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Growth and Structure Differentiation of Phoebe bournei Plantation with Different Sites and Modes of Afforestation

不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化



全 文 :书林业科学研究 2014,27(4):445 453
ForestResearch
  文章编号:10011498(2014)04044509
不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化
楚秀丽1,刘青华1,范辉华2,王生华3,陈柳英4,周志春1
(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江 富阳 311400;2.福建省林业科学研究院,福建 福州 350012;
3.福建省三明市岩前林业工作站,福建 三明 365005;4.福建省建瓯市林业技术推广中心,福建 建瓯 353100)
收稿日期:20131024
基金项目:国家农业科技成果转化资金项目(2013GB24320603)
作者简介:楚秀丽(1981—),女,河南商丘人,助理研究员,博士,主要从事珍贵树种高效培育等研究.
 通讯作者:周志春(1963—),男,江苏丹阳人,研究员,博士生导师.Email:zczhou_risf@163.com
摘要:利用福建省三明市和建瓯市不同生境、造林模式闽楠人工林的24块代表性样地材料,对其生长及林分分化进
行系统研究。结果表明:45龄闽楠人工纯林北坡、东坡林分树高均值明显高于西坡、南坡,而南坡、东坡林分平均胸
径显著较北坡、西坡大,中坡、下坡生长明显优于上坡;45龄不同混交类型闽楠人工林中,与杉木混交效果较好,显
著优于分别与福建柏、毛竹、木荷混交的林分;8 10龄弱光环境下闽楠林分在马尾松冠下和杉萌套种模式时生长
较好,其树高、胸径显著大于杉木冠下闽楠林分;相同坡向、坡位、混交林及马尾松冠下闽楠人工林树高、胸径变异较
小,而冠幅变异较大。不同微环境和造林模式的闽楠人工林径阶分布采用 Weibul分布函数拟合,效果较好,各坡
向、坡位闽楠人工纯林、与毛竹混交的林分及弱光条件下闽楠幼林均为倒“J”型分布,即其林分结构相对稳定、竞争
较合理,而分别与杉木、福建柏和木荷混交的林分径阶呈单峰左偏山状分布,表明其处于竞争的自然稀疏后期;不同
生境、造林模式闽楠林分林木分级显示,除杉萌套种和杉木冠下林分各级林木所占比例相对分散外,其他调查林分
Ⅱ级木、Ⅲ级木占主导地位。因此,营建闽楠人工林应依据不同培育目标进行立地、混交模式及微环境选择,其人工
林分宜选偏阳、半阳坡、中下坡,造林时尽可能选庇荫微环境,至中龄期可逐步移除冠层树种;杉木为其较理想伴生
树种,与杉木混交林分的生长后期或杉萌套种闽楠林分郁闭期,建议间伐伴生树种;而弱光微环境应首选立地较好
的马尾松冠下。
关键词:闽楠;人工林;生境;造林模式;林分分化
中图分类号:S725.7 文献标识码:A
GrowthandStructureDiferentiationofPhoebebourneiPlantationwith
DiferentSitesandModesofAfforestation
CHUXiuli1,LIUQinghua1,FANHuihua2,WANGShenghua3,CHENLiuying4,ZHOUZhichun1
(1.ResearchInstituteofSubtropicalForestry,ChineseAcademyofForestry,Fuyang 311400,Zhejiang,China;
2.FujianAcademyofForestry,Fuzhou 350012,Fujian,China;3.YanqianForestryStationofSanmingCity,Sanming 365005,Fujian,China;
4.ExtendingCenterforForestryS&TofJian’ouCity,Jian’ou 353100,Fujian,China)
Abstract:Basedon24sampleplotswithdiferentbiotopesandaforestationmodesinSanmingandJian’ouofFu
jianProvince,thegrowthandstanddiferentiationofPhoebebourneiwereanalyzed.Theresultsindicatedthat:for
45yearoldPhoebebourneipureplantation,theheightdisplayedconverselywiththediameteratbreastheight
(DBH),theaverageheightofPhoebebourneigrownatnorthandeastslopewastalerthanthatatsouthandwest
slope;however,theaverageDBHofstandatsouthandeastslopewassignificantlylargerthanthatofplantationat
northandwestslope;whilethegrowthoftheplantationatmiddleandlowerslopewasbeterthanthatatupper
slope.For45yearoldmixedplantation,theplantationmixedwithCunninghamialanceolatawassuperiorthanthat
ofothermixedmodessuchasmixedwithFokieniahodginsi,PhylostachysedulisandSchimasuperba.Likewise,
林 业 科 学 研 究 第27卷
the8to10yearsoldPhoebebourneiplantationgrownunderdiferentshadyenvironmentdisplayedthatyoungstand
plantedunderPinusmasonianacrownandinterplantedwithcoppiceshootoffirdidbeterthanthatofunderC.
