dá)到100 cm以上，林下植被主要有桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、烏飯樹(Vacciniumbracteatum)、鹽膚木(Rhuschinensis)、菝葜(Sailaxchina)等。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

1989年2月，在五旗寨工區(qū)進(jìn)行杉木與火力楠混交造林試驗，杉木與火力楠混交比例分別為9∶1和8∶2兩種，杉木純林作為對照，試驗隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，共計9塊試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積20 m×20 m。挖穴規(guī)格40 cm×40 cm×40 cm，造林株行距1.5 m×2 m。造林苗木為1年生的裸根苗，雨天種植。

2.2 試驗林管護(hù)與調(diào)查

造林后連續(xù)3年進(jìn)行幼林撫育，1995年進(jìn)行透光伐，采伐強度20%～30%，1999年進(jìn)行撫育間伐，采伐強度30%～40%，2005年再次進(jìn)行撫育間伐，采伐強度30%～40%，2014年進(jìn)行生長伐，采伐強度40%～50%，現(xiàn)保留的平均株數(shù)為675株·hm-2。2018年7月，對9塊試驗小區(qū)進(jìn)行全面調(diào)查，按活立木進(jìn)行每木測定胸徑、樹高，統(tǒng)計平均值。在每個試驗小區(qū)內(nèi)4個角落和中間位置各設(shè)立一個垂直土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm土層，用環(huán)刀法取原狀土用于土壤水分—物理性質(zhì)測定，同時用自封袋在各層取約500 g的鮮土用于土壤化學(xué)性質(zhì)測定。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 不同比例杉木與火力楠混交生長情況對比

許多林業(yè)研究和實踐都證實，針闊混交有利于提高森林生產(chǎn)力和改善森林環(huán)境。從杉木與火力楠混交林生長情況看(表1)，混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量均高于杉木純林，其中，杉木與火力楠9∶1的混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量與杉木純林相比分別提高了12.5%、10.1%、34.1%和19.1%；杉木與火力楠8∶2的混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量與杉木純林相比分別提高了15.6%、17.5%、59.1%和27.3%。經(jīng)方差分析，混交林中杉木和純林杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量均存在顯著差異。由此說明，杉木與火力楠混交促進(jìn)了杉木生長。杉木與火力楠8∶2的混交林中火力楠生長快于杉木與火力楠9∶1的混交林，其中樹高提高了10.4%，胸徑提高了12.2%。林分總蓄積量大小順序為杉木與火力楠8∶2的混交林>杉木與火力楠9∶1的混交林>杉木純林。

表1 杉木與火力楠不同比例混交林生長情況

注：FH=6.51*,FD=8.17*,FV=6.07*,F蓄積量=35.26**，F(xiàn)0.05(2,6)=5.14，F(xiàn)0.01(2,6)=10.9

3.2 不同比例杉木+火力楠混交林土壤肥力分析

3.2.1 不同比例杉木、火力楠混交林土壤水分、物理性質(zhì)比較 從土壤水分、物理性質(zhì)測定的結(jié)果(表2)看出，杉木、火力楠混交林土壤的容重低于杉木純林，而毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量均超過杉木純林。其中，杉木、火力楠9∶1的混交林土壤0～20 cm土層與同層的杉木純林土壤相比，容重降低了23.3%，毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量分別提高了16.6%、2.3%、12.1%、32.1%和42.7%；杉木、火力楠8∶2的混交林土壤0～20 cm土層與同層的杉木純林土壤相比，容重降低了25.2%，毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量分別提高了19.0%、11.2%、31.6%、43.9%和55.1%。說明杉木與火力楠混交使得土壤疏松透氣，持水能力增強，有利于樹木根系在土壤中伸展和獲取養(yǎng)分，從而促進(jìn)生長。其中杉木、火力楠8∶2的混交林土壤的疏松程度高于杉木、火力楠9∶1的混交林土壤。

表2 杉木、火力楠混交林和杉木純林土壤物理性質(zhì)

3.2.2 不同比例杉木、火力楠混交林土壤化學(xué)性質(zhì)比較 通過對土壤的化學(xué)性質(zhì)測定(結(jié)果見表3)，表明杉木、火力楠混交林土壤的各種營養(yǎng)物質(zhì)含量高于杉木純林，杉木、火力楠9∶1的混交林0～20 cm土層中速效鉀、水解性氮、全鉀、全氮、有機質(zhì)、全磷的含量與杉木純林同土層相比分別增加了30.7%、44.3%、7.9%、28.9%、49.0%和13.6%，杉木、火力楠8∶2的混交林0～20 cm土層中速效鉀、水解性氮、全鉀、全氮、有機質(zhì)、全磷的含量與杉木純林同土層相比分別增加了80.2%、53.2%、12.6%、66.0%、28.6%和53.9%，由此可見，杉木與火力楠混交提高了土壤肥力。這是由于火力楠為闊葉樹種，火力楠的凋落物分解較快，凋落物中營養(yǎng)物質(zhì)能較快回歸土壤，這樣就補充了土壤的肥分。其中杉木與火力楠8∶2比例混交林分其土壤肥力最好。

表3 杉木、火力楠混交林和杉木純林土壤化學(xué)性質(zhì)

4 結(jié)論與討論

杉木與火力楠9∶1和8∶2兩種比例混交及杉木純林對比試驗表明：杉木與火力楠混交不僅提高了杉木生長量和蓄積量，而且改善了土壤理化性狀，使土壤變得疏松透氣，持水能力增強，土壤肥力得到提高。

林業(yè)生產(chǎn)中，杉木林造林面積大，但以往基本上都是純林，通過構(gòu)建杉木與闊葉樹混交的林分模式，可以改善杉木人工林結(jié)構(gòu)和提高生產(chǎn)力。杉木除了與火力楠混交外，還可以跟馬尾松、木荷等樹種混交。閩南山區(qū)杉木造林應(yīng)不斷探索杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營的途徑，可通過營造混交林、復(fù)層林和長周期大徑材經(jīng)營來不斷改善人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高經(jīng)營效果。