全 文 ： 收稿日期: 20020320
基金项目: 国家 九五 攻关专题 海岸带防护林更新改造技术研究 ( 960070306)的研究内容
作者简介: 叶功富(1966 ) ,男,福建政和人,高级工程师,博士.
文章编号: 10011498( 2002) 04046306
滨海沙地湿地松与木麻黄混交林
构建和调控技术研究
叶功富
(福建省林业科学研究院, 福建 福州 350012)
摘要: 自 1992 年以来, 在福建省东山县赤山林场滨海沙地,在湿地松、木麻黄混交林营造的基础上,
采用行状疏伐法对其种间关系和树种结构比例进行调控试验。混交林经调控 1 a 后, 通过 2 个树种
树高、胸径、单株材积等年生长率的变化分析, 提出调控后形成新的混交方式应为 :木麻黄行数应控
制在2 3行之内, 而湿地松行数应增至 3 行以上带状混交配置模式,以形成树种间交界行宽行距和
树种内窄株距的宽行窄株混交配置模式,对种间关系和林木生长比较有利。这种混交林种间调控方
法对海岸带多树种混交林种间关系调整具有较大的应用价值。
关键词: 滨海沙地; 木麻黄; 湿地松; 混交林; 调控技术
中图分类号: S7255 S7286 文献标识码: A
木麻黄( Casuarina equisetifolia L. )为我国东南沿海防护林的主要树种, 具有结瘤固N能力,
生长速率较快, 在抵御风沙危害、改善生态环境中发挥了突出作用。但由木麻黄单一树种构成
的防护林带结构简单,对环境的适应能力较差,林分稳定性下降,病虫害时有发生,部分林地土
壤出现地力衰退,出现更新造林困难现象[ 1 2]。为了克服木麻黄纯林的弊端,自 1992年以来,
在闽南海滨沙地进行湿地松( Pinus elliottii Engelm)与木麻黄混交林营造试验[ 3] ,并开展混交林
种间关系调控技术研究, 以期改善防护林结构,增加防护林树种多样性和景观多样性, 增强林
带稳定性和防护功能,保持林带防护功能连续性, 达到林地持续利用的目标。
1 试验地概况
试验地位于东山县赤山林场, 地理位置 117!23∀ E, 23!35∀ N, 属南亚热带海洋性季风气候,
年均气温 207 # ,极端最高、最低气温分别为 366 # 和 36 # ; 年平均降水量 9453 mm,蒸发
量2 0567 mm。雨季主要为春夏季, 8、9月常为降雨高峰期, 多台风暴雨,日降雨量最高可达
200 mm,季节性降水量约占全年 60%, 秋冬季为旱季,长达 5 6个月,干旱少雨、多东北风,每
年8级以上大风日数约 100 d,大风挟带盐雾及沙粒移动。土壤为红壤性风积沙土, 表层沙土
厚20 50 cm,底土为砖红壤, 水肥条件差。沙地植被稀少, 常见有厚藤、老鼠刺( Berberis ju
lianae Schneid. )、单叶蔓荆( Vitex trif olia Linn. var. simplicifolia Cham. )、沙杆草等。试验地前茬
为1963年营造的第1代木麻黄防护林, 30年生林分平均树高 90 m,平均胸径 91 cm, 蓄积量
为525 m3∃hm- 2,属低产、低效防护林分。
林业科学研究 2002, 15( 4) : 463 468
Forest Research
2 研究方法
1992年8月采用湿地松与木麻黄混交造林, 混交配置方式有 1松 1木、2 松 1 木、3松 1
木、3松 3木、4松2木共 5种,随机区组设计,小区面积 20 m % 30 m, 3次重复。按照定位试验
研究要求, 各试验小区边界埋设永久性水泥标桩。造林方法基本一致, 秋冬进行挖深穴整地,
填放客土, 春季雨天冒雨造林。造林苗木均为容器苗,造林时要求客土拌成泥浆, 深栽 30 cm
以上,分层填土压实,栽植后浇定根水。造林后 1 2 a每年行间除草培土抚育 1次,年终对各
试验小区的树种分别进行定株生长调查。采用 DEM6 型风向风速仪, 对试验林内及空旷地
