全 文 :作者简介:罗光辉(1973 -),男,福建沙县人,工程师,主要从事森林资源培育与管理工作。E - mail:2078164456@ qq. com。
杉木乳源木莲混交林套种细叶青蒌藤生长效应分析
罗光辉*
(沙县林业局,福建 沙县 365500)
摘要:研究杉木乳源木莲混交林下套种细叶青蒌藤的生长效应,试验结果表明:19 年生杉莲混交林间伐后保留密度 900 株 /
hhm2,套种细叶青蒌藤 3 年后,能够形成杉木 -乳源木莲 -细叶青蒌藤复合林。间伐有利于促进杉木和乳源木莲保留木的
生长,有利于培育杉木和乳源木莲大径材。在杉木乳源木莲混交林下套种的细叶青蒌藤保存率可以达到 90%以上,藤茎生
长迅速,较粗壮,套种 3 年生的细叶青蒌藤藤茎生物量可达 1054. 86kg /hhm2。在林下套种细叶青蒌藤,不仅可获得珍贵香
料植物细叶青蒌藤的藤茎,而且还可以促进上层林木的生长,达到实现木药结合,材药两用,既不影响森林的主导作用,又
可扩大中药资源、以短养长,以副养主,杉木 -乳源木莲 -细叶青蒌藤复合林具有显著的经营效果。
关键词:杉木;乳源木莲;细叶青蒌藤;混交林;套种;复合林;生长效应
中图分类号:S792. 99 文献标识码:A 文章编号:1004 - 2180 -(2015)01 - 0092 - 05
营造混交林是林业发展的趋势和潮流。尤其在我国的南方林区营造混交林具有重要意义。我国南方
集体林区长期以来人工造林多以杉木、马尾松等针叶纯林为主,林分结构简单、造林树种单一。营造混交
林,可以减缓或防止林地地力衰退[1 - 6],提高林分抵御林业有害生物危害的能力[5,6],但是人为的把两种
生物学特性有差异的树种栽植在一起,或互相促进,或互相抑制,随着时间推移,树冠交叉、重叠、穿插或接
近,混交林两树种间的竞争客观存在[7,8]。毋须讳言,营造混交林存在风险性和受诸多因素制约的局限
性。在林业生产上常采取间伐措施,降低经营密度,拉大树冠间的距离,减少林木间种内或种间竞争,这是
有效且切实可行的经营措施[7 - 9]。笔者关注到,混交林低密度经营后,释放的空间如何合理利用及其利用
的可行性?为此,我们在福建省沙县南霞乡开展了杉木乳源木莲混交林间伐后的较低密度林分中套种珍
贵药食两用植物细叶青蒌藤的对比试验,试图探索一种长短结合,以短补长的复合经营模式,为培育大径
材,维持林地生产力,同时获得有经济价值的非木质产品提供可借鉴的林业生产实践经验。
细叶青蒌藤[Piper kadsura(Choisy)Ohwi]又名风藤,俗名:穿山龙,是胡椒科胡椒属木质藤本植物。
其藤茎是我国常用大宗中药材,具有舒筋活血、祛风止痛、止咳平喘、强身健体等医疗保健功效[10,11]。此
外,细叶青蒌藤还是著名的香料植物[12,13],为传统药膳调味秘方的重要原材料,市场需求量大。但长期以
来人们掠夺性、无序采挖细叶青蒌藤野生资源,造成野生资源日益枯竭。随着对细叶青蒌藤的需求量越来
越大,野生的细叶青蒌藤已无法满足日益增长的市场需求。
1 试验地概况
试验地设在福建省沙县东南部南霞乡霞村村 23 林班 37 大班 7 小班,地理坐标:26°6 ~ 26°46N,
117°32 ~ 118°6E。本区地貌以丘陵为主,东南部有乌石顶、观音岩、下大山岬等高峰屏障,地势由东向西
倾斜,境内多数是起伏连绵的丘陵地,海拔多在 200 ~ 500m,地势开阔,坡度平缓,阳光充足,有利于林木的
生长。区域性气候系大陆性兼海洋性季风气候区。年平均气温 17. 5 ~ 19. 2℃,极端最低温 - 8. 3℃,极端
最高温 39. 6℃,年积温 5266. 6 ~ 5757. 7℃,年降水量 1585. 5 ~ 1600. 5mm,空气相对湿度 80%左右,霜期
50 ~ 54d,霜日 18 ~ 24d。试验林位于海拔 280 ~ 520m 的高丘林地,林地属较肥沃立地类型。土壤为发育
于酸性母岩的红壤。林分系 1994 年春用杉木(Cunninghamia Lanceolata)、乳源木莲(Manglietia yuyuanen-
sis )一年生实生苗同时造林的杉木乳源木莲混交林,混交比例为 1:1,造林密度 3000 株 /hm2,2002 年进行