lanceolata.NotonlytheheightofPhoebebourneiwiththetwomodesmentionedabove,butalsotheDBHofthem
werelargerthanthatofunderC.lanceolatamode.ThevariationofheightandDBHofPhoebebourneiplantationin
samedirectionandpositionofslope,mixedplantationandtheunderPinusmasonianacrownmodeweresmal,op
positely,diferentiationincrownofthatwaslarge.Themodelfitingdiameterdistributionfordiferentmicrosites
(slope,positionofslope)andmixedmodesofPhoebebourneiplantationwithcumulativedistributionfunctionof
Weibuldistributionweregood;Thediameterdistributionforplantationindiferentdirectionandpositionofslope,
mixedplantationwithPhylostachysedulisandthatplantedundershadyenvironmentwerethereverse"J"type
whichmeansthestandshadbeenundergoingstablestandstructureandreasonablecompetitionandtheadaptability
ofthistreespeciesstrong.However,thediameterdistributionforplantationmixedwithC.lanceolata,F.hodginsi
andS.superbatooksinglehumpwithleftavertenceshapewhichindicatedthatthestandswereinthelatestageof
naturalthinningofcompetitionperiod.AndthetreespeciesinclassⅡ andⅢ weredominantinthestandsexcept
ingtheplantationgrownwithcoppiceshootoffirandunderC.lanceolataaccordingtotreeclassification.Thus,it
isnecessarytoselectthemicrositeandmixedmodeforPhoebebourneiplantationdependingoncultivationtarget.
Forexample,thepureplantationshouldbeinpartialsunny,halfshady,middleandlowerslope.Phoebebournei
plantationshouldbeplantedundershadyenvironmentandthecrowntreespeciescouldberemovedwhenthetarget
plantationsreachitsmiddlestage.C.lanceolataisabeterchoiceforPhoebebournei.While,itisbetertoremove
theassociatedspeciesinPhoebebourneiplantationsmixedwithC.lanceolataandinterplantedwithcoppiceshootof
firwhentheyreachtoclosureperiod.Ifpossible,itshouldchooseunderPinusmasonianacrownmodewhenplan
tedundershadyenvironmentandfertilitysite.
Keywords:Phoebebournei;plantation;site;forestrymodel;standdiferentiation
闽楠(Phoebebournei(Hemsl.)Yang)为我国特
有珍贵阔叶树种,主要分布在福建、江西、湖南、广东
和浙江等省份,其干形通直、树冠雄伟,木材纹理致
密、削面光滑,可作为高级建筑、家具等上等用材,是
我国亚热带中东部地区重点发展的树种之一。现有
研究表明,闽楠人工林生长的坡向、坡位效应显著,
中坡、下坡生长较好,且发现与杉木(Cunninghamia
lanceolata(Lamb.)Hook.)或马尾松(Pinusmasoni
anaLamb.)混交能显著促进闽楠生长[1],尤其与马
尾松混交效果较好[2]。近些年,营林科技工作者基
于速生树种生长特点及闽楠幼龄期偏阴的生物学特
性[3-4],兴起对生长周期较长的珍贵树种闽楠在杉
木等速生树种树冠等弱光环境下造林,以期达到“以
短养长”的目的[3];然而,对前述不同立地、造林模
式及弱光环境下所造闽楠人工林生长、林分结构稳
定性及分化情况等尚了解不多,难以科学指导闽楠
人工林的高效经营。
径阶分布是林分结构的基本规律之一[5],是表
征林分生长稳定性及林分株间竞争的主要指
标[6-10]。了解林分的径阶分布和林分分化情况可
掌握其结构的稳定程度,能够为林分经营管理提供
理论依据[11-12]。本研究基于现有的各类闽楠人工
林,于45龄闽楠人工纯林(不同坡向、坡位)和闽楠
与杉木、毛竹(Phylostachysedulis(Car.)H.deLe
haie)、福建柏(Fokieniahodginsi(Dunn)A.Henry
etThomas)、木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp.)
