全 文 ：林业 科学研究 拓 , !∀ ! # ∃ % & ∋!
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文章编号 ∃ 0 1# 0一!2 ∀3 1 巧# ! 旧 % 刃4
立地管理措施对 代 4 年生杉木林生长影响 5
范少辉, , , 何宗明’ , 卢镜铭 2 , 潘瑞民2 , 杨旭静2
! 6 中国林业科学研究院林业研究所 , 国家林业局林木培育实验室 ,北京 ! 1叉为 0 7
6 国际竹藤网络中心 , 国家林业局竹藤科学与技术实验室 , 北京 ! ! 7
∋ 6 福建农林大学林学院 , 福建 福州 ∋4 1 刃 7 2 6 福建省南平峡阳国有林场 , 福建 南平 ∋ 4∋ 4 #
摘要 ∃在福建省南平峡阳国有林场开展 4 种不同立地管理措施对 ! 片 ∀ 年生第 ! 代杉木人工林采伐后营造的 4 年
生第 代杉木人工林生产力影响的研究结果表明 , 8玛 收获树干和树皮、加倍采伐剩余物 #处理的 4 年生 代杉木
林生长最好 ,其次为 98 收获树干和树皮 , 炼山 #处理和 8姚 收获树干和树皮 , 不炼山 #处理 , 8: , 全树收获 #和 8玩
移走地上所有有机残留物 #处理杉木生长最差。 除了 8蚝与 8 : ∃ 处理的树高生长量差异显著外 , 其余任何处理间
杉木生长指标的差异均未达到统计上的显著水平。
关键词 ∃杉木 7 代 7立地管理 7林木生长
中图分类号 ∃ 4% ∀! 6 % 文献标识码 ∃ ;
< =+ + ,> )= 9?,+ ≅Α Β Α罗Χ + Β , Δ ∗+ Α ,Χ + Β ,> ) Β Ε ∗) Φ ,/ )= >·Γ+ Α ∗ · ) 0Η ,
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(; Κ 9/Α) 一/ Λ ?, ’ , Μ< Ν) 吧一Χ ?咭, , 乙Λ Ο?咭 一Χ ?丫 , ϑΑ Β − Λ ?一Χ ?矿 , Β 腮 Π Λ一耐
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∋ 6 ( ) ∗+ > ,∗Γ Ι)0 + Τ+ , (ΛΣ ?ΑΒ ;幼.Λ 0,Λ ∗+ ΑΒ Η () ∗ + >,∗Γ Υ Β? & ?,∗ , (Λ ς/ )Λ ∋4 洲洲〕 , (ΛΣ ?ΑΒ , Ι/? ΒΑ 7
2 6 1 ?叮ΑΒ Τ 9,Α 0+ (Ρ 二> , (ΑΠΧ , (ΛΣ ?ΑΒ ϑ∗ ) 、?Β + + , ΚΑΒ Ω ?Β Τ ∋ 4∋ 1# 4 , (ΛΣ ?ΑΒ , Ι/?Β Α #
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Φ/ ) 0+ ,∗+ + /Α∗Ψ+ >,# ΑΒ Η ,/ + ,∗+ Α, Χ + Β , 8瑞 Α0 0 ΑΞ ) Ψ +脚Λ Β Η ) ∗Τ Α Β ?+ ∗+ >?ΗΛ + ∗+ Χ) Ψ + Η # 6 ∴ ?=+ ∗+ Β + + > ?Β ,∗+ + 目附Φ, / ΑΧ )Β ΤΗ? =+ ∗+ Β , ,∗+ Α,0Β + Β ,> Φ + ∗+ Β ), >,Α ?> ,?+Α0 0Γ 4!, ?=? +ΑΒ , , +Π + + Ω , =) ∗ Η ?=+ ∗+ Β + + ?Β ,∗+ + /+ ?Τ/ , Ξ+,Φ + + Β 8几 ΑΒ Η 8: , 6
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杉木 ΙΛ Β ?咭/Α Χ ?Α 0Α Β.+) 坛∗Α Θ川Β Ξ 6 #Μ ) ) [ 6 #是中国南方最重要的速生优良用材树种 。 随着杉木
造林面积的扩大 , 杉木连栽面积和连栽代数相应增
加 , 出现了较 为明显 的杉木人工林地力衰退 现
象 「’·, 〕。 尽管我国关于杉木不同连栽代数土壤及林
木生产力的研究报道较多〔’的〕 ,但大多采用 “ 以空间
收稿日期 ∃ 加4一∋一 !