(对照) 2 m高处的风速进行同步观测, 防风效果用相对风速(林内风速与空旷地风速的比值)
表示。林内照度采用照度计在林内 2 m 高处进行测定[ 4]。风速及照度观测时间为 1998年 5
月16日。
由于混交林种间生长差异大, 湿地松呈被压状,尤其是单行混交或邻近木麻黄的湿地松高
生长量明显小于木麻黄, 为此从不同混交配置方式中各树种群体结构和林木生长情况出发,依
据树种间关系的主要矛盾,分别采取不同的方法进行调控。( 1)多行带状混交方式, 由于木麻
黄树体高大,树冠扩展所产生的边行效应对相邻湿地松产生明显的抑制作用,在木麻黄混交比
例较小的林分中,以伐除邻近木麻黄的湿地松为主,使保留的湿地松能获得较充足的生长空
间,也可减轻蓄积量损失; ( 2) 2个树种多行等量混交林, 采取对树种间隔行疏伐方式, 大体上
等量伐除 2个树种边行,使 2个树种保留林木均能获得较大的生长空间; ( 3)对 2个树种行状
混交林,依据树种的保存率和林木的生长状况,分别伐除湿地松或木麻黄, 使之形成木麻黄或
湿地松纯林。1999年 5月对各种混交林采用复层疏伐方式进行种间关系调控,混交林种间关
系的各种调控试验处理见表 1。
表 1 湿地松、木麻黄混交林种间关系的不同调控处理
试验处理 混 交 比 例
调控前 4松 2木 3松 3木 3松 1木 2松 1木 1松 1木
2松 2木( &A) 1松 3木( ∋A) 1松 1木( (A) 2松 1木( )A) 纯木麻黄(3行) ( ∗A)
调控后 3松 1木( &B) 3松 1木( ∋B) 2松 1木( (B) 纯湿地松(4行) ( )B) 纯湿地松( 3行) ( ∗B)
2松 1木( &C) 1松 2木( ∋C) 4松 1木( (C) CK 1( )C) CK2( ∗C)
注: + 各混交模式伐前均设 3次重复,疏伐后为单区试验,小区面积 600 m2,对照仅作下层疏伐; , 括号内为区组代号
3 结果与分析
31 不同配置方式湿地松、木麻黄混交林生长和防风效果
造林 6 a后,混交林各试验处理林分生长和防风效能如表 2。从不同混交方式幼林生长
量,林带结构特征和防风效能观测结果来看, 由于 2个树种生长速度的差异, 湿地松树高生长
量大致只及木麻黄 1/ 2左右,已形成典型的复层林冠结构,木麻黄生长高大,形成上林冠层,湿
地松生长低矮, 于木麻黄林冠中部形成下林冠层。从林冠层横断面看,已经形成由木麻黄和湿
地松组成的凸凹相间疏透结构林带,对提高林带防护功能有良好作用。
混交林各试验处理中湿地松树高、胸径生长量分别比对照大 54% 135%和 30%
121%, 木麻黄树高、胸径也分别比对照大 41% 192%和 99% 268%。各种混交处理材
464 林 业 科 学 研 究 第 15卷
积总生长量比湿地松纯林大 451% 898%,但与木麻黄纯林比较,只有 3松 3木和 1松 1木
混交处理略有增加, 其它混交处理则略有减少,究其原因,是这些混交处理中木麻黄株数偏少。
因此, 2个树种混交配置可以促进生长, 但要保证林分材积生长, 获得较高产量, 必需适当增加
木麻黄混交比例,以 2个树种多行带状混交模式比较有利,以木麻黄 3行以下, 湿地松 4 行以
上比较合适,采取多行带状混交配置较为适宜,也便于对中龄林进行种间关系调整。而行状混
交模式种间竞争出现早, 湿地松生长明显受压,有 50%以上林木顶端弯曲、斜长, 不能形成长
期稳定的混交林结构,在林带混交配置中不适用。
表 2 不同配置方式 7年生湿地松、木麻黄混交林生长和防风效能比较
树种 混交方式
林分密度/ (株∃hm- 2)
单树种 合计
郁闭度
生长情况
树高/
m
胸径/
cm
蓄积量( m3hm- 2)
单树种 合计
树冠
长度/
m
光照
强度/
lx
松树
畸型株/
%
相对风速/%
林前 林内 林后
湿地松
4松 2木(带状) 1 625 2 291 078 39 68 13049 5 292 31 5 927 88 602 185 444木麻黄 666 84 84 16166 7 65