第一次间伐,伐后保留密度 1800 株 /hm2 左右。林下植被有香槟杜鹃、山矾、百两金、乌药、润楠等。
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林业勘察设计 (福建) 2015 年第 1 期
2 试验方法
2011 年在杉木乳源木莲混交林中选择同一面坡,立地条件和林分生长状况基本一致的林分,按照试
验设计进行第二次间伐。试验设 3 水平如下。①间伐后,保留密度 900 株 /hm2,清杂后,套种细叶青蒌藤
15000 株 /hm2(代号 JT)。栽植方法:全面清理林地杂草杂灌,按等高线堆积,按照自然状况顺势等高整平
成畦,宽约 50cm,小反坡,自然长。在畦内进行松土,深 10cm左右,清理草头、树桩,拣净石块、草根、树根,
碎土做床。在春季,采用细叶青蒌藤扦插苗反坡种植。②间伐后,保留密度 900 株 /hm2,不套种细叶青蒌
藤(代号 JF)。③不间伐,经营密度 1800 株 /hm2 左右(代号 CH)。采用随机区组试验设计,设 3 次重复,
共 9 块标准地,每块标准地面积 20m ×20m。从 2011 年开始每年测定每木(分树种)胸径、树高等生长因
子,分别计算杉木、乳源木莲的立木材积,计算公式如下。
V杉 = 0. 00005806D
1. 955335H0. 894033
V莲 = 0. 00005276D
1. 882161H1. 09317
采用 LAI2000 植物冠层分析仪进行林分郁闭度测算。细叶青蒌藤于 2014 年底进行全面调查,测定平
均藤茎长度、藤茎平均基径(以基部第 3 节为准)和藤地上部分生物量。藤地上部分生物量测定方法:在
标准地中按“X”字型,建立 5 个 1m × 1m 样方,割取样方内所有细叶青蒌藤地上部分,按比例取样品,在
65℃烘干至恒重,根据含水率核算为干重。
数据整理以及统计分析应用 Excel软件和 DPS数据处理分析软件。
3 结果与分析
3. 1 林分生长状况分析
2011 年在原有杉木乳源木莲混交林中进行间伐后,在林下套种细叶青蒌藤。林分结构发生了变化,
从而影响了林木生长。表 1 是不同处理杉木和乳源木莲套种前后 3 年的主要生长因子的测定结果。从表
1 中可以看出:杉木生长量发生了明显变化。
表 1 套种前后 3 年上层林木生长量
林分类型 树种
2011 年(间伐前)
平均胸径
(cm)
平均树高
(m)
2011 年(间伐后)
平均胸径
(cm)
平均树高
(m)
2014 年(套种 3 年后)
平均胸径
(cm)
平均树高
(m)
增长量
平均胸径
(cm)
平均树高
(m)
JT
杉木 15. 68 14. 79 17. 22 15. 61 19. 88 17. 33 2. 67 2. 12
乳源木莲 12. 90 11. 60 14. 21 13. 12 16. 76 15. 64 2. 55 2. 52
JF
杉木 15. 65 14. 75 17. 17 15. 60 19. 78 17. 70 2. 61 2. 10
乳源木莲 12. 87 11. 55 14. 18 13. 70 16. 67 15. 20 2. 49 2. 50
CH
杉木 15. 66 14. 80 15. 66 14. 80 17. 66 16. 61 2. 00 0. 95
乳源木莲 12. 87 11. 58 12. 87 11. 58 14. 56 13. 09 1. 69 1. 51
混交林降低经营密度后,释放了生长空间,林分郁闭度从 0. 85 降到 0. 54,林内透光度增强,为保留的
杉木和乳源木莲林木提供了更好的生长空间,高径生长都有所提高。JT和 JF处理中杉木与 CH处理中杉
木比,平均胸径、平均树高增长量分别提高了 33. 5%、123. 2%和 30. 5%、121. 1%,JT 和 JF 处理中乳源木
莲与 CH处理中乳源木莲比,平均胸径、平均树高增长量分别提高了 50. 9%、66. 9%和 47. 3%、65. 6%,表
明间伐有利于促进杉木和乳源木莲保留木的生长。应该说,现在大多数杉木或杉木阔叶树混交林为了促
进提前郁闭,节省幼林抚育成本,初植造林密度多为 2500 株 /hm2 ~ 3000 株 /hm2,甚至达到 3600 株 /hm2,