基金项目 ∃ Ι;(⊥ Θ∴ −口ΙΘ(Ρ− 国际合作项目−< ∴(Ρ :专题“中国杉木人工林多代经营立地管理与生产力研究” !∀ ∀_ 一 # 7 国家自然科
学基金重点资助项目 ∋⎯ ∋ 2 #
作者简介 ∃ 范少辉 !∀ _ 一# ,男 , 福建永泰人 , 研究员 ,博士 , 博士生导师 6
5 试验中得到 ΙΘ () − 专家 < 6 ] 96 Κ肚司〕?Α∗ 博士 , ; Δ? ΑΠ[ 。博士和 Ι 6 Ι)>耐,+∗ 先生的指导和帮助 ,谨此致谢 α
3 林 业 科 学 研 究 第 !∀ 卷
换时间 ’ 的临时样地法 , 这在科学上是不够严谨的 ,
得出的结论缺乏说服力 , 缺乏长期观测的多代经营
的杉木 人工林生产力改变的可靠的、 直接的证
据”。β 。 有鉴于此 , 本课题组在世界林业研究中心
Ι Θ(Ρ − , Ι+ Β ,+ ∗ =) ∗ ΘΒ ,+Χ Α ,?) Β Α0 () ∗+ >,∗Γ − + > + Α ∗. / #
等机构的资助下 , 于 !∀ ∀ _ 年 ! 月起 , 在福建省南平
峡阳国有林场一片 ∀ 年生 的第 ! 代杉木人工林采
伐迹地 卜 ,开展不同立地管理方式对第 代杉木人
工林生长等方面影响的长期定位研究 。 课题组对第
0 代试验林生产力汇川 和土壤肥力〔”〕及立地管理措
施对第 代 ! & 2 年生杉木林生长 〔’∋诩〕和某些土
壤性质影响〔” !的试验结果曾作过报道 , 现对第 代
4 年生的生长状况予以报道 。
! 试验地概况
试验地位于福建省南平峡阳国有林场 , ! !% “4∀ ’
< , _ “2 3 ’ Κ , 海拔约在 & _ Χ 之间 , 平均坡度
在 3 八 · ∋_ 之间 。 根据 !∀ %! 一 以〕年气象资料 , 该
地区年平均降水量 ! _ 4∋ Χ Χ , 年平均气温 !∀ 6 4 ℃ , !
月平均气温 ∀ 6 % ℃ , % 月平均气温 3 6 % ℃ , 极端最
高和最低气温分别为 2! ℃和 一 4 6 3 ℃ , 年均 日照时
数 ! % ! / 6 试验地土壤为山地红壤 , 质地为粘壤土 ,
含石砾少 , 土层深厚 , 土壤肥沃 , 十分适宜杉木生长 。
试验地前茬为 ∀ 年生第 ! 代杉木纯林 。
研究方法
6 ! 试验设计
于 !∀ _ 年 ! 月在第 ! 代杉木人工林上采用完
全随机区组设计设置试验地 。 共设 2 个区组 , 个
小区 ,每小区面积为 以均 Χ Ν Θ 、!! 、 Π00 区组为 Χ Π
∋ Χ , Θχ 区组为 2 Χ Π 4 Χ # , 每个小区的 2 个角均
埋下水泥桩 长 、 宽 、高分别为 ! + Χ 、 ! Ι Χ 和 2
. Χ #并作标记 , 水泥桩露出地面约 巧 & 。Χ 。 在
第 ! 代杉木林采伐前对每个试验小区进行杉木生长
量 、生物量调查和取样 , 林下植物多样性 、植被生物
量的调查和取样 , 土壤剖面调查和取样 。 采伐前试
验地概况与杉木生长状况见表 ! 。
表 ! 试验地概况及第 ! 代杉木林生长状况
∋3_,、
飞 , ,!」七,、飞, ,西北东∀#∃%&,‘,∋(
区组
)
∗∗
海拔 + , 坡向 坡度+− . 层厚度+/ , 土层厚度+/ , 胸径+/ , 树高+ ,
∋ 0 & #
1# 0 2∀
林分密度+3 株 · 4, 一 ∋ 5
1# 0 %
16 0 2
7 1
7 1
∋ % 0 & 1
∋∋ ∃ &
1 ∀∀
& 6∀
郁闭度
0 6 &
2∀−!口、111 2
∗8
7 ∗395 3 # : 5
# ; ∗395 3∋ : ∋ 1
0 2 ∃ 1 # ∀ %
&& ∋ 1 0 6 ∋ % 0 # ∋ 0 ∃ 1
∋ 0 ∋ 处理方法
在 12 2 6 年 1∋ 月第 1 代杉木林采伐后 , 于 12 2∀
年 1 月安排 % 种采伐剩余物的处理试验 <