湿地松
3松 3木(带状) 1 223 2 133 088 4. 2 7. 0 11. 125 4 33. 2 3. 4 4 538 28. 1 59. 3 16. 7 32. 4木麻黄 910 8. 6 8. 3 22. 120 7 6. 4
湿地松
3松 1木(带状) 1 868 2 268 0. 86 4. 0 6. 9 15. 790 6 27. 2 3. 4 4 673 23. 0 62. 0 19. 4 35. 2木麻黄 400 8. 7 9. 0 11. 378 9 6. 8
湿地松
2松 1木(行状) 1 594 2 194 0. 82 3. 9 7. 1 13. 868 0 25. 4 3. 1 3 349 54. 5 57. 4 15. 7 26. 9木麻黄 600 7. 6 7. 8 11. 556 4 6. 3
湿地松
1松 1木(行状) 1 228 2 149 0. 85 4. 1 7. 4 11. 859 7 29. 5 3. 5 3 043 66. 5 63. 0 20. 4木麻黄 921 7. 7 7. 8 17. 607 8 6. 3
湿地松 纯林 CK1 2 425 0. 73 3. 7 6. 6 17. 5 3. 2 8 086 65. 7 36. 1 42. 6
木麻黄 纯林 CK2 1 875 0. 78 7. 3 7. 1 29. 3 6. 1 4 996 66. 7 26. 9 29. 6
从表 2还可看出, 2个树种各种混交林的防风功能均比较好,林带前、林带内的相对风速
大体上比湿地松和木麻黄纯林小 10% 20% ,防风效能也大体上可提高 10% 20%。但林带
内相对风速则以木麻黄纯林较小, 各种混交配置林带居中, 湿地松纯林较大。可能是由于木麻
黄纯林高大,对林带后风速减少较明显, 防风效能较好,其次为 2个树种带状混交配置模式防
风效能也与木麻黄纯林比较相近。
从2个树种不同混交结构配置模式幼林生长量、林分结构和防护功能等比较,认为 2个树
种以多行带状混交配置模式较适宜。但是,由于木麻黄高生长量十分迅速,树高和冠幅庞大,
采用 2 m % 2 m株行距造林,已对湿地松边行生长产生遮荫胁迫作用, 2个树种均必需进行适
量疏伐,以扩大其生长空间。
32 混交林带种间关系调控方法和调控效果
混交林种间关系调控的原则,应有利于 2个树种的生长, 使之长期共存和互利, 同时应有
利于林带稳定和形成良好的林带结构, 并有利于提高林带防护功能[ 5]。1999年 5月, 对混交
林按表 1调控处理对其种间关系进行调整。2 a 后进行试验林生长情况复查, 其结果见表 3。
从中可看出,对不同混交模式林带进行调控后, 林带生长状况与一般疏伐处理的生长规律相
符, 2个树种胸径、单株材积和树高均有不同程度增长,树高和胸径比对照大体增长 10%左右,
单株材积有较大增长,木麻黄和湿地松分别比对照增加 261%和 378% ,但蓄积量比对照则
减小 20%左右, 蓄积量减小的主要原因是木麻黄株数减少的结果,湿地松蓄积量减小不明显。
经调控处理的林带, 1 a后多数生长指标的年生长率比对照均有较大幅度增加,如木麻黄胸径
465第 4 期 叶功富:滨海沙地湿地松与木麻黄混交林构建和调控技术研究
和单株材积年生长率分别增加 847%和 652%, 但树高生长率却略有减小, 表明木麻黄进入
中龄林后树高生长下降较快。而湿地松胸径、树高和单株材积则均有较大幅度增长,年生长率
分别比对照增加 2513%、1108%和 2056%,林分蓄积量年生长率比对照增加 1182%。表明
2个树种不同混交林经调控处理后对湿地松生长促进作用更明显, 树高年生长率比木麻黄约
增加 10%。说明在不同混交结构林带中, 通过对其组成结构比例调控有助于减少木麻黄对湿
地松生长的抑制作用,增加湿地松营养空间, 缓解种间竞争对湿地松生长造成的不利影响。