混交林分及弱光环境下幼龄林分(马尾松冠下、杉木
林冠下、杉萌套种)内设置调查样地,探讨立地微环
境、混交造林模式及弱光环境对闽楠生长、林分结构
及分化的影响,以期为闽楠人工林的高效培育及经
营管理提供理论依据和科学指导。
1 材料与方法
1.1 试验地概况和试验材料
调查样地设置在福建省三明市和建瓯市,地处
福建省中北部,属亚热带海洋性季风气候,年均气温
19℃,年均降水量1600 1800mm,无霜期285d,
相对湿度81%。所选林分样地均为低山丘陵,土壤
为山地红壤,立地Ⅱ级及以上等相似生境条件,样地
林分初植密度基本相等、间伐等抚育措施一致。闽
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第4期 楚秀丽等:不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化
楠人工纯林海拔跨度较大,分坡向、坡位设置调查样
地,混交林分只进行南坡下坡典型样地调查,弱光环
境造林林分则依据样地条件按坡向设置调查样地,
调查样地大小均为30m×30m,其中,三明市营建
的45龄闽楠人工纯林及混交林(分别与杉木、福建
柏、毛竹和木荷混交,与混交树种比例为7∶3)的16
块样地分别记为Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅱ-1、Ⅱ-2、
Ⅱ-3、Ⅲ -1、Ⅲ -2、Ⅲ -3、Ⅳ -1、Ⅳ -2、Ⅳ -3、
Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ;建瓯市营建的不同弱光环境造林模式
(杉萌套种、杉木冠下及马尾松冠下)闽楠人工幼龄
林分的8块样地分别记为Ⅸ-1、Ⅸ-2、Ⅸ-3、Ⅹ-
1、Ⅹ-2、Ⅹ-3、Ⅺ -1、Ⅺ -2。各样地基本情况见
表1。
表1 不同造林模式样地概况
造林模式 样地编号 林龄/a 海拔/m 坡度/(°) 坡向 土壤厚度/mm 造林地面积/hm2 保留密度/(株·hm-2) 造林地点
闽楠人
工纯林
混交林
弱光环
境下
造林
Ⅰ-1 45 246 25 E 80 5.3
Ⅰ-2 45 210 25 E 100 5.3
Ⅰ-3 45 180 25 E 150 5.3
Ⅱ-1 45 246 25 S 80 6.7
Ⅱ-2 45 210 25 S 100 6.7
Ⅱ-3 45 180 25 S 150 6.7
Ⅲ-1 45 246 25 W 80 5.3
Ⅲ-2 45 210 25 W 100 5.3
Ⅲ-3 45 180 25 W 150 5.3
Ⅳ-1 45 246 25 N 80 6.0
Ⅳ-2 45 210 25 N 100 6.0
Ⅳ-3 45 180 25 N 150 6.0
Ⅴ 45 180 25 S 150 2.0
Ⅵ 45 180 25 S 150 3.0
Ⅶ 45 180 25 S 150 3.3
Ⅷ 45 180 25 S 150 3.3
Ⅸ-1 10 260 25 E 150 2.3
Ⅸ-2 10 260 25 W 150 2.3
Ⅸ-3 10 260 25 S 150 2.3
Ⅹ-1 8 170 25 S 150 5.3
Ⅹ-2 8 170 25 S30W 150 5.3
Ⅹ-3 8 170 25 W 150 5.3
Ⅺ-1 8 267 25 E 150 3.3
Ⅺ-2 8 267 25 W 150 3.3
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闽楠495、杉木210
闽楠495、毛竹210
闽楠495、福建柏210
闽楠495、木荷210
杉萌600、闽楠1050
杉木600(20年生)、
闽楠900
马尾松600(40年生)、
闽楠900
三明市三元区
莘口镇
建瓯市安宁镇
七里街
建瓯市南雅镇
白水源
建瓯市安宁镇
七里街
1.2 样地调查、指标计算及参数拟合
在调查样地内,随机选取人工纯林或混交林的
主要树种闽楠50株样木,每木量测树高、胸径等指
标,记录选取测量范围的混交林伴生树种的生长量。
径阶分布采用 Weibul分布函数 F(x)=1 -
