周宗哲

(安溪白瀨國有林場，福建 安溪 362411)

不同保留密度對福建柏人工林生長的影響

周宗哲

(安溪白瀨國有林場，福建 安溪 362411)

在福建省安溪白瀨國有林場對間伐(保留密度分別為425、725、825株·hm-2)后的27年生福建柏人工林的林分生長狀況、林下植被生物多樣性以及林下土壤的養(yǎng)分狀況進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果表明：不同保留密度對福建柏林分生長影響顯著，降低林分密度能促進(jìn)福建柏個體粗生長，但林分密度過低單位面積產(chǎn)量下降。林分單位面積蓄積量，以密度725株·hm-2的林分最高，達(dá)211.42 m3·hm-2；密度425株·hm-2的林分最低，為134.02 m3·hm-2，二者蓄積量差異達(dá)77.4 m3·hm-2。間伐能有效提高林下植被的豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)，間伐強(qiáng)度越大效果越明顯，保留密度425、725、825株·hm-2林下灌木植被豐富度分別為17、10、7，生物多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener指數(shù))分別為2.137、1.633、1.356。中度間伐(保留密度為725株·hm-2)的林分土壤的養(yǎng)分狀況最好，對維持地力效果最佳。

福建柏人工林；間伐；生物多樣性；土壤養(yǎng)分

福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry et Thomas)為柏科福建柏屬喬木，系我國二級珍稀保護(hù)樹種，是第三紀(jì)孑遺的單種屬植物[1]。樹形優(yōu)美，樹干通直，適應(yīng)性強(qiáng)，生長快，材質(zhì)優(yōu)良，是我國南方一些省(區(qū))的重要用材樹種，又是庭園綠化的優(yōu)良樹種。木材輕，質(zhì)地略軟，紋理勻直，加工容易，干后材質(zhì)穩(wěn)定，是建筑、家具、細(xì)木工和雕刻的良好用材，又是優(yōu)良的膠合板材。本研究于1992—2000年，在福建省安溪白瀨國有林場開展了福建柏不同保留密度的間伐試驗(yàn)，就福建柏不同保留密度對改善土壤養(yǎng)分狀況及提高林木生長量方面進(jìn)行總結(jié)，旨在為該地區(qū)的福建柏人工林營林實(shí)踐提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省安溪白瀨國有林場寨坂工區(qū)12-1小班，北緯25°18′、東經(jīng)118°00′，海拔410 m，坡度25°。土壤以紅壤為主，局部地區(qū)分布有黃紅壤，土層較厚，土壤理化性能良好，植被以雜灌、芒萁骨群落為主，立地質(zhì)量等級為3級。氣候條件溫和，雨量充沛，年均氣溫19.5 ℃，最高氣溫37 ℃，最低氣溫0 ℃，年均降水量1800 mm，無霜期330 d，為亞熱帶季風(fēng)氣候類型。試驗(yàn)地林分于1984年造林，初植密度2505株·hm-2，在8年生和15年生時經(jīng)過2次疏伐，開展不同保留密度試驗(yàn)，試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，保留密度分別為425、725、825株·hm-2，3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)沿上、中、下坡排列，每個坡位各3個小區(qū)，共9個小區(qū)，每個小區(qū)面積400 m2。造林地前茬為荒山荒地。

2 調(diào)查方法

2.1 林木生長量及植被調(diào)查

2011年9月，對試驗(yàn)林復(fù)位，分別設(shè)置400 m2的樣地進(jìn)行生長量調(diào)查，并開展林下植被調(diào)查。調(diào)查因子有樹高、胸徑和冠幅等。林下植被多樣性調(diào)查采用小樣方法，在每塊樣地內(nèi)分別設(shè)置小樣方，面積為10 m×10 m，調(diào)查每個樣方中的植物種類、高度、多度、蓋度等，由此計算物種的重要值及植物多樣性指標(biāo)[2]。

2.2 土壤性狀調(diào)查

將土壤按0～20、20～40 cm 2個層次分別進(jìn)行理化性質(zhì)測定。每塊樣地以對角線方式進(jìn)行土壤取樣，每塊樣地取4個點(diǎn)，每層取3個環(huán)刀，采用1次取樣連續(xù)測定法測定土壤容重、總孔隙度、持水量等；同時采集土樣測定有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、水解性氮等[3]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同保留密度對福建柏生長及徑級結(jié)構(gòu)的影響