表 3 不同调控处理方法对湿地松、木麻黄混交林生长的影响
区组 调控处理
调控前( 8年生) 调控1 a后( 9年生)
密度/
(株∃hm- 2)
单树种 合计
胸径/
cm
树高/
m
单株材
积/ m3
蓄积量
/ ( m3∃hm- 2)
密度/
(株∃hm- 2)
单树种 合计 单树种 合计
胸径/
cm
树高/
m
单株材
积/ m3
蓄积量/
( m3∃hm- 2)
单树种 合计
A 2木 2松 556 1 344 10. 7 10. 6 0. 047 1 26. 19 38. 15 556 1 344 11. 0 11. 0 0. 074 3 41. 31 57. 80
788 8. 0 4. 9 0. 015 7 12. 37 788 5. 5 5. 5 0. 020 9 16. 49
& B 1木 3松 362 1 487 11. 2 11. 8 0. 056 8 20. 56 39. 46 362 1 487 12. 5 12. 5 0. 072 2 26. 13 53. 58
1 125 8. 3 4. 9 0. 016 8 18. 90 1 125 6. 0 6. 0 0. 024 4 27. 45
C 1木 2松 334 1 168 10. 3 10. 4 0. 043 2 14. 43 26. 02 334 1 168 10. 8 10. 8 0. 059 0 19. 71 36. 55
834 7. 5 4. 9 0. 013 9 11. 59 834 5. 4 5. 4 0. 020 2 16. 84
CK 2木 4松 695 1 751 10. 4 9. 0 0. 038 2 26. 55 42. 50 695 1751 9. 3 9. 3 0. 045 0 31. 30 49. 18
1 056 7. 9 4. 8 0. 015 1 15. 95 1 056 5. 1 5. 1 0. 016 9 17. 88
A 3木 1松 923 1 313 10. 3 10. 7 0. 044 4 40. 98 47. 30 923 1 313 11. 8 11. 8 0. 057 7 53. 26 61. 61
390 8. 0 5. 1 0. 016 2 6. 32 390 5. 8 5. 8 0. 021 4 8. 35
∋ B 1木 3松 209 1 459 10. 5 10. 4 0. 044 7 9. 34 28. 84 209 1 459 11. 2 11. 2 0. 059 3 12. 40 41. 65
1 250 7. 9 5. 0 0. 015 6 19. 50 1 250 6. 0 6. 0 0. 023 4 29. 25
C 2木 1松 743 1 198 10. 6 10. 6 0. 046 3 34. 40 41. 54 743 1 198 11. 3 11. 3 0. 061 6 45. 77 54. 73
455 7. 6 5. 5 0. 015 7 7. 14 455 6. 3 6. 3 0. 019 7 8. 96
CK 3木 3松 1 084 2 334 11. 2 9. 8 0. 047 4 51. 38 69. 26 1 084 2 334 11. 4 11. 4 0. 060 4 65. 47 85. 79
1 250 7. 6 4. 9 0. 014 3 17. 88 1 250 5. 2 5. 2 0. 016 1 20. 12
A 1木 1松 584 1 209 9. 6 9. 4 0. 034 5 20. 15 29. 96 584 1 209 9. 9 9. 9 0. 041 9 24. 47 37. 47
625 8. 0 4. 9 0. 015 7 9. 81 625 5. 6 5. 6 0. 020 8 13. 00
