陳昌木

摘 要：通過在杉木采伐跡地混交木荷形成杉木（萌芽）木荷林的生長效應(yīng)、林下植物的生長、凋落物現(xiàn)存量及分解速率等進(jìn)行試驗對比，結(jié)果表明：杉木萌芽林中套種木荷能夠形成比較協(xié)調(diào)的混交林，有利于杉木高徑生長，單株立木材積無論是杉木，還是木荷均以B處理最高，杉木單株材積A處理、B處理、C處理與D處理間差異達(dá)顯著水平，其它處理間差異未達(dá)到顯著水平，各處理間木荷單株材積均未達(dá)到顯著水平?；旖涣值蚵湮铿F(xiàn)存量均高于杉木萌芽純林，分別增加289.7%、62.9%和158.6%，木荷凋落物的加入，能夠加快杉木凋落物的分解。

關(guān)鍵詞：杉木萌芽林；混交林；生長效應(yīng)；分析

中圖分類號 S79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）12-102-04

杉木（Cunninghamia lanceolata）是重要的用材樹種之一，生長迅速、材質(zhì)優(yōu)良，用途廣泛[1]，在我國的南方林區(qū)廣為栽培，許多地方出現(xiàn)了連栽現(xiàn)象。杉木連栽會導(dǎo)致林分產(chǎn)量逐代下降，地力衰退[2，3]。據(jù)報道：第二代杉木人工林和第一代相比，生長量下降10%～15%，第三代和第一代相比，生長量下降40%～50%[4]。這種現(xiàn)象引起了眾多學(xué)者和廣大林業(yè)工作者的廣泛關(guān)注。然而，杉木萌芽性強(qiáng)，伐樁擁有發(fā)育良好且龐大的地下根系分布和大量營養(yǎng)物質(zhì)積累，能夠快速形成再生林分，利用杉木萌芽更新是一種低成本的更新方式[5，6]。木荷（Schima superb）為山茶科木荷屬常綠大喬木，是中亞熱帶常綠闊葉林主要建群種之一[7]，生長迅速。木荷樹干通直，樹冠濃密，葉片厚革質(zhì)，能耐火，木材堅硬，材質(zhì)好，既是良好的鄉(xiāng)土用材樹種，也是優(yōu)良的防火樹種[8]。

在杉木萌芽林中套種木荷，構(gòu)建杉木木荷混交林，旨在改善杉木二代林的林分結(jié)構(gòu)，維持土壤肥力，促進(jìn)提高杉木二代林木產(chǎn)量。本試驗著重分析杉木萌芽與木荷混交的生長效應(yīng)及凋落物積累與組成，企圖為杉木萌芽林的合理、有效利用與改造提供林業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省三明市梅列區(qū)陳大鎮(zhèn)漁溪村12林班7大班8小班，屬中亞熱帶大陸性兼海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫暖、雨量充沛，年平均溫度19.6℃，極端最低溫度-7℃，最高溫度39℃，全年積溫5 786～7 167℃；年平均降雨量1 850mm，年降雨日數(shù)165d，平均空氣相對濕度80%；年平均風(fēng)速1.6m/s；冬短夏長，四季分明，屬福建武夷山東伸支脈地帶，東南方為戴云山脈，海拔230～650m，有利于巖石風(fēng)化、土壤淋溶和植物生長，土壤類型為山地紅壤。試驗地海拔380～560m，坡向東南，坡位屬中下部，坡度18～23。立地條件為Ⅱ類地，土層深厚。

2 試驗方法

試驗林地前茬為30a生杉木林。采伐后經(jīng)煉山處理，于2002年春季造林。選擇立地條件基本相似的林地建立標(biāo)準(zhǔn)地，試驗設(shè)4個水平。A處理：保留杉木萌芽樁1 500株/hm2，套種木荷1 500株/hm2；B處理：保留杉木萌芽樁750株/hm2，套種木荷750株/hm2；C處理：保留杉木萌芽樁1 500株/hm2，套種木荷750株/hm2；D處理：保留杉木萌芽樁1 500株/hm2，不套種木荷作為對照。以上試驗均按時清除多余的伐樁，保留的萌芽樁只留一條生長健壯萌條，其余的全部清理。木荷原則上栽植在保留杉木萌芽樁中間，穴規(guī)格60cm×60cm×40cm。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)面積20m×30m。造林后當(dāng)年冬調(diào)查造林成活率，逐年每木測定杉木、木荷胸徑、樹高、冠幅等因子。2013年進(jìn)行全面的調(diào)查。采用以下公式分別計算杉木、木荷立木材積：V杉=0.0000873D 1.785388609H0.93139237 V荷=0.000052764291D1.8821611H1.0093166 在各標(biāo)準(zhǔn)地中，按對角線分別設(shè)置5個1m×1m的小樣方，以樣方收獲法進(jìn)行灌木層、草本層及凋落物現(xiàn)存量測定。即在調(diào)查樣方內(nèi)的植物種類及數(shù)量的基礎(chǔ)上，收集樣方內(nèi)的全部灌木、草本、凋落物。凋落物分別L、F、H層稱重后帶回室內(nèi)，取少量樣品，于80℃烘干至恒重后，根據(jù)含水率把凋落物各組分核算為干重。