3.1.1 不同保留密度對福建柏人工林生長的影響 從表1可知，福建柏樹高隨保留密度增大呈先增加后下降的趨勢，說明福建柏林分適當(dāng)增加保留密度對樹高生長有利；而福建柏平均胸徑和單株材積隨密度的增加均呈下降趨勢，這符合林分密度作用規(guī)律，密度小的福建柏林分由于林木個體擁有充足的營養(yǎng)空間，林冠層能有效利用光能進(jìn)行光合作用，林木平均胸徑大，27年生密度為425株·hm-2的福建柏林分平均胸徑可達(dá)24.6 cm；而密度大的林分林木個體之間為爭奪林地空間而相互競爭，林冠層因營養(yǎng)空間有限而無法充分生長，林分胸徑相對較小，27年生密度為825株·hm-2的福建柏林分其平均胸徑僅為19.0 cm，與425株·hm-2福建柏林分相比，胸徑下降了29.5%。而高密度林分單株材積下降更大，27年生825株·hm-2的林分單株材積為0.1878 m3·株-1，比425株·hm-2的林分降低了67.9%。經(jīng)方差分析，不同密度福建柏林分樹高、胸徑、平均材積存在顯著差異；福建柏林分總蓄積量隨保留密度增加呈先增后降趨勢，林分單位面積蓄積以725株·hm-2林分為最高，27年生時達(dá)211.42 m3·hm-2，蓄積量最低的是密度為425株·hm-2的林分，二者蓄積量差異達(dá)77.4 m3·hm-2，方差分析表明福建柏林分單位蓄積量不同保留密度間差異顯著，說明林分密度降低能促進(jìn)福建柏個體粗生長，但林分密度過低單位面積產(chǎn)量下降。

表1 27年生福建柏不同保留密度林分生長情況

*：FH=8.55*，F(xiàn)D=10.37*，F(xiàn)V=6.08**，F(xiàn)G=28.64**，F(xiàn)0.05(2，6)=5.14，F(xiàn)0.01(2，6)=10.90。

3.1.2 不同保留密度對福建柏人工林徑級結(jié)構(gòu)的影響 不同保留密度對福建柏人工林的立木結(jié)構(gòu)有重要影響。從表2可知，不同密度林木株數(shù)的徑級分配狀況差異明顯，隨著林分保留密度的降低，福建柏林分的徑級分布向大徑木方向偏移。密度為425株·hm-2的林分，林木胸徑在22 cm以上的占94.1%，主要徑級為22～27 cm；密度為725株·hm-2的林分，胸徑在22 cm以上的林木占65.5%，林木徑級主要分布在23～26 cm，17～21 cm徑級的林木只占31.1%；密度為825株·hm-2的林分，胸徑在22 cm以上的林木只占24.2%，17～21 cm徑級的林木占了60.6%?？梢姼＝ò厝斯ち峙嘤枰涝耘嗄康拇_定保留密度，培育大規(guī)格材，保留密度要小，提高大徑木比例，而培育中小徑木林分保留密度就要加大。