( B 1木 2松 428 1 688 11. 7 10. 6 0. 055 4 24. 27 43. 52 428 1 688 11. 5 11. 5 0. 075 5 33. 09 60. 98
1 250 8. 0 4. 8 0. 015 7 19. 23 1 250 5. 8 5. 8 0. 022 3 27. 89
C 1木 4松 358 1 788 11. 1 11. 5 0. 054 5 19. 51 40. 39 358 1 788 12. 0 12. 0 0. 069 4 24. 85 54. 41
1 430 7. 2 4. 9 0. 014 6 20. 88 1 430 5. 7 5. 7 0. 020 7 29. 56
CK 1木 3松 542 2 418 10. 6 9. 4 0. 041 2 22. 34 53. 48 542 2 418 9. 7 9. 7 0. 050 8 27. 52 63. 37
1 816 8. 1 5. 1 0. 016 6 31. 14 1 816 5. 6 5. 6 0. 019 1 35. 85
A 1木 2松 334 1 236 11. 7 9. 4 0. 049 2 16. 43 28. 70 334 1 236 10. 9 10. 9 0. 075 6 25. 56 44. 46
902 7. 7 4. 5 0. 013 6 12. 27 902 5. 5 5. 6 0. 020 9 18. 90
) B 纯松林 - 1 667 8. 2 4. 8 0. 016 1 - 26. 84 - 1 667 5. 8 5. 8 0. 026 1 - 43. 48
C 1木 4松 584 1 779 11. 7 10. 7 0. 055 9 32. 65 51. 65 584 1 779 11. 1 11. 1 0. 067 9 39. 67 68. 23
1 195 8. 0 5. 0 0. 015 9 19. 00 1 195 6. 0 6. 0 0. 023 9 28. 56
CK 1木 2松 723 2 391 10. 0 9. 8 0. 038 6 27. 91 51. 43 723 2 391 10. 0 10. 0 0. 041 6 30. 08 57. 77
1 668 7. 7 4. 7 0. 014 1 23. 52 1 668 5. 4 5. 4 0. 016 6 27. 69
A 木纯林 - 1 126 10. 6 10. 5 0. 045 9 - 51. 68 - 1 126 10. 9 10. 9 0. 053 4 - 60. 13
∗ B 松纯林 - 1 223 7. 7 4. 6 0. 013 9 - 17. 00 - 1 223 5. 7 5. 7 0. 022 0 - 26. 91
C 1木 1松 542 1 626 10. 0 9. 4 0. 037 1 20. 11 43. 09 542 1 626 10. 3 10. 3 0. 049 0 26. 54 58. 93
1 084 8. 9 5. 6 0. 021 2 22. 98 1 084 6. 4 6. 4 0. 029 9 32. 39
CK 1木 1松 1 000 2 250 10. 6 9. 5 0. 041 6 41. 60 56. 10 1 000 2 250 9. 9 9. 9 0. 051 0 51. 00 67. 63
1 250 7. 0 4. 6 0. 011 6 14. 50 1 250 4. 8 4. 8 0. 013 3 16. 63
466 林 业 科 学 研 究 第 15卷
混交林调控处理后, 对 2个树种胸径、树高和单株材积年生长率与混交比例的相关分析[ 6]
结果见图 1、2。由图 1可知, 湿地松树高和胸径年生长率与混交比例大体上呈指数曲线相关,
单株材积呈直线相关。数学模型: H = 13. 598e0. 096n, r= 0. 742 1; D1. 3= 31. 862e0. 113n; r = 0.
