馬尾松采伐更新帶中亞美馬褂木生長發(fā)育對帶寬的響應(yīng)

楊天明

將樂縣林業(yè)執(zhí)法大隊(duì)，福建 將樂 353300

0 引言

馬尾松是福建省重要的用材樹種，適應(yīng)性強(qiáng)、耐瘠薄，系荒山造林綠化的先鋒樹種之一。福建省現(xiàn)存馬尾 松 林 面 積237.04 萬hm2［1］，占 該 省 森 林 面 積 的29.2%［2］。大量試驗(yàn)研究表明，馬尾松林抗逆性和穩(wěn)定性較差［3-6］，生態(tài)功能與闊葉林比相對較低［3-10］，森林景觀效果也一般［11］，尤其是受到毀滅性病蟲害——松材線蟲病的危害和脅迫，大面積馬尾松林需要改造提升。因此，馬尾松林改造提升是福建省促進(jìn)林業(yè)發(fā)展的迫切任務(wù)，具有重要意義。為了降低馬尾松林比重，同時不造成森林面積減少，循序漸進(jìn)地進(jìn)行馬尾松林改造提升是一種安全、有效的途徑。

亞美馬褂木是中國馬褂木和北美鵝掌楸的雜交種，形態(tài)特征介于兩者之間，具有明顯的雜種優(yōu)勢。亞美馬褂木既有其親本生長迅速、材質(zhì)優(yōu)良、適應(yīng)性強(qiáng)、葉形奇特、葉色季相變化明顯的特性，又有比親本花色艷麗、花大等更高的觀賞價值，是極佳的觀賞樹種［12］。此外，亞美馬褂木還具有較強(qiáng)的生態(tài)功能，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ亩嘤猛緲浞N［13］。

筆者在馬尾松林中開展帶狀采伐更新亞美馬褂木的試驗(yàn)研究，試圖了解亞美馬褂木生長狀況及其對不同間伐更新帶寬度的響應(yīng)，為馬尾松林改造為馬尾松、亞美馬褂木復(fù)層林提供可借鑒的技術(shù)措施和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地在福建省西北部的將樂縣（北緯26°26'～27°04'，東經(jīng)117°05'～117°40'）。將樂縣屬中亞熱帶大陸性兼海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫18.7 ℃，年均降水量1 669 mm，無霜期長，實(shí)際霜日40～45 d，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，水熱條件優(yōu)越，土壤肥沃，適合林木生長。試驗(yàn)林位于將樂縣安仁鄉(xiāng)余坑村12林班6大班12 小班，西南坡，坡度31°～35°，林地立地條件為中等肥沃類型（Ⅲ類地），林分為1997年春季營造的馬尾松純林，2017年馬尾松平均2 325株/hm2，平均樹高16.4 m，平均胸徑18.6 cm。

2 試驗(yàn)方法

2017 年在馬尾松林中，按照試驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行帶狀采伐。保留帶與采伐更新帶寬度相同。采伐后在更新帶內(nèi)進(jìn)行塊狀整地，株行距2 m×2 m，穴規(guī)格60 cm×40 cm×40 cm，每穴施入精制有機(jī)肥1 kg（有機(jī)質(zhì)≥30%）。2018 年春，采用1 年生亞美馬褂木體胚苗造林（胚苗來自南京林業(yè)大學(xué)在將樂縣建立的雜交鵝掌楸體胚苗繁育中心）。幼林撫育采用常規(guī)措施。試驗(yàn)設(shè)4 組處理：①ET 處理，間伐更新帶寬度8 m，在帶內(nèi)正方形栽植，與相鄰馬尾松邊距2.0 m，套種3 行亞美馬褂木；②TN 處理，間伐更新帶寬度10 m，在帶內(nèi)正方形栽植，與相鄰馬尾松邊距2.0 m，套種4 行亞美馬褂木；③TE處理，間伐更新帶寬度12 m，在帶內(nèi)正方形栽植，與相鄰馬尾松邊距2.0 m，套種5 行亞美馬褂木；④FN 處理，間伐更新帶寬度15 m，在帶內(nèi)正方形栽植，與相鄰馬尾松邊距1.5 m，套種7行亞美馬褂木。

套種后，選擇同一面坡，林分生長狀況相似的區(qū)段，以亞美馬褂木種植帶為中心，建立20 m×20 m 標(biāo)準(zhǔn)地。每一處理各有3 個標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)包含未間伐的馬尾松保留木，但此次研究僅調(diào)查分析亞美馬褂木的生長發(fā)育狀況。

于亞美馬褂木造林當(dāng)年，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)調(diào)查亞美馬褂木造林成活率。2022年11月，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)調(diào)查保存率，每木檢測胸徑、樹高等指標(biāo)。以各標(biāo)準(zhǔn)地平均胸徑、平均樹高（允許誤差±5%）選擇5株（“X”字形分布）作為標(biāo)準(zhǔn)株。每一標(biāo)準(zhǔn)株采用普通鋼卷尺測定冠幅（南北和東西方向，取平均值）、枝下高等，記錄主要觀賞性狀及開花數(shù)量。主要觀賞性狀及開花數(shù)量從每一代表株第一朵開放直至最后一朵花凋謝，每天觀察，觀察時間08:00—10:00。6 年生亞美馬褂木樹形為廣卵形，采用下式計算單株綠量（G）［14］。