林分在较短时间内树冠已经交接,林分高度郁闭,使得冠幅生长受到严重抑制。在高度郁闭林分内,光照
不足,温度较低,影响了凋落物的分解速率。叶器官是光合作用形成有机物的唯一加工场所,树冠生长不
良,叶面积减少,高径生长必然受到抑制。胸径生长量是大径材培育的最重要评价指标,由此我们认为:间
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林业勘察设计 (福建) 2015 年第 1 期
伐是必要的技术措施,间伐不仅仅促进了保留木高径生长,还有利于林下植被的恢复和生长发育,而且林
下植被的生长发育还能反哺上层林的生长。盛炜彤研究表明:杉木凋落物中混合林下植物凋落物可以加
速杉木针叶的分解,促进林下植物的良好生长发育,与营造混交林的作用相似,且简单易行,主要方法是通
过抚育间伐,调整林分密度,1 减小郁闭度,提高透光度;林下的郁闭度只有在 0. 70 以下时,林下植被才会
大量产生[14]。从表 1 中可知,在杉木乳源木莲混交林中套种细叶青蒌藤(JT)与不套种细叶青蒌藤(JF)
比,杉木、乳源木莲平均胸径、平均树高略有提高,表明套种细叶青蒌藤有利于杉木和乳源木莲保留木的生
长,而且套种细叶青蒌藤构建复合林分从更高层次上改变了群落结构,已经或正在影响林木的生长。这可
能与套种细叶青蒌藤等林下植被后,对林层结构、土壤肥力以及小气候环境的改善与提高有关。有关对林
层结构、土壤肥力以及小气候的影响也在进行中,将另文报道。笔者认为杉木乳源木莲混交林经营密度较
大的林分,种内或种间竞争剧烈。间伐后释放了空间,为保留的林木提供了良好的营养空间,而套种细叶
青蒌藤填充了林分间伐后腾出的生长空间,形成了复合林分,生长环境得到结构优化和合理配置,共同促
进了杉木和乳源木莲的生长。
从表 1 中还可以看出:杉木与乳源木莲平均树高增长量相比,乳源木莲的增长量大于杉木的增长量。
这可能与乳源木莲自身的生物学特性有关。乳源木莲长期系统发育在低山一带,形成较耐荫的特性,但随
着林龄的增长对光照要求增强。在丘陵地区与杉木混交初期生长速度低于杉木,处于亚林层,在林分郁闭
后,杉木针叶尖硬,使乳源木莲生长受到抑制。间伐后,乳源木莲与杉木种间竞争减低,而且套种细叶青蒌
藤后,林内形成阴湿的生长环境,更适合喜阴湿的乳源木莲生长
3. 2 立木材积生长量差异性分析
林木单株材积生长主要受林木胸径、树高和形数等影响,而林分立木材积还受到经营密度的影响。表
2 是林分立木材积增长量(2014 年生长量减去 2011 年生长量)的测定结果,表 3 -表 7 是不同处理主要杉
木、乳源木莲单株立木材积和总立木材积增长量的方差分析和多重比较。从表 3 -表 6 中可以得知:不同
处理间杉木、乳源木莲单株立木材积增长量存在差异,JT处理与 CH处理间杉木单株立木材积增长量达到
显著水平,JF与 CH处理间差异不显著,但有一定差异,JF处理杉木单株立木材积增长量比 CH 处理增加
24. 2%;JT、JF处理与 CH处理间乳源木莲单株立木材积增长量达到显著水平,JT 与 JF 处理间差异不显
著,但也有一定差异,JT处理乳源木莲单株立木材积增长量比 JF处理增加 3. 8%。
表 2 不同处理立木材积的测定结果
处理 树种
株数
/株数·hm -2
单株材积 /m3·株 - 1
2011 年 2014 年 增长量
总立木材积 /m3·hm -2
2011 年 2014 年 增长量
JT
杉木 439 0. 1884 0. 2799 0. 0915 130. 9746 201. 5227 70. 5481
乳源木莲 461 0. 1047 0. 1706 0. 0659
JF
杉木 450 0. 1875 0. 2770 0. 0895 129. 7800 198. 4950 68. 7150
乳源木莲 450 0. 1009 0. 1641 0. 0632
CH
杉木 856 0. 1510 0. 1964 0. 0454 195. 7448 261. 4284 65. 6836
乳源木莲 868 0. 0766 0. 1075 0. 0309
表 3 不同处理杉木单株立木材积增长量方差分析