812 7; V= 10. 28+ 1. 26n, r= 0. 779 7。林带中3行以上湿地松树高、胸径、单株材积年生长率
均有较大增长。因此认为在营建和调控木麻黄与湿地松混交结构林带时, 湿地松混交比例应
在3行以上,对其生长比较有利。
图 1 混交林调控处理后湿地松 D 1. 3、
H、V 年生长率与混交比例的相关趋势
图 2 混交林调控处理后木麻黄 D 1. 3、
H、V 生长率与不同混交比例的相关趋势
图2表明,木麻黄胸径和单株材积年生长率与混交比例大体上是二次抛物线形相关, 数学
模型: D1. 3= 6. 40+ 9. 95n- 2. 55n2, r = 0. 832 8; V = 12. 975+ 27. 375- 6. 725n2, r = 0. 943 4。
当木麻黄行数超过 2行以后, 年生长率明显下降, 而树高生长率与混交比例无明显相关。因
此,在营建和调控2个树种混交林带时,混交比例木麻黄2 3行,湿地松3行以上。这项试验
初步结果,为木麻黄、湿地松混交结构林带营建和调控提供了有益的依据。
由2个树种不同混交配置林带调控后的空间格局来看, 2 个树种间行距由 2 m 增加至 4
m,株距不变,调控后显示对湿地松生长有较好促进效果。因此, 以后在营建 2个树种混交林
带时,树种间行距可采用 4 m,而树种内株行距仍可采用 2 m% 2 m, 以形成树种间宽行距, 树种
内窄行距配置的混交林带。在树种内进行疏伐处理时,可采用下层疏伐方法,一般效果比较明
显。
4 小结与讨论
对木麻黄和湿地松不同混交配置方式混交林,采用树种间行状疏伐方法进行种间关系调
控处理,大体上改造为 10种新的混交结构林分, 改造时林龄8年生。1 a后对改造后的不同混
交林生长调查, 表明 2个树种不同混交比例防护林胸径、单株材积和树高生长量均有不同程度
增长, 树高和胸径比对照大体上增加 10%左右, 单株材积木麻黄和湿地松分别增加 261%和
378%。调控处理 1 a后, 2个树种多数生长指标的年生长率比对照均有较大幅度增加,木麻
黄胸径和单株材积年生长率分别增加 847%和 652%, 湿地松胸径、树高和单株材积年生长
率分别增加2513%、1108%和 2056%,林分蓄积量年生长率增加 1182%。表明种间关系经
467第 4 期 叶功富:滨海沙地湿地松与木麻黄混交林构建和调控技术研究
调控处理后对湿地松生长促进作用更明显。经对调控处理后不同混交比例试验 2个树种树
高、胸径和单株材积年生长率的计算分析,认为调控后混交林中木麻黄以不超过 3行为宜,而
湿地松则应保持 3行以上带状混交配置较为有利。
经研究认为,对这 2个树种不同比例混交林种间关系调控的关键技术, 一是对2个树种交
界行实行行状疏伐, 2个树种交界行疏伐时可交替进行,疏伐行数基本上相同, 将交界行的行
距由原来的2 m 扩大至 4 m; 二是调控后木麻黄混交比例应控制在 3行之内的少行混交, 而湿
地松则应形成 3行以上带状混交方式,以形成比较稳定混交结构; 三是在构建或调整 2个树种
混交林时,必需采取树种间行距扩大,约至 4 m左右,而树种内株行距约 2 m,形成树种间宽行
距、树种内窄株距的造林配置模式,以减小混交林树种间的竞争压力。
参考文献:
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[ 6] 唐守正.多元统计分析[ M] . 北京:中国林业出版社, 1986. 136 140
Studies on the Establishment and Control Techniques of Mixed Forest
of Casuarina equisetifolia and Pinus elliottii in Coast Zone
YE Gongfu
( Fujian Academy of Forestry, Fuzhou 350012, Fujian, China)
Abstract: Since 1992, on the basis of the mixed forest of Casuarina equisetifolia with Pinus elliottii ,
which was afforested in coastal sandy site in Chishan Forest Farm of Dongshan County, Fujian Province,
the interspecific relation and structural proportion of species were regulated by thinning in row. By ana
lyzing the change of two species in height , diameter, and single plant volume after one year of the regula
tion. It is showed that the new model is 2 3 rows of Casuarina equisetif olia mixed with over 3 rows of
Pinus elliottii , thus formes such disposition: wide row space of interspecies, and close plant space in
the same specie, which is benefit to the interspecific relation and the tree growth. Therefore, it is suit
able to use this method to regulate the interspecific relation in multispecies mixed forest .
Key words: coastal sandy site; Casuarina equisetif olia ; pinus elliottii ; mixed forest ; control technique
468 林 业 科 学 研 究 第 15卷