e-(((x-a)/b)^c)进行参数拟合[8,13],x≥a,a>0,b>0,
其中:a为位置参数;b为尺度参数;c为形状指数;x
为组中值。Weibul分布的3个参数与林分特征因
子有关,a是指林分最小直径,b是指林分直径分布
范围,c决定林分直径分布的偏度。c值在1.0 3.6
之间,为单峰左偏山状分布,当 c<1时为倒“J”型
分布,当c=1时为指数分布,当c=2时为x2分布,
当c=3.6时为近似正态分布,当c→∞时变为单点
分布[8,14]。
在调查样地每木检尺的基础上,对样地林木进
行分级:据 d=r/R公式(r为每株样木胸径;R为样
地林分平均胸径),求得每株样木的 d值,按分级木
(I V级木)归类,统计各样地分级木比例。分级
标准为:Ⅰ级木,d≥1.336;I级木,1.026≤d<
1.336;Ⅲ级木,0.712≤d<1.026;Ⅳ级木,0.383≤d
<0.712;V级木,d<0.383[15-16]。
1.3 数据处理
采用 Excel2003软件进行数据基本处理及制
图,运用SPSS18.0软件进行 Duncan’s检验,验证
生境及造林模式等对闽楠人工林生长指标影响的显
著性。
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林 业 科 学 研 究 第27卷
2 结果与分析
2.1 不同生境及造林模式闽楠人工林生长
2.1.1 不同坡向、坡位闽楠人工纯林生长 针对
45龄闽楠人工纯林,选取初植密度、保留密度和林
龄等一致的不同坡向(东坡(Ⅰ -1、Ⅰ -2、Ⅰ -3)、
南坡(Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3)、西坡(Ⅲ -1、Ⅲ -2、Ⅲ
-3)和北坡(Ⅳ-1、Ⅳ-2、Ⅳ-3)样地)及坡位(上
坡(Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、Ⅳ -1)、中坡(Ⅰ -2、Ⅱ -
2、Ⅲ-2、Ⅳ -2)、下坡(Ⅰ -3、Ⅱ -3、Ⅲ -3、Ⅳ -
3))可比性样地,对生长性状进行分析(表 2)。45
龄闽楠人工纯林树高以北坡最高,达15.19m,比树
高最低的西坡高1.43m,可能原因为北坡树木为竞
争光照而促进树高生长,西坡因阳光直射时间较长
而抑制树高生长。南坡、东坡林分胸径均值分别为
18.25、16.80cm,显著大于北坡、西坡,北坡林分胸
径最小,仅14.49cm,明显小于其他坡向,可能北坡
林分光照相对不足,导致光合产物减少,最终造成胸
径生长量较小;而林分冠幅则表现出东坡最大,在其
他坡向间差异不显著。不同坡位间45龄闽楠人工
纯林生长差异极显著,下坡林分胸径为18.38cm,中
坡林分胸径为17.46cm,均显著大于上坡林分胸径
(13.35cm);树高、冠幅也表现出中坡、下坡林分较
高,且显著高于上坡林分,树高、冠幅分别比上坡林
分大12.92%、12.45%和10.91%、50.60%。
不同坡向、坡位闽楠人工纯林树高、胸径的变异
系数均在20%左右,其中,下坡林分变异系数相对
较小(表2),表明这些生境下闽楠人工纯林生长较
整齐,个体分化不明显,特别是下坡林分较稳定。冠
幅变异系数则较大,多数坡向、坡位林分冠幅的变异
系数在30%以上,可能冠幅较树高、胸径更易受外
界环境条件影响而表现出较大的变异。
表2 不同坡向、坡位闽楠人工纯林生长
项目 树高/m 变异系数/% 胸径/cm 变异系数/% 冠幅/m 变异系数/%
东坡 14.71±3.15ab 14.65 16.80±3.60b 20.35 3.42±1.03a 38.44
南坡 14.07±1.83bc 21.43 18.25±4.06a 21.41 2.84±1.01b 29.98
坡向 西坡 13.76±2.92c 13.02 15.53±3.26c 22.24 2.86±1.04b 35.34
北坡 15.19±2.23a 21.25 14.49±2.95c 20.99 2.55±0.98b 36.52
F值 5.084 15.965 10.409
下坡 14.94±2.65a 17.73 18.38±2.72a 14.81 3.75±0.85a 22.67