=) 、。 <收获地上所有有机质 , 清除所有地上部分
未分解有机质 , 包括树木 、林下植被与地被物 。
=∗ , <全树收获 , 清理所有商业尺寸大小的树木
的所有地上部分 。
=∗ < <商业性收获 3不炼山 5 , 林分砍伐后 , 砍掉
树冠与枝 , 留在原地 , 只取走商业上可用的干材和
皮。 其它有机物质放在原处 。
=∗ <采伐剩余物加倍 , 从 => , 处理中的采伐剩
余物取出的枝 、叶和其它放在此小区 。
?) 亏<炼山 , 采伐方式与 =奴 处理相同 , 并火烧采
伐剩余物 。
在试验地所在的山坡 , 试验小区外的所有林地
均采用 =>≅ 处理 3不炼且1 5 。
∋ 0 & 栽培管理措施
12 ∀ 年 1 月采用穴状整地方式进行整地 , 穴规格
为 % / , Α % / , Α ∃ / , ,杉苗种植于穴内 , 种植时间
为 12 ∀ 年 ∋ 月。 杉木种植密度原设计为每小区 日∗ 5
讨 内种植 1% 株杉木 3密度 ∋ % 株 · 4, 一 ∋ 5 ,但后来
由于施工误差和当年成活率不高 , 补植后实际保留约
∋ 《Α Α〕株 · 4, 一’左右 , 与生产上的常规造林密度相同。
12 ∀ 年 % 月每株杉木施 Β 、Χ 、Δ 复合肥 3营养元素净
含量未知 5 1 2 。 12 ∀ 年 1∋ 月进行补植 , 造林后头
& Ε每年进行 ∋ 次 、第∃ 年每年进行 1 次除草抚育 ,第 1
次在 %一刁 月 ,第 ∋ 次在 2一Φ 月 。
∋ 0 ∃ 调查项目和方法
在第 ∋ 代杉木幼林第 1 次调查前 , 对小区内每
株杉木进行编号 ,使用罗盘仪 、皮尺等测定每株杉木
在小区 中的 相对位 置 , 并计算 出其坐 标值 , 用
Γ −ΗΙ2 ∀ 的绘图功能绘制每株树的位置图 , 以方便每
年调查时寻找 。
第 0期 范少辉等 ∃立地管理措施对 代 4 年生杉木林生长影响
每年的 ! 月至 0 月进行杉木生长调查 。 调查
项 目 ∃造林后第 ! 年的成活率 7 每年每株树的年龄 、
树高 、胸径 、地径 、冠幅 造林后前 2 Α # ,并进行统计
分析 造林后 0 Α 补植的和生长不正常的树不参加
统计# 。 在每个试验小区的四周留出 Ν Χ 作为缓冲
区 , 缓冲区中的杉木不参与统计 , 故统计面积在 Θ、
ΘΠ 、 Π00 区组为 2 一_ Χ Ν , 在 ΘΨ 区组为 2 Χ Ν 。 每
! 扩选 ! 株优势木 , 每个小区共选 2 株 , 计算优势
木平均高 。 1# 年 ! 月调查时为 4 年生 。
杉木生物量增长调查 ∃每年砍伐一定数量的标准
木进行生物量测定 , 并每年建立 ! 组生物量模型用于
生物量估算。 !∀ 3 年 ! 月在所有小区的缓冲区内各
选择 ! 株 剔除 !株双叉木 , 实际选 !∀ 株 #、 !∀∀ 年 !
月在 Θ 区组的 4 个小区的缓冲区内各选择 ! 株作为生
物量测定样株 , 测定包括干材 、干皮 、树枝 、树叶的生
物量 由于担心挖掘根系造成试验地大量水土流失 ,
所以没有在试验小区中测定根系生物量 # , ∋ 年生开
始测定带皮材积。 选择适当的数学模型建立杉木单
株各器官生物量 、带皮材积与地径 、树高的回归方程
式 。 由于担心过多地砍伐缓冲区对试验产生影响 ,从
第 ∋ 年 11# 年 ! 月 #起一律从试验小区外选择标准
木作为生物量测定样株 , 以地径调查数据为依据 , 以
ΙΧ 为径阶距 , 进行各径阶株数统计 , 选择株数最多
的 4 & _ 个径阶 , 每个径阶选择 一 ∋ 株生长正常 、没
有断梢、没有病虫害的树木作为生物量测定样株 ,测
定地上部分各器官生物量和带皮材积 ,分别计算各径
阶的平均地径 、平均树高、各器官平均生物量和平均
单株带皮材积数据并作为建模数据 。 每个径阶选择 !