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 fα
区组
处理
剩余
总的
2
2
4
8
0. 00070
0. 00224
0. 00052
0. 00354
0. 00035
0. 00112
0. 00013
2. 33
8. 36
F0. 05(2,4)= 6. 94
F0. 01(2,4)= 18. 0
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林业勘察设计 (福建) 2015 年第 1 期
表 4 不同处理杉木单株立木材积增长量多重比较表
Xi 代号 Xi - X1 Xi - X2
X3 = 0. 0915 JT 0. 0307* 0. 002
X2 = 0. 0895 JF 0. 0287
X1 = 0. 0608 CH
* D0. 05 = 0. 0295,D0. 01 = 0. 092
表 5 不同处理乳源木莲单株立木材积增长量方差分析
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 fα
区组
处理
剩余
总的
2
2
4
8
0. 00040
0. 0010
0. 00028
0. 0013
0. 00020
0. 00050
0. 00007
2. 86
7. 14
F0. 05(2,4)= 6. 94
F0. 01(2,4)= 18. 0
表 6 不同处理乳源木莲单株立木材积增长量多重比较表
Xi 代号 Xi - X1 Xi - X2
X3 = 0. 0659 JT 0. 0270* 0. 0027
X2 = 0. 0632 JF 0. 0259*
X1 = 0. 0373 CH
* D0. 05 = 0. 0216,D0. 01 = 0. 067
表 7 不同处理总立木材积增长量方差分析
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 fα
区组
处理
剩余
总的
2
2
4
8
149. 5723
442. 5059
198. 7211
790. 7993
74. 78615
221. 2529
49. 6803
0. 75
4. 45
F0. 05(2,4)= 6. 94
F0. 01(2,4)= 18. 0
从表 7 中可知:不同处理间林分总立木材积增长量均未达到显著差异。CH 处理没有进行第二次间
伐,保留株数比 JT和 JF处理增加 119%。JT和 JF处理与 CH比总立木材积没有显著差异。显然,间伐和
套种较大程度上促进了保留木的高径生长,也表明保留密度较大,随着林分进一步郁闭,又抑制了高径生
长。虽然 CH总林木材积比 JT和 JF处理分别增加 19. 7%和 22. 9%,但林木个体小,仅适合培育中小径
材,JT和 JF处理总立木材积比 CH处理低,但提高了单株立木材积。套种细叶青蒌藤的 JT与 JF比,单株
立木材积不仅没有受影响,反而略有提高,可以肯定 JT 处理有利于杉木和乳源木莲大径材培育。俞新妥
等研究杉木的生长情况后认为,栽植密度大的林分,如间伐措施跟不上,是很难培育大径材的[15]。然而,
在我国经济建设和人民生活中,比如精美家具、工艺雕刻、豪华建筑、室内装修以及胶合板材需要大量的大
径材,但福建省杉木林主伐林分,大径材的比例很少,一般在 10%以下,无法满足市场经济需求[15]。采取
科学、先进和高效手段培育大径材是林业建设的主要趋势,也是产业发展的客观要求。
3. 3 林下细叶青蒌滕生长状况分析
表 8 是利用杉木乳源木莲混交林现有的森林环境栽植细叶青蒌藤 3 年生后细叶青蒌藤的生长状况。
从表 8 中可知:林下套种的细叶青蒌藤生长良好,平均藤茎总长度达 17. 8m /株,平均基径 0. 28cm,盖度达
76%,细叶青蒌藤藤茎生物量达 1054. 86kg /hm2。表明细叶青蒌藤在杉木乳源木莲混交林下套种可以成
功,生长正常。林下套种细叶青蒌藤具有明显的比较优势和潜在的促进作用。首先不占农田,不与粮食等
作物争地;其次是投资成本低,利用天然的林木作为屏障,为细叶青蒌藤提供适宜的生长环境;再次,可以
