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杉木与乳源木莲不同混交比例造林效果研究



全 文 :林业科学 现代农业科技 2015年第 9期
杉木(Cunninghamia lanceolata)是福建省三明林区重要
的人工造林树种之一。其生长速度快、材质好、用途广,是我
国特有的用材树种 [1]。但杉木林人工纯林,尤其是多代连栽
的杉木林分。由于凋落物少,不易分解,自肥地力能力差。容
易引起地力衰退,导致林分生产力明显下降 [2-4],在林业生产
实践中多提倡营造混交林。
乳源木莲(Manglietia yuyuanensis)是三明林区地带性顶
极群落——中亚热带常绿阔叶林的主要建群种之一,为珍
贵乡土树种,其生长较快、主干通直、材质好,也是优良的用
材树种 [5]。自 20 世纪 80 年代人工驯化成功后,作为杉木混
交组合在林业生产上得到推广应用,有关乳源木莲育苗、造
林、林分生产力、培肥作用等方面的研究已有一些报道 [6-11],
但有关杉木乳源木莲混交比例的试验研究少见报道。为此,
结合林业生产,从 2003 年开始在福建沙县官庄国有林场大
汾工区开展了杉木乳源木莲不同混交比例造林试验,试图
为营造杉木乳源木莲混交林提供有参考价值的林业生产实
践经验。
1 区域概况与研究方法
1.1 试验地概况
试验地选择在福建沙县官庄国有林场大汾工区 9 林班
56大班 5小班。该工区位于福建省沙县(北纬 26°6′~26°46′,
东经 117°32′~118°6′)夏茂镇 。沙县属中热带大陆性兼海
洋性季风气侯区 ,年平均气温为 19.6 ℃左右 ,年降水量
1 820 mm,平均空气相对湿度 81%左右,霜期 79~84 d,霜日
18~24 d。林地属较肥沃立地类型,试验地前茬为杉木人工纯
林采伐迹地。2003 年春选用杉木一年生容器苗,种子来源于
本场杉木第 2 代种子园,乳源木莲采用一年生实生苗同时
上山造林。
1.2 试验设计
杉木乳源木莲不同混交比例造林试验设 5个水平,即杉
木乳源木莲 1∶1 株间混交(HZ11);杉木乳源木莲 1∶1 带状混
交(HD11);杉木乳源木莲 2∶1 带状混交(HD21);杉木乳源
木莲 1∶2 带状混交(HD12);以杉木纯林作为对照(CK)。试验
采用随机区组试验设计,重复 3次,造林规格均为 2 m×2 cm。
1.3 试验实施
2002 年冬季皆伐后,采用炼山林地清理,块状整地,挖
明穴,穴规格 60 cm×60 cm×40 cm,每穴下基肥(尿素拌过磷
酸钙 1∶1)200 g。选择同一面坡,立地条件相似的林地建立 3
个区组,每区组设立 5 个试验小区,小区面积 15 m×20 m,小
区间另种植 2 排(行)杉木作为隔离带。造林后前 3 年每年
锄草 2 次,第 4~5年劈草 1次。
1.4 调查项目与方法
2013 年(树龄 11 年)进行全面调查,分树种测定胸径、
树高 、枝下高 、冠幅 ,采用下式计算杉木和乳源木莲立木
材积:
V 杉=0.000 058 06D1.955 335H0.894 033
V 莲=0.000 052 76D1.882 161H1.009 317
2 结果与分析
混交比例是混交林营造调节种间关系的主要技术环
节,也是决定混交效果和人工林产量的关键之一,因此需要
合理设置[12]。
2.1 胸径生长状况
不同混交比例的杉木乳源木莲混交林的生长状况见
表1,可以看出:不同混交比例的林分(树龄 11 年)杉木平均
胸径生长量最大的为 HD12 处理,最小的为 CK,随着乳源
木莲混交比例增加,杉木胸径增大。这是由于乳源木莲是半