式（1）中：x、y分別表示代表植株平均冠幅和冠長。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 亞美馬褂木造林成活情況

造林成活率和保存率是評價造林成功與否的基礎(chǔ)性指標(biāo)，能夠反映樹種的生態(tài)適應(yīng)性［15］。由表1可知，在不同帶寬中栽植亞美馬褂木的造林成活率都比較高，差異較小，但保存率存在一定差異，4 組處理造林保存率為TE 處理>TN 處理>FN 處理>ET 處理，表明TE處理、TN處理造林保存率高于ET處理。

3.2 亞美馬褂木高徑生長狀況

林木高徑生長量可以反映林分對環(huán)境的適應(yīng)性和林分生物學(xué)穩(wěn)定性［16-17］。由表1 可知，不同帶寬下6 年生亞美馬褂木高徑生長均存在差異。平均樹高生長量為TN處理>TE處理>FN處理>ET處理。經(jīng)方差分析，4組處理中兩兩平均樹高間未達(dá)到顯著差異（P>0.05），但存在一定差異。該結(jié)果說明在適當(dāng)?shù)膸挆l件下，亞美馬褂木為了爭取更好的光照條件，樹高生長加快。

表1 2022年不同帶寬下亞美馬褂木生長狀況及綠量

亞美馬褂木平均胸徑為TE 處理>TN 處理>FN 處理>ET 處理，與平均樹高生長略有不同，TE 處理平均胸徑生長量最大，其次才是TN 處理。經(jīng)方差分析，各處理兩兩平均胸徑間未達(dá)到顯著水平（P>0.05），但有一定差異。試驗(yàn)結(jié)果說表明，不同帶寬間，TE 處理、TN 處理亞美馬褂木平均胸徑大于ET 處理、FN 處理；帶寬過小或過大對亞美馬褂木胸徑生長有抑制作用。

適當(dāng)?shù)膸拰Ω碌膩喢礼R褂木起到了庇護(hù)和促生長作用，有利于亞美馬褂木的高徑生長。亞美馬褂木對帶寬>10 m 的生長環(huán)境能夠適應(yīng)，林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高。帶寬過小或過大可能加劇亞美馬褂木與馬尾松種間競爭，或加大亞美馬褂木種內(nèi)競爭，影響混交林生長效益。

3.3 不同處理綠量

綠量指植物枝葉所占空間大小，可以體現(xiàn)其生態(tài)功能的高低，單位面積綠量是反映樹種生態(tài)功能的關(guān)鍵指標(biāo)［18］。由表1可知，亞美馬褂木單株綠量為TE 處理>TN 處理>FN 處理>ET 處理，與高徑生長情況基本吻合。經(jīng)方差分析，TN 處理、TE 處理、FN 處理與ET處理存在顯著差異（P<0.05），其他處理單株綠量間差異未達(dá)到顯著水平（P>0.05），表明TN 處理、TE 處理、FN處理單株綠量顯著大于ET處理。從單位面積綠量分析，TE 處理>TN 處理>FN 處理>ET 處理，與單株綠量排序一致。但經(jīng)方差分析，TN 處理、TE 處理、FN 處理與ET 處理間存在極顯著差異（P<0.01），其他處理單位面積綠量間差異未達(dá)到顯著水平（P>0.05），表明TE處理、TN 處理、FN 處理單位面積綠量極顯著高于ET處理。綠量較大，光能利用率高，減少了光能的浪費(fèi)，提高了生長量，間接也說明TE 處理、TN 處理組亞美馬褂木具有較高的生態(tài)功能，改造提升效果較好。

3.4 亞美馬褂木觀賞性狀及開花數(shù)量

據(jù)觀察，亞美馬褂木干形端直，樹冠呈廣卵形，樹姿秀美；葉形似馬褂，季相變化明顯（將樂縣亞美馬褂木變色期在10—11 月，這期間是觀葉時節(jié)）；花碩大，呈杯狀，花徑6～8 cm，花長3～4 cm，花被為多瓣、輪狀（外輪3 片綠色，內(nèi)2 輪金黃色），觀賞價值高，是山地優(yōu)良的木本觀賞樹種。