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林业勘察设计 (福建) 2015 年第 1 期
改善林分的生长环境,促进上层木的生长。
表 8 林下套种的细叶青蒌藤生长状况
经营类型 藤茎长度(m) 藤茎基径(cm) 盖度(%) 干重产量(kg /hhm2)
林下栽植 19. 8 0. 28 0. 82 1054. 86
3. 4 林下套种每一生产周期(3 年)经济效益分析
林下套种细叶青蒌藤以 3a 为一个生产周期计算。3a 内需投资 12000 元 /hm2,其中整地费 1350
元 /hm2,苗木费 4500 元 /hm2,种植费 900 元 /hm2。抚育费 4500 元 /hm2,管护费 105 元 /hm2,其他 645
元 /hm2。
细叶青蒌藤干藤茎按 40 元 /kg计算,其林下套种的单位产量(干重)约为 1054. 86kg /hm2,则 3 年采收
总产值 42194. 4 元 /hm2。细叶青蒌藤的年收入是 14064. 8 元 /hm2;扣除年投资成本 4000 元 /hm2,细叶青
蒌藤的年收入是 10064. 8 元 /hm2,投入产出比 1:2. 5。在杉莲混交林中栽植细叶青蒌藤具有较高的经营
效益。
如果考虑林木增加材积和林木质量提高带来的价值,则在杉木乳源木莲混交林下套种细叶青蒌藤有
着更显著的经济效益。
4 小结
杉木乳源木莲混交林下套种细叶青蒌藤具有较好的生长效应。试验结果表明:19 年生杉莲混交林间
伐后保留密度 900 株 / hm2,套种细叶青蒌藤 3 年后,能够形成杉木 -乳源木莲 -细叶青蒌藤复合林。间
伐有利于促进杉木和乳源木莲保留木的生长,有利于培育杉木和乳源木莲大径材。在杉木乳源木莲混交
林下套种的细叶青蒌藤保存率可以达到 90%以上,藤茎生长迅速,较粗壮,套种 3 年生的细叶青蒌藤藤茎
生物量可达 1054. 86kg /hm2。在林下套种细叶青蒌藤,不仅可获得珍贵香料植物细叶青蒌藤的藤茎,而且
还可以促进上层林木的生长,达到实现木药结合,材药两用,既不影响森林的主导作用,又可扩大中药资
源、以短养长,以副养主,杉木 -乳源木莲 -细叶青蒌藤复合林具有显著的经营效果。
参 考 文 献
[1] 中国林学会森林生态分会.人工林地力衰退研究[M].北京:中国科学技术出版社,1992.
[2] 方奇.杉木连栽对土壤肥力及其杉木生长的影响[J].林业科学,1987,23(4):389 ~ 397.
[3] 俞新妥.杉木连栽林地土壤生物特性及土壤肥力的研究[J].福建林学院学报,1989,9(3):263 ~271.
[4] 杨承栋.杉人工林地力衰退的原因机制及其防治措施[J].世界林业研究,1997,10(4):34 ~ 39.
[5] 崔国发.人工林地力衰退机理及其防止对策[J].世界林业研究,1996(5):61 ~ 69.
[6] 俞新妥.杉木林地持续利用问题的研究和看法[J].林业科学研究,1993(3):80 ~ 86.
[7] 张水松,陈长发,吴先选,等. 杉木森间伐强度试验 20 年生长效应的研究[J]. 林业科学,2005,41
(5):56 ~ 65.
[8] 姜志林,叶镜中,周本林.杉木林的抚育间伐[M].北京:中国林业出版社,1982.
[9] 周东雄.马尾松苦竹复合林分生产力研究[J].林业科技开发,2002,16(2):27 ~ 29.
[10] 贞佐,呼海涛,孟庆繁,等.海风藤的研究进展[J].时珍国医国药,2006,17(7):1305 ~ 1307.
[11] 国家药典委员会.中国药典(一部)[M].北京:化学工业出版社,2005.
[12] 康永武.不同因子对林下细叶青蒌藤生长影响试验初报[J].亚热带植物科学,2014,43(4):1 ~ 4.
[13] 宋纬文.三明畲药[M].福州:福建科学技术出版社,2013.
[14] 盛炜彤,杨承栋.关于杉木林下植被对改良土壤性质效用的研究[J].生态学报,1997,17(4):377 ~385.
[15] 俞新妥,杉木栽培学[M].福州:福建科学技术出版社,1997.
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