落叶树种,每年均有大量凋落物归还林地,枯枝落叶分解较
快,能够改善林地土壤肥力,促进营养物质的良性循环 [11,13],
有利于杉木生长,而且随着乳源木莲混交比例的增加,林分
结构进一步改善,杉木种内的竞争趋于缓和,有利于杉木胸
径生长。
从表 1 中也可以看出,无论何种混交比例,杉木纯林的
平均胸径均为最小,处理 HZ11、HD11、HD21、HD12 平均胸
径比 CK 分别增加了 20.5%、19.2%、16.7%和 25.6%,但增大
的程度存在差异性,处理 HD12 杉木胸径最大。表明混交有
利于杉木胸径生长。前茬为杉木人工纯林的林地,由于杉木
长期、单一、集中吸收土壤中的同一类营养物质,容易造成
林地同一类营养物质匮乏,另一方面杉木连栽分泌毒素的
长久积累,又得不到分解,也抑制了杉木的正常生长发育,
杉木与乳源木莲不同混交比例造林效果研究
罗光河
(福建省沙县官庄国有林场,福建沙县 365500)
摘要 研究十一年生杉木与乳源木莲 1∶1 株间混交(HZ11)、1∶1 带状混交(HD11)、2∶1 带状混交(HD21)、1:2 带状混交(HD12)及杉
木纯林 5 种不同混交比例对混交林生长的影响。试验结果表明:混交比例对杉木乳源木莲混交林中杉木及乳源木莲的生长都有影响。
林分蓄积从大到小依次为:HD21>HD11>HZ11>CK>HD12,林分蓄积量以处理 HD21 最大,处理 HZ11 次之。从生长效应分析,处理 HD21
较合适,但从改善林地土壤肥力,可持续经营以及培育主导目标诸多因素考虑,适当提高乳源木莲的混交比例是必要的。同时还应该注
意到,无论是何种混交比例,树龄 11 年时杉木和乳源木莲的树冠生长都受到抑制,树冠枝下高抬高,冠幅缩小。因此,建议经营者要及
时进行间伐,保留适当的树冠面积,为进入树干材积快速生长阶段的杉木、乳源木莲提供必要的有机物制造与供应的物质基础,有利于
培育出大径材。
关键词 杉木;乳源木莲;混交比例;生长效应;造林效果
中图分类号 S725.2;S791.27 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)09-0158-03
作者简介 罗光河(1971-),男,福建沙县人,林业助理工程师,从事森
林培育与管理工作。
收稿日期 2015-04-09
158
注:乳源木莲分叉干位置低于 1.3 m 的以多木计数,高于 1.3 m 的以
单株计数。
处理 树种
现存数量
株/hm2
平均胸径
cm
平均树高
m
枝下高
m
冠幅
m
HZ11 杉木 1 215 9.4 8.3 2.8 3.2
乳源木莲 1 268 6.9 7.0 2.4 1.4
HD11 杉木 1 200 9.3 8.0 3.1 3.0
乳源木莲 1 341 7.5 6.5 2.1 1.6
HD21 杉木 1 567 9.1 8.9 3.3 2.8
乳源木莲 854 7.2 7.4 2.0 1.8
HD12 杉木 800 9.8 7.8 2.6 3.6
乳源木莲 1 858 5.8 6.1 1.7 2.2
CK 杉木 2 350 7.8 8.4 3.8 2.5
表 1 不同混交比例杉莲混交林生长状况
这已经得到普遍的认可 [2,3,14-16]。说明前茬为杉木纯林的采伐
迹地更新应该选用其他造林树种进行替代造林,如果仍然
需要选择杉木造林,应提倡营造杉木与一定比例的阔叶树
混交造林,混交比例应根据不同树种的生物学特性和生长
特性等具体情况,做到适树、适法、适时、适量。
不同混交比例的杉木乳源木莲混交林中乳源木莲平均
胸径生长量从大到小依次为 HD11>HD21>HZ11>HD12,以