花是植物重要的觀賞器官，開花數(shù)量是衡量植物觀賞價值的重要指標(biāo)。由表2 可知，不同帶寬下亞美馬褂木開花數(shù)量存在差異，開花數(shù)量最多的是FN 處理，其次是TE處理，開花數(shù)量最少的是ET處理。經(jīng)方差分析，TE 處理、FN 處理與ET 處理的開花量存在極顯著差異（P<0.01），TN 處理與ET 處理存在顯著差異（P<0.05），其他處理開花數(shù)量間差異未達(dá)到顯著水平（P>0.05）。開花數(shù)量與帶寬成正比，更新帶越寬，開花數(shù)量越多，表明開花植物對光照的需求更多。亞美馬褂木花多著生在樹冠上部枝頂，間接反映出開花數(shù)量與光照強(qiáng)度密切相關(guān)。在培育以觀賞目的為主的亞美馬褂木林分時，筆者建議在經(jīng)營中采取降低營林密度、控制樹體高度、適當(dāng)修剪等技術(shù)措施。

由表2 可知，不同帶寬下亞美馬褂木始花期存在差異。開花最早的為FN 處理、TE 處理，最遲的為ET處理，但不同帶寬下亞美馬褂木盛花期大致相同，集中出現(xiàn)在5 月中旬。隨著帶寬加大，花期也延長，F(xiàn)N 處理花期比ET處理多12 d。

表2 不同帶寬下亞美馬褂木花期及開花數(shù)量

4 結(jié)論與討論

此次試驗(yàn)結(jié)果表明，亞美馬褂木6 年生時，造林保存率為TE處理>TN處理>FN處理>ET處理，平均樹高為TN 處理>TE 處理>FN 處理>ET 處理，平均胸徑為TE 處理>TN 處理>FN 處理>ET 處理，但高徑生長未達(dá)到顯著差異；單株綠量和單位面積綠量為TE處理>TN處理>FN 處理>ET 處理，TN 處理、TE 處理、FN 處理單株綠量顯著大于ET 處理，TN 處理、TE 處理、FN 處理單位面積綠量極顯著大于ET 處理；開花數(shù)量最多是FN 處理，其次是TE 處理，F(xiàn)N 處理、TE 處理開花數(shù)量極顯著高于ET 處理，TN 處理開花數(shù)量顯著大于ET處理，且TN 處理、TE處理、FN 處理花期較長。亞美馬褂木在更新帶寬度大于10 m 時生長發(fā)育良好，以TE處理（即馬尾松林22年生時，采伐更新帶寬度12 m，在帶內(nèi)正方形栽植，與相鄰馬尾松相距2.0 m，套種5 行亞美馬褂木）較為合適。

在馬尾松林中采用帶狀采伐，不同帶寬實(shí)際上形成了異質(zhì)的林隙。馬尾松對相鄰更新的亞美馬褂木產(chǎn)生了上方遮蓋和側(cè)方擠壓作用，在種間競爭中馬尾松占有優(yōu)勢，對亞美馬褂木形成了不同程度的脅迫，影響了造林保存率。在ET處理中，采伐更新帶寬8 m，林隙直徑為馬尾松平均樹高的48.8%，邊行種植的亞美馬褂木受到相鄰馬尾松影響較大。FN 處理造林保存率低于TE 處理、TN 處理，與FN 處理亞美馬褂木邊排林木與馬尾松相鄰邊緣距離（1.5 m）較近有關(guān)。據(jù)調(diào)查，邊排亞美馬褂木存活的數(shù)量明顯低于林隙中心。這表明從造林保存率層面分析，在馬尾松林中采用帶狀采伐后，更新亞美馬褂木時，以帶寬10 m 以上，與馬尾松林邊緣距離大于2.0 m較為適宜。

不同帶寬實(shí)際上反映了林隙異質(zhì)性。林隙異質(zhì)性使得更新的亞美馬褂木所獲得的光、水分等資源產(chǎn)生差異，影響其存活、生長和發(fā)育。宋新章等［19］認(rèn)為，在林隙中從林隙中心到林隙邊緣光能強(qiáng)度呈遞減趨勢，同時認(rèn)為在直徑小于1/2 樹高的林隙中樹木不能成功填充。這與此次試驗(yàn)ET 處理中亞美馬褂木造林成活率較低，生長發(fā)育狀況較差的結(jié)果大致吻合。ET 處理上下林隙僅為8 m（擴(kuò)展林隙），只有馬尾松樹高（22 年生平均株高16.4 m）的48.7%，受到上層馬尾松遮蓋和擠壓程度較高，光照減少，對于喜光的亞美馬褂木生長發(fā)育產(chǎn)生了較大影響。需要指出的是，宋新章等的研究對象為更新幼苗，得出直徑小于樹高1/2的林隙樹木不能成功填充，而此次試驗(yàn)采用具有一定高度的體胚苗進(jìn)行更新造林，其生態(tài)適應(yīng)性和林木競爭力存在差異，不能一概而論。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，在馬尾松林中采伐更新帶寬度小于10 m對亞美馬褂木生長發(fā)育有消極影響。因此，筆者建議在不影響或少影響林分生態(tài)功能的前提下，采伐更新林帶寬度應(yīng)大于10 m，與相鄰馬尾松林木邊距大于2.0 m，以加快馬尾松純林的改造提升。