坡位 中坡 15.21±1.87a 12.29 17.46±3.37b 19.30 2.80±1.10b 39.25
上坡 13.47±3.02b 22.41 13.35±2.56c 19.15 2.49±0.82c 33.11
F值 15.585 91.671 44.228
  注:表示差异极显著,同列中小写字母不同表示相互间差异显著,下同。
2.1.2 不同混交类型闽楠人工林生长 不同混交
类型(与杉木、毛竹、福建柏和木荷混交林分样地分
别为Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ,其均为南坡下坡,且立地条件基
本一致,具可比性)的闽楠人工林生长差异极显著
(表3),其中,与杉木混交效果最好,闽楠树高、胸径
和冠幅分别为16.09m、24.13cm和4.22m,显著较
其他混交类型大,其他混交类型仅见与福建柏混交
的闽楠树高较高,为15.76m,与木荷混交的闽楠树
高、胸径均最小,仅分别为与杉木混交的71.97%、
58.64%,可能与木荷竞争力强有关。
由表3可知:不同混交类型闽楠人工林树高变
异系数较小,最大为13.17%;其胸径变异系数相对
树高则较大,均在20%左右,为相同混交类型树高
变异系数的2倍左右;闽楠人工林不同混交类型的
冠幅变异系数与其人工纯林在不同生境表现类似,
即变异系数较大,再次表明闽楠人工林冠幅受外界
影响较胸径、树高大。
表3 不同混交类型闽楠人工林生长
混交树种 树高/m 变异系数/% 胸径/cm 变异系数/% 冠幅/m 变异系数/%
杉木 16.09±1.28a 7.94 24.13±4.42a 18.31 4.22±1.03a 24.51
毛竹 14.20±1.03b 7.26 18.99±2.68b 14.10 2.26±0.43b 18.96
福建柏 15.76±2.07a 13.13 14.54±3.68c 25.31 2.53±1.04b 40.88
木荷 11.58±1.53c 13.17 14.15±2.89c 20.45 2.44±0.65b 26.53
F值 34.206 32.760 23.877
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第4期 楚秀丽等:不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化
2.1.3 不同弱光环境闽楠人工林生长 弱光环境
下闽楠人工林生长以马尾松冠下(样地为Ⅺ -1、Ⅺ
-2)、杉萌套种(样地为Ⅸ -1、Ⅸ -2、Ⅸ -3)较好
(表4),2种模式下闽楠生长均显著优于杉木冠下的
闽楠(样地为Ⅹ -1、Ⅹ -2、Ⅹ -3)(与马尾松冠下
闽楠同龄),树高、胸径、冠幅分别近等于杉木冠下闽
楠树高、胸径、冠幅的3、4、2倍。
不同弱光条件下,闽楠林分树高、胸径的变异系
数均较小(杉萌套种闽楠林分胸径变异系数最大,也
仅为14.6%),杉木冠下闽楠林分冠幅变异系数较
大,为23.96%(表4),可能杉木冠下光照条件较弱,
闽楠个体为竞争光照而导致冠幅差异;马尾松冠下
闽楠林分树高、胸径和冠幅变异系数均最小(均 <
5%),明显小于杉萌套种和杉木冠下闽楠林分树高、
胸径和冠幅的变异系数,表明该条件下闽楠生长变
异相对较小,可能因马尾松树冠针叶稀疏,既能遮阳
又不致使光照不足之故。
表4 不同弱光环境闽楠人工林生长
弱光环境 树高/m 变异系数/% 胸径/cm 变异系数/% 冠幅/m 变异系数/%
杉萌套种 8.16±0.57a 7.00 8.06±1.18a 14.60 2.39±0.32bc 13.37
马尾松冠下 7.39±0.33a 4.41 8.21±0.17a 2.08 2.80±0.02ab 0.68
杉木冠下 3.13±0.30b 9.52 2.44±0.15b 5.97 1.67±0.40c 23.96
F值 113.610 53.194 7.972
2.2 不同生境及造林模式闽楠人工林径阶分布
2.2.1 不同坡向、坡位闽楠人工纯林径阶分布 不
同坡向、坡位闽楠人工纯林径阶分布的拟合统计量