1∶1带状混交平均胸径最大,处理 HD12 最小,处理 HD11 比
处理 HD12 增加 29.3%。既有混交比例的影响,又有混交方
式的作用,这与乳源木莲幼龄喜阴湿生长环境有关,也与种
间竞争有关。在丘陵区域种植杉木早期生长快,对乳源木莲
生长起到侧方庇荫的作用,有利于促进乳源木莲平均胸径
的生长,杉木混交比例减少,尤其是带状混交状态下,光照
强度较大,早期乳源木莲生长受到抑制,个体竞争力明显下
降,长期以往,一直处于被压状态。不仅影响胸径生长,而且
导致分叉干率的增加 。据调查 ,处理 HD12 分叉干率高达
21.5%,严重影响了干材的质量。
从林分间的竞争角度分析,杉木混交比例增大,对乳源
木莲平均胸径的生长有积极作用,但随着林龄的增长,树冠
间开始交接或接近交接时,杉木和乳源木莲间就产生了竞
争,杉木和乳源木莲间对营养空间的竞争越来越大,乳源木
莲平均胸径生长受到影响,生长量降低。表现为阶段性差
异,即基本郁闭前的协调促进作用和基本郁闭之后的竞争
抑制作用。为此,笔者认为杉木或乳源木莲种内也存在竞争,
但由于自身的亲和性,杉木或乳源木莲种内竞争没有种间
竞争激烈,建议在混交比例选择 1∶1 时,混交方式以带状混
交较为合适,同时,在林分郁闭后应该及时间伐,有关间伐
技术及其间伐效应正在试验中,将另文报道。
2.2 树高生长状况
从表 1 可知,杉木树高生长与杉木平均胸径生长并不
一致,依次为处理 HD21>CK>处理 HZ11>处理 HD11>处理
HD12,CK 树高生长比处理 HD21 降低 5.6%,反而比处理
HZ11、HD11、HD21 增加 1.2%、5.0%和 7.7%,除杉木纯林
外 ,杉木树高最大处理是处理 HD21,最小为处理 HD12,
随着杉木混交比例的增加而增大 。表明杉木树高生长既
受到杉木种间竞争的影响 ,也受到混交树种乳源木莲的
影响,说明混交作用和种间竞争作用同时对杉木树高生长
发生了影响。因此,既要采取混交方式造林,也要考虑混交
比例。
不同混交比例乳源木莲树高生长与杉木树高生长趋势
一样,随着杉木比例的增加而增大,表明杉木对乳源木莲树
高生长有促进作用,混交对乳源木莲树高生长有利。
2.3 树冠生长状况
树冠的生长不仅是林地生物量增长的组成部分,而且
也是整个树体及林分有机物质制造与供应的唯一源泉 [17]。
从表 1 中可知:不同混交比例的杉木乳源木莲混交林,杉木
枝下高以处理 HD12 最小,冠幅以 HD12 最大,随着杉木混
交比例增加枝下高增加,冠幅减小。这是由于乳源木莲相
比较而言,枝叶透光度大,而且与杉木形成一定的高度差,
林内透光度大。杉木混交比例增加,林内透光度越小,这样
有利于杉木的自然整枝,不利于冠幅的伸长。
随着杉木混交比例的增加,乳源木莲枝下高提高,冠幅
生长明显缩小。乳源木莲第 1 年树冠生长缓慢,第 2~4 年加
速生长后,第 5 年由于树冠交接,林分郁闭,冠幅生长已受
到抑制 ,生长量下降 。不同混交比例冠幅生长不同 ,处理
HZ11 中乳源木莲冠幅比处理 HD12 减少 36.4%,显然是由
于杉木混交比例增加,且相邻种植,坚硬的杉木针叶抑制了
乳源木莲的生长。乳源木莲在幼龄时比较耐荫,在林分郁闭
之前,乳源木莲的枝下高和冠幅受杉木影响小,更多的是积
极影响,随着杉木混交比例增加,冠长生长迅速,使冠幅生
长多受到抑制,而这种抑制有利于树冠长度和主干高度的
生长,从促进树冠长度和高度的角度分析,适当提高杉木
混交比例是可行的。但杉木乳源木莲混交林,无论何种混交
比例,树龄 11年时乳源木莲树冠生长都受到杉木抑制,树冠
枝下高抬高,冠幅缩小。树龄 11 年时处理 HZ11 冠长 4.6 m,