數(shù)據(jù)整理以及統(tǒng)計分析應(yīng)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理分析軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理林分生長量比較

混交林造林是否成功與混交樹種種間關(guān)系協(xié)調(diào)與否有關(guān)，而種間關(guān)系的協(xié)調(diào)與否首先體現(xiàn)在林分生長中。

3.1.1 樹高生長分析

3.1.1.1 不同樹種樹高生長比較 杉木萌芽林原有龐大的根系和營養(yǎng)物質(zhì)貯藏，促進(jìn)了萌芽迅速高生長，占據(jù)樹冠上層，無論何種混交處理杉木和木荷高生長都存在差異（見表1）。

從表1中可知：12a生時，A處理杉木萌芽林平均樹高9.35m、木荷平均樹高7.9m，杉木比木荷平均高超過1.45m，杉木平均樹高生長量比木荷增加18.4%；B處理杉木萌芽林平均樹高9.24m、木荷平均樹高8.13m，杉木比木荷平均高超過1.11m，杉木平均樹高生長量比木荷增加13.7%；、C處理杉木萌芽林平均樹高9.28m、木荷平均樹高8.03m，杉木比木荷平均高超過1.25m，杉木平均樹高生長量比木荷增加15.7%。表明12a生時杉木生長位居上層，木荷生長處于亞林層，形成較明顯的層次。林冠合理分層是充分利用光能促進(jìn)林分高產(chǎn)的一個重要條件，林冠分層不僅是森林群落的形態(tài)特征，而且是生態(tài)結(jié)構(gòu)的指標(biāo)[9]。雖然杉木幼齡時較喜蔭，但杉木萌芽林個體系統(tǒng)發(fā)育較長，對光照需求較大，位居上層能夠充分利用光能，生長發(fā)育正常。杉木上方與側(cè)方庇蔭，對于幼年喜蔭的木荷提供了適宜的生態(tài)環(huán)境，有利于木荷樹高生長。

3.1.1.2 不同處理樹高生長的差異 不同的混交比例在林分結(jié)構(gòu)，種間競爭上存在差異，對混交林木生長產(chǎn)生直接影響，從而影響林分的生長力[10]，不同處理的杉木木荷混交樹高生長量見表1。從表1中可以看出，不同處理間無論是杉木、木荷平均樹高均存在差異。不同處理中杉木樹高生長量從高到低依次為：A>C>B>D。A、B、C處理與D處理比較：杉木樹高分別增加8.7%、7.4%和7.9%。隨著木荷混交數(shù)量的增大，杉木平均高增加。當(dāng)木荷混交數(shù)量相等時，隨著杉木萌芽保留的數(shù)量增大，杉木平均樹高也增大。這可能與密度增大，為了爭奪光照，促進(jìn)了樹高生長有關(guān)。endprint

從表1中同樣可以看出：不同處理間木荷樹高生長量從高到低依次為：B>C>A。B處理與A處理、C處理比較木荷平均樹高分別增加2.9%和1.2%，表明杉木萌芽保留數(shù)量多寡對木荷樹高生長有一定影響。杉木萌芽林早期對木荷庇蔭，能夠促進(jìn)木荷樹高生長，但隨著木荷林齡增加，需光量逐年增加杉木萌芽林?jǐn)?shù)量增加，構(gòu)成處于亞林層木荷生長的脅迫，從而影響木荷樹高生長。12a生林分已經(jīng)充分郁閉，杉木與木荷種間及其各自種內(nèi)競爭加劇，影響到林分生長，應(yīng)及時進(jìn)行間伐。通過間伐手段，調(diào)控林內(nèi)生長環(huán)境，釋放生長空間，為保留木提供合適的生長環(huán)境。間伐是比較復(fù)雜的技術(shù)措施，需要實際對比試驗，有關(guān)間伐效果研究有待于進(jìn)一步試驗分析。筆者認(rèn)為：杉木萌芽與木荷混交12a生林分可以根據(jù)不同的經(jīng)營目的采取相應(yīng)的經(jīng)營模式。模式1：間伐杉木，培育木荷大徑材林分；模式2：間伐一定數(shù)量的杉木或木荷，繼續(xù)保留混交狀態(tài)。