r2值符合统计要求(表5),拟合效果较好。各径阶
分布形状参数c均小于1,均为倒“J”型分布,表明林
分均处于竞争稳定期。这与上述得出的各坡向、坡
位胸径变异系数均在20%左右的分析结果相一致。
表5 不同坡向、坡位闽楠人工纯林径阶分布参数
坡向
径阶分布拟合参数
a b c r2
坡位
径阶分布拟合参数
a b c r2
东坡 8.397 28.088 0.634 0.875 下坡 9.077 15.286 0.829 0.797
南坡 8.817 12.961 0.875 0.882 中坡 8.719 12.004 0.866 0.865
西坡
北坡
8.084
7.794
11.878
12.784
0.875
0.724
0.883
0.907
上坡 7.587 7.081 0.838 0.914
由不同坡向、坡位闽楠人工纯林径阶中值与径
阶分布累积散点图(图1)可知:其径阶分布形状相
近。各坡向、坡位相同分布累积频率范围对应的径
阶中值表明:南坡径阶最大,北坡最小,南坡、东坡径
阶较北坡、西坡大;中坡、下坡径阶较大,上坡林分大
径阶株数较少。
图1 不同坡向、坡位闽楠人工林径阶分布累积
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林 业 科 学 研 究 第27卷
2.2.2 不同混交类型闽楠人工林径阶分布 对相
同立地条件下,不同混交类型闽楠人工林径阶的拟
合效果较好,拟合统计量r2均符合统计要求(表6)。
除与毛竹混交外,其他混交类型的闽楠人工林径阶
拟合形状参数c均在1.0 3.6之间,即其径阶均为
单峰左偏山状分布,c值均稍大于1,表明其林分处
于竞争期的自然稀疏后期[17]。由上述对其胸径变
异分析可知:各混交类型林分胸径变异较小,也表明
其闽楠林分处于分化不明显的阶段。
表6 不同混交类型闽楠人工林径阶分布拟合参数
径阶分布
拟合参数
混交树种
杉木 毛竹 福建柏 木荷
a 15.922 10.594 9.019 8.772
b 5.672 8.932 3.664 4.458
c 1.188 0.977 1.185 1.097
r2 0.895 0.816 0.982 0.906
  由不同混交类型闽楠人工林径阶中值与径阶分
布累积散点图(图2)可知:与毛竹混交的闽楠人工
林径阶分布形状为倒“J”型,而其他混交类型均为单
峰左偏山状。相同分布累积频率范围对应的径阶中
值表明:与杉木混交闽楠人工林径阶最大,其次为与
毛竹混交林分,与福建柏及木荷混交林分径阶最小。
2.2.3 不同弱光环境闽楠人工林径阶分布特征 
对不同弱光条件下闽楠人工林径阶的拟合效果亦较
好,拟合统计量r2均符合统计要求(表7),不同弱光
环境闽楠人工林径阶拟合形状参数c均小于1,即其
径阶均为倒“J”型分布,林分处于稳定竞争期。这与
上述对该条件下闽楠人工林胸径变异分析结果一
致,即不同弱光条件下闽楠人工林胸径变异均不
明显。
图2 不同混交类型闽楠人工林径阶分布累积
表7 不同弱光环境闽楠人工林径阶分布拟合参数
弱光环境
径阶分布拟合参数
a b c r2
杉萌套种 1.689 7.550 0.892 0.893
马尾松冠下 4.781 25.023 0.374 0.893
杉木冠下 0.546 1.718 0.627 0.924
弱光环境下闽楠人工林径阶中值与径阶分布累
积散点图(图3)显示:不同弱光条件下闽楠林分相
同分布累积频率范围对应的径阶中值表明,马尾松
冠下和杉萌套种模式闽楠林分径阶较大,杉木冠下
闽楠林分径阶较小。
2.3 不同生境及造林模式闽楠人工林林木分级
2.3.1 不同坡向、坡位闽楠人工纯林林木分级 各
坡向、坡位闽楠人工纯林林木分级显示:Ⅱ级木、Ⅲ
级木占80%以上,Ⅳ级木基本在10%以下(东坡最
大,为10.39%),Ⅴ级木均未出现(表8),不同坡向、
坡位闽楠人工纯林林分分化不明显。各坡向、坡位
林分林木分级结果再次印证前述分析的该条件下林
分径阶分布及胸径变异较小所表明的林分处竞争稳
定期情况。
2.3.2 不同混交类型闽楠人工林林木分级 不同
混交类型闽楠人工林林木分级显示:Ⅱ级木、Ⅲ级木