占全高的 65.7% ,与处理HD12 比较,冠长减少 10.9%,冠
幅减少 22.2%,提示经营者要及时进行间伐,保留适当的树
冠面积,为进入树干材积快速生长阶段的杉木、乳源木莲
提供必要的有机物制造与供应的物质基础,有利于培育大
径材。
2.4 林分蓄积状况
林分蓄积量高低取决于林木胸径、树高、形数和保存株
数的共同影响。从表 2 中不同混交比例立木生长分析,林分
蓄积依次为处理 HD21>处理 HD11>处理 HZ11>CK>处理
HD12,林分蓄积量以处理 HD21最大,处理 HZ11次之;处理
HD21林分蓄积量 62.147 5 m3/hm2,其中杉木蓄积量 48.192 5
m3/hm2,占林分蓄积量的 77.5%,乳源木莲 13.955 0 m3/hm2,
占林分蓄积量的 22.5%;处理 HZ11 林分蓄积量55.487 0
m3/hm2,其中杉木蓄积量 37.405 1 m3/hm2,占林分蓄积量的
67.4%,乳源木莲 18.081 9 m3/hm2,占林分蓄积量的 32.6%,
杉木和乳源木莲林分蓄积量的分配比例不同。杉木和乳源
木莲都是用材林,可以根据定向培育的目标 ,调整混交比
例培育杉木或乳源木莲或两者兼备大径材林分。但从林分
可持续经营策略分析,以间伐杉木,保留乳源木莲为好,以
培育乳源木莲大径材为主要经营目标。林分蓄积量方差分
析结果(表 3)表明,不同混交比例处理间林分蓄积量生长
达到极显著差异水平 [F=8.639>F0.01(4,8)=7.01],多重比较
结果(表 4)表明,处理 HD21 与处理 HD12 相比达到极显著
差异水平,处理 HD21与 CK,处理 HD11、HZ11与处理 HD12
相比均达到显著差异水平。其他处理间均未达到显著差异
罗光河:杉木与乳源木莲不同混交比例造林效果研究
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林业科学 现代农业科技 2015年第 9期
苗龄 修剪时间 修剪高度 统计时间 总株数∥株 成活株数∥株 成活率∥%
二年生 06-18 1/2 修剪 09-25 140 127 90.7
二年生 06-18 地上枝条全部从基部修剪 09-25 73 23 31.5
一年生 06-18 1/2 修剪 09-25 188 183 97.3
一年生 06-18 地上枝条全部从基部修剪 09-25 188 179 95.2
表 2 修剪对蓝亚麻成活率的影响
3 结论与讨论
5 种宿根花卉修剪技术研究试验结果表明,蓝亚麻、鼠
尾草花前修剪可以延迟花期。蓝亚麻一年生苗花后轻剪、重
剪均可,9 月再重剪,冬季常绿效果好,二年生花后不可重
剪,否则易造成大量死亡。松果菊花后 7 月下旬至 8 月上旬
及时修剪,国庆节又可以开花,且叶绿,植株较低,观赏性
好。对鼠尾草、美丽月见草、猫薄荷等夏季花后重修剪,可以
改善植物的通风透光环境,减少夏季湿度大造成的植株枝
叶腐烂现象。
4 参考文献
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(上接第 157页)
处理 树种
现存数量
株/hm2
单木材积
m3/株
立木材积
m3/hm2
林分总蓄积
m3/hm2
HZ11 杉木 1 215 0.030 8 37.405 1 55.487 0
乳源木莲 1 268 0.014 3 18.081 9
HD11 杉木 1 200 0.029 2 35.007 3 55.767 3
乳源木莲 1 341 0.015 5 20.760 0