株测定地下部分生物量 。
采用 岱∴ 法检验不同试验处理在统计上的差
异显著性 。
∋ 结果与分析
利用 !∀ ∀3 年至 年的每年 ! 月调查的杉木
各器官生物量和单株材积测定数据 , 建立 回归方程
表 #用于预测杉木生物量和材积的生长量 。
造林后 > Α 各试验小区杉木生长状况见表 ∋ 。
表 ! & 4 年生杉木各器官生物, 、带皮材积与地径、树高的回归关系式
叶枝干皮
年龄
0 & 4
0 & 4
0 & 4
0 & 4
∋ & 4
器官名称 回归方程式 样本数 地径幅度 树高幅度
陇 二 ∋ 6 % !2 2肠 Π ∴ ΙΝ Π 万#’· , 3 2∋ 4 十 ∀2 · % , 4
汗万 二 ! 6 3_ ∀ 4 ∀ Π
平9 二 2 6 !∀ %3 Π
Π Μ #’以 %2 % δ ∋∀ 32_ , _
Π Μ #’ >) 哪 δ 2 , ! ∀ ∀ !
2
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砰刀孟 ε 0 · 3 _ 4 % ∀ ∋ ⊥ ∴ +Ν Π 万 #” ∀ , 2 绷 “ δ % ’铭 ∀2Ρ
2
2
带皮材积 χ ε _ 6 ∀ !2 % ￡ 一肠 Π ∴ ΕΝ Π 衬#’· ‘2% ∀% ‘十氏 ) , 仪 柳
6 ∀% ∀ !
6 ∀ 34 1#
6 ∀∀ _ ∀
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6 ∀ _ _∀
6 _2 & !4 6
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2 6 % ∋ & !4
6 4 & _ 6 ∀ 4
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6 4 & _ 6 ∀ 4
6 ! & _ 6 ∀ 4
注 ∃ ∴‘ ∃ 地径⊥ . 。 , Μ ∃ 树高⊥ Χ , 生物量⊥ Τ · 株 一 ’# , χ ∃ 带皮材积⊥ 扩 · 株 一 ‘#
表 ∋ 不同小区 4 年生杉木生长,
单株总生物量 ⊥
株一%!2_∋3∀4区组 小区 处理 地径 ⊥.
Χ 胸径 ⊥ . Χ 树高⊥ Χ 优势木平均高 ⊥ Χ 密度⊥ 株 · /ΠΒ 一 # 单株材积⊥ Χ ∋ · 株 一 ’#
!∋巧!3=0Υ_%∀∋ΒΜ! ∀ 4
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林 业 科 学 研 究 第 !∀ 卷
由 于第 ! 区组土壤肥力较差等其他的一些原
因 , 杉木生长状况与其他 ∋ 个区组的差距较大 表
2 # , 为了尽量减少立地因子等干扰因素 , 准确评价不
同处理对杉木生长的影响 ,第 ! 区组试验数据不参
与比较、表 4 # 。
试验前不同处理间第 ! 代杉木林地位指数无差
异 ,这样试验结果就有可 比性〔’∋硼〕。 从各生长量指
标看 , 处理后 4 Α 8:∋ 采伐剩余物加倍#处理杉木生
长均为最好 , >8 炼山#处理则除了树高居第 ∋ 位 、
优势木平均高最低外 , 其余指标均处于第 位 7 8奴
不炼山 #处理除了树高和优势木平均高处于第 2 位
外 ,其余指标均处于第 ∋ 位 7 8: , 全树收获 #处理优
势木平均高处于第 位 ,地径和胸径均为第 2 位 , 树
高 、单株总生物量和单株材积最低 7 8:Ρ 收获地上所
有有机质 #处理树高和优势木平均高分别处于第 、
∋ 位 , 地径和胸径最低 ,单株总生物量和单株材积均
为第 2 位 。 但是 , 方差分析表明 , 除了 8: 。 与 8: , 处
理的树高生长量差异显著外 , 其余任何处理间的杉
木生长指标均未达到差异显著水平 尸 二 6 4 # 。
表 2 不同区组 4 年生杉木生长 6
区组
Θ
Θ0
!!!
Θχ
比∴ ϑ 二 〔飞『 4
地径⊥. Χ 胸径⊥. Χ 树高 ⊥ Χ 优势木平均高 ⊥ Χ 密度 ⊥ 株 · /Χ 一 # 单株材柳 扩 · 株 一 ‘# 单株总生物量 ⊥ ‘Τ · 株 一 ’#
!∋ 6
! ! 6 ∀ ∀
∀ 6 2
3 , 4 %
α 6 2
! 4 ∋
! 6
4 6 % ∋
4 6 4 3
2 , 42
4 6 3 ∋
6 2 !