3.1.2 胸徑生長分析

3.1.2.1 不同樹種胸徑生長比較 杉木萌芽與木荷混交林中杉木和木荷平均胸徑生長存在差異（見表1）。從表1中可以看出：無論何種混交處理，杉木平均胸徑生長均大于木荷，A處理杉木比木荷增大12.5%，B處理增大15.6%，C處理增大13.6%。這種差異同樣是由于杉木采用萌芽的緣故。但這種差異程度隨著林齡的增大，差異幅度逐年減小。據(jù)測定：A處理5a生時杉木與木荷平均胸徑生長量間相差2.41cm，10a生時兩樹種間平均胸徑相差1.63cm，12a生時降為1.24cm，表明杉木萌芽平均胸徑生長優(yōu)勢隨著林齡增大，正逐漸消退，說明杉木萌芽早期生長具有優(yōu)勢，中后期生長勢趨于平緩，甚至衰退。據(jù)此可以認(rèn)為：杉木萌芽與木荷混交后，進(jìn)行經(jīng)營密度調(diào)控時，杉木作為間伐對象有一定道理。

3.1.2.2 不同處理胸徑生長的差異 不同處理林分平均胸徑生長量從表1中可以看出：與平均樹高一樣，不同處理間杉木和木荷平均胸徑生長也存在差異。不同處理中杉木平均胸徑混交木荷處理均大于杉木萌芽純林，A、B和C處理與D處理比平均胸徑分別增加7.8%、9.8%和6.6%，保留同樣杉木萌芽林1 500株/hm2，A、C與D處理比，雖然單位面積容納的林木數(shù)量增加50%～100%，但杉木個體平均胸徑還分別增加7.8%、和6.6%，表明混交木荷有效地減緩了杉木二代林木產(chǎn)量的衰退。

從表1中還可以看出：杉木萌芽與木荷混交3種處理中杉木B>A>C。B處理平均胸徑比A處理、C處理分別增加1.8%和3.0%，表明保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2經(jīng)營密度對杉木平均胸徑生長有利。這可能是A處理和C處理經(jīng)營密度較B處理經(jīng)營密度較大，杉木種內(nèi)或杉木與木荷種間競爭加劇，制約了平均胸徑的生長。

從表1中同樣可知：不同處理間木荷平均胸徑生長量從高到低依次為B>C>A，B處理木荷平均胸徑最大。B處理比C處理和A處理分別增加1.5%和1.2%，表明杉木萌芽林保留數(shù)量對木荷平均胸徑有影響。杉木萌芽早期的側(cè)方和上方庇蔭，有利于木荷高徑生長，隨著林齡增大，杉木萌芽寬闊的樹冠，加上杉木堅硬針葉，脅迫了木荷樹冠的擴(kuò)張，自然影響了木荷徑生長。

3.1.3 林分材積生長分析 林分的單株材積生長取決于林木胸徑、樹高和形數(shù)等，其中胸徑對材積影響最大。從表1中可以看出，林分立木材積A處理最高（89.49m3/hm2），其次為C處理（71.70m3/hm2），分別比D處理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，表明混交林具有較好的經(jīng)營效果，顯然這與保留或栽植株數(shù)有關(guān)。B處理與D處理保留或栽植株數(shù)相等，但B處理林分立木材積略高。單株立木材積無論是杉木，還是木荷均以B處理最高，不同處理間單株立木材積均存在差異。經(jīng)方差分析和多重比較（見表2～4），不同處理間杉木林分立木材積達(dá)到顯著差異水平，A處理、B處理、C處理與D處理間差異達(dá)顯著水平，其它處理間差異未達(dá)到顯著水平，說明混交木荷有利于杉木單株生長，但單位面積株數(shù)較大（3 000株/hm2），由于營養(yǎng)空間的約束和種間競爭影響了杉木單株材積生長。木荷單株材積B處理最高，C處理其次，A處理最小。經(jīng)方差分析與多重比較：各處理間木荷單株材積均未達(dá)到顯著水平，但有一定差異，B處理單株材積比A、C處理分別增加5.9%和3.6%。本試驗可看出，以培育中大徑材的用材林為經(jīng)營目標(biāo)，選擇B處理較為合適。如果采用A、C處理，在林分基本郁閉時，應(yīng)該及時進(jìn)行第一次間伐，以減緩種間或種內(nèi)競爭影響林木產(chǎn)量和質(zhì)量。