占80%以上,Ⅰ级木、Ⅳ级木10%以下,Ⅴ级木均未
出现(表9),说明不同混交类型45龄闽楠林分没有
明显分化。前述分析也表明:其径阶分布除与毛竹
混交外,均呈单峰左偏山状分布,该条件下闽楠林分
较稳定,即处于竞争期的自然稀疏后期。
054
第4期 楚秀丽等:不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化
图3 不同弱光环境闽楠人工林径阶分布累积
表8 不同坡向、坡位闽楠人工纯林林木分级
坡向
林木分级比例/%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
坡位
林木分级比例/%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
东坡 5.19 38.96 45.46 10.39 0 下坡 5.26 28.95 65.79 0.00 0
南坡 12.28 22.81 57.89 7.02 0 中坡 7.96 30.97 56.64 4.43 0
西坡
北坡
7.61
4.50
34.78
40.45
47.83
48.31
9.78
6.74


上坡 3.97 42.86 47.62 5.55 0
表9 不同混交类型闽楠人工林林木分级
混交树种
林木分级比例/%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
杉木 5.88 47.06 41.18 5.88 0
毛竹 3.57 39.29 57.14 0.00 0
福建柏 11.11 24.44 55.56 8.89 0
木荷 3.70 48.15 37.04 11.11 0
2.3.3 不同弱光环境闽楠人工林林木分级 弱光
环境下闽楠人工林林木分级显示:马尾松冠下闽楠
林分Ⅴ级木所占比例为0,其他2种模式弱光环境闽
楠林分Ⅴ级木均不同程度地出现,但Ⅴ级木所占比
例均较少(表10),表明杉萌套种和杉木冠下闽楠林
分存在一定的分化现象。前述分析也显示马尾松冠
下闽楠林分胸径变异及径阶分布形状参数c值均明
显较杉萌套种和杉木冠下2种模式闽楠林分相应指
标小,即马尾松冠下闽楠林分竞争较稳定。
表10 不同弱光环境闽楠人工林林木分级
弱光环境
林木分级比例/%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
杉萌套种 17.29 31.58 30.83 13.16 7.14
马尾松冠下 6.31 40.54 39.64 13.51 0.00
杉木冠下 12.95 30.94 35.97 18.71 1.44
3 结论与讨论
3.1 不同生境、造林模式闽楠人工林生长
研究表明,45龄闽楠人工纯林南坡、东坡林分
胸径显著大于北坡、西坡林分,北坡林分胸径最小,
明显小于南坡林分。坡向影响光照、温度和水分等
气候资源的分配,南坡光照充足,闽楠胸径生长表现
最好。吴载璋等[18]也提出闽楠胸径生长随着年龄
的增长需光量逐渐增强的结论;而西坡林分胸径生
长量也较低,其可能原因是西坡林分每天接受可能
的最高温、最强光照时间最长,这种过长时间的高温
和强光照可能影响其生长而导致胸径较小。林分树
高则以北坡最高,可能是阴坡光照不足,树木为竞争
光照而向上生长,从而促进树高生长,也有研究表明
遮阳更能促进高生长[19]。45龄闽楠人工纯林在不
同坡位间生长差异极显著,下坡、中坡林分胸径均显
著大于上坡林分,树高、冠幅也表现出中坡、下坡较
优,显著高于上坡。这与王秀花等[20]研究结果即下
坡更适于木荷人工林生长相一致。坡位主要影响土
壤水分和养分分布,一般下坡土壤深厚肥沃、含水量
高。因此,南坡、东坡等偏阳、半阳坡条件利于闽楠
胸径增粗,北坡、东坡等阴坡、半阴坡则利于闽楠树
154
林 业 科 学 研 究 第27卷
高生长,中坡、下坡较上坡更适宜于闽楠生长。
不同混交类型间闽楠人工林生长表现为与杉木
混交效果最好,胸径、树高和冠幅均显著较本研究中
其他混交类型大,这是成功混交林具有的特点[21],
其他混交类型仅见与福建柏混交的闽楠树高较高,
而与速生树种木荷混交的闽楠胸径、树高均最小。
这种混交效果不仅由混交树种种间关系[22]造成,更