% 6 ∋ ∋
% 6 !2
_ 6
% 6 _
6 2 3
! ∀ 4
!
! % _∀
! 例1#
∋ !
6 2
6 !_ 2 ∋
6 ! ∋ _
6 !3 3 4
6 1# ∋
! 6 ∀ 4
! %
_ 6 % 3
! 6
6 2
表 4
地径⊥. Χ 胸径⊥ . Χ 树高⊥ Χ
不同处理 4 年生杉木生长, 《Θ、 Β 、Θχ 区组 #
优势木平均高⊥ Χ 密度⊥ 株 · ΘΛΒ 一 # 单株材积 ⊥ 扩 · 株 一 ’# 单株总生物量⊥ [ Τ · 株 一 ’#
! 6 ! !
! , ∋ _
α 6 2
!∋ 6
! 6 _
! 6 !2
∀ , 2 3
∀ 6 !
廿∴ ϑ 二 吸β 4
4 6 % ∋
4 6 4 ∋
4 麟
4 6 ∀ %
4 6 _ 3
2 ∋
% 6 !_
% 6 ! 3
% 6 !_
% 6 _2
% 6 ∀
6 _ ∋
_ ∀
! ∀ ∋ ∋
!2
! ∀ !%
! 3∀2
2 !∀
6 !% 2 ∋
6 !% ∋
6 !% ∀ ∋
!
6 !3 4 ∋
6 洲≅ 4 !
! ! 6 ∋ ∋
! ! 6 _
!! 卜 _ _
!∋ 6 4 2
! 6 ∋
6 3
渭>0Ο。8)阳
80 采伐剩余物加倍#处理最有利杉木的生
长 , 可能是因为大量的采伐剩余物的覆盖抑制了地
被物的生长 , 使杉木受到的生长竞争最小 , 同时有利
于林地的水土保持 7采伐剩余物的分解还能归还大
量养分 , 提高 了土壤的 ΩΜ 值 , 改善土壤的肥力状
况 。 8Θ 、 收获地上所有有机质 #处理的杉木在前2 Α
得到较好的生长 , 可能是清理干净的林地减少 了植
被的竞争 , 对早期杉木的生长有利 , 但它使土壤养分
输出而损失 、土壤酸度增加 φ , γ , 不利于地力 的长期
维持 , 到了第 4 年除了树高和优势木平均高外 , 其余
生长量指标均最低或次低 。 9 8 炼山#处理的杉木
生长量 比 8奴 不炼山#的稍大 , 这可能是因为炼山
使土壤速效矿质养分大量增加 , 从而有利于早期的
杉木生 长 , 但它们之间的差异未达到统计上 的显著
水平 。 Μ: Θ 全树收获 #处理在前 ∋ Α 所有生长量指
标均最低 , 其原因可能与其植被生长旺盛 、竞争能力
较强从而抑制杉木生长有较大关系 , 但在第 2 年地
径和优势木平均高上升至第 2 位 , 而第 4 年除了树
高 、单株总生物量和单株材积仍维持最低 , 地径仍维
持在第 2 位外 , 胸径上升至第 2 位 , 优势木平均高上
升至第 位 。
2 结论与讨论
综合杉木各生长指标看 , 处理后 4 Α 8: , 采伐
剩余物加倍 #处理杉木生长最好 , 其次为 98 炼山#
处理 、8: ∃ 不炼山 #处理 , 8: Θ 全树收获 # , 8:) 收获
地上所有有机质 #处理杉木生长最差 。 但除了 8:∋
与 8: , 处理的树高生长量差异显著外 , 其余任何两
两处理间杉木生长指标的差异均未达到统计上的显
著水平 。
在本试验条件下 , 炼山处理并不能显著促进林
木的早期生长 φ” , ‘2 」, 这与其他研究者的报道有所不
同〔 心〕。 出现差异主要原因可能是相对于其他林
地而言 ,本试验地土壤肥力较高 ,炼山对杉木早期生
第 ! 期 范少辉等 ∃立地管理措施对 代 4 年生杉木林生长影响
长的促进作用不明显 。 幼龄期杉木的生长除了受土
壤肥力影响外 ,受到植被竞争 、抚育管理措施等的影
响较大 。 不同立地管理措施对杉木生长的长期影响
至少要观测到 Α 才能得出较为可靠的结论 。
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