從表5中可以看出，4種處理林分林內(nèi)郁閉度都比較高，透光量較低，林內(nèi)濕潤且較蔭，主要分布一些耐蔭植物，主要有杜莖山、烏毛蕨、老鼠刺、楤木、百兩金、扁葉卷柏、地念等，林下植物種類少，且生物量較少。4種處理中林下植物種類較多的是B處理，B處理林下植物層生物量相對較高（3.185t/hm2），這是B處理株數(shù)較少，同時杉木木荷樹冠交錯呈層分布，透光率略高的緣故。其次為D處理（2.893t/hm2）。A處理和B處理在4種處理中為最少。杉木、木荷幼齡樹冠層較厚，枝葉濃密，較高經(jīng)營密度，抑制了林下植物種類的生長及生物量的積累，及時間伐，釋放空間是必要的。

3.3 凋落物現(xiàn)存量及其組成 林下植被和枯枝落葉層是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一。雖然在森林總生物量中它們僅占很小一部分，但它們在森林總生產(chǎn)力和物質(zhì)循環(huán)中起的作用要比其在生物量方面的貢獻(xiàn)大得多。因為它們的養(yǎng)分循環(huán)周轉(zhuǎn)率比喬木快得多[11]。從表5中可知：A處理凋落物現(xiàn)存量20.89t/hm2，其中F、H和L層現(xiàn)存量分別占凋落物現(xiàn)存量的24.8%、23.2%和52.0%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值為0.92；B處理凋落物現(xiàn)存量8.73t/hm2，其中F、H和L層分別占凋落物現(xiàn)存量的10.5%、20.0%和69.4%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值為0.44；C處理凋落物現(xiàn)存量13.86t/hm2，其中F、H和L層分別占凋落物現(xiàn)存量的10.7%、27.1%和62.3%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值為0.37；D處理凋落物現(xiàn)存量5.36t/hm2，其中F、H和L層分別占凋落物現(xiàn)存量的3.36%、4.66%和1.98%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值為0.087；可見混交林凋落物現(xiàn)存量均高于杉木萌芽純林，分別增加289.7%、62.9%和158.6%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值，A、B、C處理是D處理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，表明混交林的分解速率較快。杉木針葉經(jīng)常連著小枝一起掉落，無法與土壤緊密接觸，且杉木枝葉含有防腐物質(zhì)，較難分解[12]，所以A處理凋落物分解緩慢。A、C處理與D處理杉木株數(shù)相同，而前二者的分解速率高于D處理，表明木荷凋落物的加入，能夠加快杉木凋落物的分解。這與前人研究結(jié)果相吻合[13].說明在杉木萌芽林中混交木荷對于營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用、杉木林地恢復(fù)地力有積極意義。endprint

4 小結(jié)

（1）杉木萌芽林中套種木荷能夠形成比較協(xié)調(diào)的混交林，具有較好生長效應(yīng)。試驗結(jié)果表明：12a生時杉木生長位居上層，木荷生長處于亞林層，形成較明顯的層次。不同處理中杉木樹高生長量從高到低依次為：A>C>B>D。不同處理間木荷樹高生長量從高到低依次為：B>C>A。不同處理中杉木平均胸徑混交木荷處理均大于杉木萌芽純林，A、B和C處理與D處理比平均胸徑分別增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽與木荷混交3種處理中杉木B>A>C。不同處理間木荷平均胸徑生長量從高到低依次為B>C>A；林分立木材積A處理最高（89.49m3/hm2），其次為C處理（71.70m3/hm2），分別比D處理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，單株立木材積無論是杉木，還是木荷均以B處理最高，不同處理間單株立木材積均存在差異。經(jīng)方差分析和多重比較，杉木單株材積A處理、B處理、C處理與D處理間差異達(dá)顯著水平，其它處理間差異未達(dá)到顯著水平，各處理間木荷單株材積均未達(dá)到顯著水平，但有一定差異。