可能源于木荷属顶级建群树种,其竞争力较杉木、柏
木强。因此,营建闽楠混交林不仅要考虑树种间混
交关系,对速生树种木荷等具有较强竞争力的树种,
还必须考虑适当的混交比例。本文中不同混交类型
闽楠林分均分布在南坡的下坡,对其他坡向、坡位混
交林分生长情况,还有待进一步研究。
弱光环境闽楠人工林生长以马尾松冠下和杉萌
套种较好,2种模式下闽楠生长均显著优于杉木冠
下闽楠(与马尾松冠下闽楠同龄)。马尾松冠下闽
楠生长较好,可能既因种间关系[22],又与马尾松树
体较高特别是树冠针叶稀疏的特点有关,马尾松这
种树体特点能够为其冠下闽楠生长提供较适宜的光
照条件,另外该混交林伴生树种马尾松长势较好,表
明其立地条件较优。杉萌套种的闽楠长势优良,可
能因杉木萌条的快速生长使得其树高较快地高于闽
楠,郁闭前期杉木萌条能够为闽楠早期生长提供适
宜的庇荫生境;而杉木冠下闽楠生长较差,可能主要
受伴生树种杉木树体特点影响,杉木树体也较高,但
其冠层较狭窄致密,冠下光照较弱,进而使其冠下闽
楠生长受到光抑制。因此,杉木冠下造林,特别是种
植生长较慢、竞争较弱、后期需光的闽楠等珍贵树
种,待新造林成活且稳定生长6 10龄,必须通过
强度间伐创造充足的林下生长空间和较好的光照
条件。
不同生境及造林模式林分树高、胸径的变异系
数表明,不同坡位、坡向、混交类型及弱光环境下闽
楠人工林林分生长较整齐,表现出的变异不明显。
而冠幅变异系数较大,可能冠幅较胸径、树高更易受
外界环境影响而表现出较大的变异。
3.2 不同生境、造林模式闽楠人工林径阶分布
不同坡向、坡位闽楠人工纯林径阶分布的拟合
效果较好,其径阶分布形状均为倒“J”型分布。倒
“J”型分布是林分结构稳定的必要特征之一[8,23],也
是原始雨林的理想结构[24]及 异龄林常有结
构[25-27]。因此,不同坡向、坡位闽楠人工纯林的结
构较稳定,竞争比较合理[28]。闽楠人工纯林林分结
构并不因生境改变而即刻表现出明显的分化,但相
同分布累积频率范围对应径阶中值表明:南坡径阶
最大,北坡最小,南坡、东坡径阶较北坡、西坡大;中
坡、下坡径阶较大,上坡林分大径阶株数较少。
不同混交类型闽楠人工林径阶的拟合统计量 r2
均符合统计要求,除与毛竹混交的闽楠林分径阶分
布为倒“J”型,即林分处于稳定竞争期,其他混交类
型的闽楠人工林径阶均为单峰左偏山状分布,表明
其林分处于稳定的竞争阶段的自然稀疏后期[17]。
相同分布累积频率对应径阶中值表明,与杉木混交
林分径阶最大,与福建柏、木荷混交林分径阶较小。
弱光环境闽楠人工林径阶拟合统计量 r2均符
合统计要求,拟合效果也较好,径阶均为倒“J”型分
布,表明其林分结构较稳定。相同分布累积频率范
围对应径阶中值显示,马尾松冠下和杉萌套种模式
闽楠林分径阶较大,杉木冠下闽楠林分径阶较小。
因此,弱光环境营建闽楠林分,应优先选择立地较好
的马尾松冠下或者杉萌套种模式。
3.3 不同生境、造林模式闽楠人工林林木分级
各坡向、坡位闽楠人工纯林及不同混交类型闽
楠人工林Ⅱ级木、Ⅲ级木均占80%以上,Ⅳ级木基
本在10%以下,Ⅴ级木均未出现,表明不同坡向、坡
位闽楠人工纯林及不同混交类型闽楠林分均没有表
现出明显分化。这与文中对相同条件下闽楠林分胸
径变异及径阶分布拟合结果一致,即闽楠林分胸径
变异较小、林分处于稳定竞争阶段或竞争阶段的自
然稀疏后期。弱光条件下闽楠人工林林木分级显
示,各级林木分配相对分散,马尾松冠下闽楠林分Ⅴ
级木所占比例为0,而杉萌套种和杉木冠下闽楠林
分Ⅴ级木均有出现,表明其弱光环境模式下闽楠林
分表现出一定的分化。闽楠林分胸径变异及径阶分
布形状参数c值亦显示马尾松冠下闽楠林分较杉萌
套种和杉木冠下2种模式闽楠林分稳定。据林分经
营应培育Ⅰ级木,间伐Ⅱ级木,解放Ⅲ级木,移除Ⅳ
级木、Ⅴ级木的原则[15],闽楠人工纯林、混交林及弱
光环境的马尾松冠下闽楠人工林分可依培育目的适
当间伐,特别是杉萌套种和杉木冠下的林分结构表
现出一定分化的闽楠林分,应及时进行强度间伐,为
闽楠生长提供足够的生长空间和光照条件。
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