HD21 杉木 1 567 0.030 8 48.192 5 62.147 5
乳源木莲 854 0.016 3 13.955 0
HD12 杉木 800 0.031 6 25.276 0 41.870 2
乳源木莲 1 858 0.009 0 16.594 2
CK 杉木 2 350 0.021 6 50.772 1 50.772 1
表 2 不同混交比例杉莲混交林立木材积生长状况
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 fα
区组 2 109.142 54.571 3.438 F0.05(4,8)=7.01
处理 4 548.464 137.116 8.639** F0.01(4,8)=3.84
剩余 8 126.976 15.872
总和 14 784.582
表 3 不同处理林分蓄积方差分析
Xi 处理 Xi-X1 Xi-X2 Xi-X3 Xi-X4
X5=62.147 5 HD21 20.277 3** 11.375 4* 6.660 5 6.380 2
X4=55.767 3 HD11 13.897 1* 4.995 2 0.280 3
X3=55.487 0 HZ11 13.616 8* 4.714 9
X2=50.772 1 CK 8.901 9
X1=41.870 2 HD12
表 4 不同处理杉木单株材积多重比较
注:D0.05(5,10)=10.696,D0.01(5,10)=14.123。
水平,但有一定的差异,处理 HD21的蓄积量比处理 HD11、
HZ11 分别提高了 11.4%和 12.0%;处理 HD11 比 CK 提高了
9.8%,处理 HD11 比处理 HZ11 略高 。处理 HZ11 比 CK 提
高了 9.3%,CK 与处理 HD12 相比提高了 21.3%。
3 结论与讨论
研究结果表明:混交比例对杉木乳源木莲混交林无论
是杉木生长,还是乳源木莲生长都有影响。无论何种混交比
例,杉木纯林的平均胸径均为最小,处理 HZ11(1∶1 株间混
交)、HD11(1∶1带状混交)、HD21(2∶1带状混交)和 HD12(1∶2
带状混交)平均胸径与 CK(杉木)相比分别增加了 20.5%、
19.2%、16.7%和 25.6%,杉木胸径最大的是处理 HD12;乳
源木莲平均胸径生长量从大到小依次为处理 HD11>处理
HD21>处理 HZ11>处理 HD12,以 1∶1 带状混交平均胸径
最大,处理 HD12 最小。杉木树高生长依次为:处理 HD21>
CK>处理 HZ11>处理 HD11>处理 HD12,CK 处理树高生长
比处理 HD21 降低 5.6%,反而比处理 HZ11、HD11、HD21增
加 1.2%、5.0%、7.7%,除杉木纯林外,杉木树高最大处理为
HD21,最小为 HD12;不同混交比例乳源木莲树高生长与杉
木树高生长趋势相同,随着杉木比例的增加而增大。不同
混交比例的杉木乳源木莲混交林,杉木枝下高以处理 HD12
最小,冠幅以处理 HD12 最大,随着杉木混交比例增加枝
下高增加 ,冠幅减小 。林分蓄积依次为 :处理 HD21>处理
HD11>处理 HZ11>CK>处理 HD12,林分蓄积量以处理 HD21
最大,处理 HZ11 次之;方差分析结果表明,处理HD21 与处
理 HD12相比达到极显著差异水平,处理 HD21 与 CK,处理
HD11、HZ11 与处理 HD12 相比均达到显著差异水平 。其他
处理间均未达到显著差异水平,但有一定的差异。
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