（2）培育中大徑材為目標(biāo)的杉木萌芽與木荷混交株數(shù)，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比較合適。但12a生時林分已經(jīng)充分郁閉，林下植被生長發(fā)育也不良，應(yīng)該及時間伐，調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，釋放生長空間，為保留木提供良好的生長環(huán)境。

（3）杉木萌芽與木荷混交后，林內(nèi)凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢復(fù)。研究結(jié)果表明：混交林凋落物現(xiàn)存量均高于杉木萌芽純林，分別增加289.7%、62.9%和158.6%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值，A、B、C處理是D處理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能夠加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷對于營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用、杉木林地恢復(fù)地力有積極意義。

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（責(zé)編：徐煥斗）endprint

4 小結(jié)

（1）杉木萌芽林中套種木荷能夠形成比較協(xié)調(diào)的混交林，具有較好生長效應(yīng)。試驗結(jié)果表明：12a生時杉木生長位居上層，木荷生長處于亞林層，形成較明顯的層次。不同處理中杉木樹高生長量從高到低依次為：A>C>B>D。不同處理間木荷樹高生長量從高到低依次為：B>C>A。不同處理中杉木平均胸徑混交木荷處理均大于杉木萌芽純林，A、B和C處理與D處理比平均胸徑分別增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽與木荷混交3種處理中杉木B>A>C。不同處理間木荷平均胸徑生長量從高到低依次為B>C>A；林分立木材積A處理最高（89.49m3/hm2），其次為C處理（71.70m3/hm2），分別比D處理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，單株立木材積無論是杉木，還是木荷均以B處理最高，不同處理間單株立木材積均存在差異。經(jīng)方差分析和多重比較，杉木單株材積A處理、B處理、C處理與D處理間差異達(dá)顯著水平，其它處理間差異未達(dá)到顯著水平，各處理間木荷單株材積均未達(dá)到顯著水平，但有一定差異。

（2）培育中大徑材為目標(biāo)的杉木萌芽與木荷混交株數(shù)，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比較合適。但12a生時林分已經(jīng)充分郁閉，林下植被生長發(fā)育也不良，應(yīng)該及時間伐，調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，釋放生長空間，為保留木提供良好的生長環(huán)境。

（3）杉木萌芽與木荷混交后，林內(nèi)凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢復(fù)。研究結(jié)果表明：混交林凋落物現(xiàn)存量均高于杉木萌芽純林，分別增加289.7%、62.9%和158.6%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值，A、B、C處理是D處理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能夠加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷對于營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用、杉木林地恢復(fù)地力有積極意義。

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4 小結(jié)

（1）杉木萌芽林中套種木荷能夠形成比較協(xié)調(diào)的混交林，具有較好生長效應(yīng)。試驗結(jié)果表明：12a生時杉木生長位居上層，木荷生長處于亞林層，形成較明顯的層次。不同處理中杉木樹高生長量從高到低依次為：A>C>B>D。不同處理間木荷樹高生長量從高到低依次為：B>C>A。不同處理中杉木平均胸徑混交木荷處理均大于杉木萌芽純林，A、B和C處理與D處理比平均胸徑分別增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽與木荷混交3種處理中杉木B>A>C。不同處理間木荷平均胸徑生長量從高到低依次為B>C>A；林分立木材積A處理最高（89.49m3/hm2），其次為C處理（71.70m3/hm2），分別比D處理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，單株立木材積無論是杉木，還是木荷均以B處理最高，不同處理間單株立木材積均存在差異。經(jīng)方差分析和多重比較，杉木單株材積A處理、B處理、C處理與D處理間差異達(dá)顯著水平，其它處理間差異未達(dá)到顯著水平，各處理間木荷單株材積均未達(dá)到顯著水平，但有一定差異。

（2）培育中大徑材為目標(biāo)的杉木萌芽與木荷混交株數(shù)，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比較合適。但12a生時林分已經(jīng)充分郁閉，林下植被生長發(fā)育也不良，應(yīng)該及時間伐，調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，釋放生長空間，為保留木提供良好的生長環(huán)境。

（3）杉木萌芽與木荷混交后，林內(nèi)凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢復(fù)。研究結(jié)果表明：混交林凋落物現(xiàn)存量均高于杉木萌芽純林，分別增加289.7%、62.9%和158.6%，F(xiàn)值、H值之和與L值的比值，A、B、C處理是D處理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能夠加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷對于營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用、杉木林地恢復(fù)地力有積極意義。

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