表2 不同保留密度對福建柏徑級分布的影響

3.2 不同保留密度對福建柏人工林林下植被和土壤肥力的影響

3.2.1 不同保留密度福建柏人工林林下植被多樣性特征 根據(jù)野外調(diào)查，27年生保留密度為425株·hm-2的福建柏純林林下植被共有15科19屬20種，其中，灌木層有8種喬木和9種灌木，喬木分別為廣東潤楠、福建青岡、閩粵栲、楊梅、青岡櫟、絲栗栲、山蒼子、烏藥，灌木分別為小葉赤楠、黃瑞木、烏飯、冬青、山礬、山烏桕、朱砂根、毛紫珠、黃桅子；草本層有3種植物，分別為五節(jié)芒、黑莎草、芒萁。保留密度為725株·hm-2的福建柏純林林下植被共有15科15 屬15種，其中，灌木層有4種喬木和6種灌木，喬木分別為烏藥、福建青岡、山蒼子、絲栗栲，灌木分別為毛紫珠、山烏桕、朱砂根、鹽膚木、黃瑞木、桃金娘；草本層有5種植物，分別為懸鉤子、菝葜、芒萁、皺葉狗尾草、黑莎草。保留密度為825株·hm-2的福建柏純林林下植被共有13科13 屬13種，其中，灌木層有2種喬木和5種灌木，喬木為福建青岡和烏藥，灌木為玉葉金花、大青、桃金娘、鹽膚木、烏飯；草本層共有6種植物，分別為黑莎草、芒萁、東方烏毛蕨、皺葉狗尾草、廣東山葡萄、菝葜。從不同保留密度福建柏林分林下植被多樣性可看出(表3)，低密度的林分植被豐富，喬灌木種類、數(shù)量比高密度林分多，草本類較少，多樣性指數(shù)較高；而高密度的林分比低密度林分林下植被少，多樣性指數(shù)較低。這主要與林內(nèi)光照有關(guān)，林分密度小，林內(nèi)光照充足，有利于林下植物生長；而密度大的林分，林內(nèi)光照較弱，影響林下植物的生長發(fā)育。因此，福建柏人工林植被的生長發(fā)育和群落結(jié)構(gòu)的變化與林分密度關(guān)系密切，合理的保留密度既能促進(jìn)林木生長和蓄積量的提高，增加大徑級材比例和涵養(yǎng)水源能力，又有利于林下植被恢復(fù)發(fā)展，確保人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

表3 福建柏不同保留密度林下植被多樣性特征

3.2.2 不同保留密度福建柏人工林土壤肥力狀況 從表4看出，福建柏林地土壤容重隨密度增加呈先降低后提高的趨勢，孔隙度和持水量卻是先提高后降低。密度為725株·hm-2的林分其土壤容重最小，而孔隙度和持水量均最大。以0～20 cm土層為例，密度為725株·hm-2的林分，土壤容重比密度為425、825株·hm-2的林分土壤容重降低8.0%、14.8%，而毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量比425株·hm-2的林分分別提高了5.0%、1.4%、4.9%、2.8%、3.4%，比825株·hm-2的林分分別提高了8.6%、13.4%、6.8%、8.2%、5.4%。由此說明，福建柏純林最終保留725株·hm-2的密度對于改善土壤結(jié)構(gòu)特別是提高土壤通透性和持水性均有較好的效果。通過不同保留密度福建柏林地化學(xué)性質(zhì)可看出(表5)，福建柏土壤有機(jī)質(zhì)和N、P、K含量不同密度間差異較大，以0～20 cm土層為例，密度為725株·hm-2的林分土壤有機(jī)質(zhì)、全N、水解性N、全P、全K和速效K的含量最高，比密度425株·hm-2林分的各相應(yīng)的指標(biāo)分別高出30.2%、18.3%、51.8%、26.5%、11.9%、14.8%，比密度825株·hm-2林分的各相應(yīng)的指標(biāo)分別高出38.1%、34.2%、18.2%、59.0%、89.9%、27.3%?？梢姡芏葹?25株·hm-2的福建柏林分其土壤肥力最好。

表4 不同保留密度福建柏土壤物理性質(zhì)

表5 不同保留密度福建柏土壤化學(xué)性質(zhì)

4 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同保留密度福建柏林分平均樹高、平均胸徑、平均材積存在顯著差異；福建柏林分總蓄積量隨保留密度增加呈先增后降趨勢，林分單位面積蓄積量以保留密度725株·hm-2林分為最高，以保留密度425株·hm-2為最低，二者蓄積量差異達(dá)77.4 m3·hm-2，說明降低林分密度能促進(jìn)福建柏個體粗生長，但林分密度過低單位面積產(chǎn)量下降。間伐能有效提高林下植被的豐富度和多樣性，間伐強(qiáng)度越大效果越明顯，425、725、825株·hm-23種間伐保留密度林下灌木植被豐富度分別為17、10、7，生物多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener指數(shù))分別為2.137、1.633、1.356。中度間伐(保留密度為725株·hm-2)的林分土壤的養(yǎng)分狀況最好，能有效防止水土流失，對維持地力效果最佳。綜合來說，強(qiáng)度間伐與極強(qiáng)度間伐可以有效促進(jìn)福建柏大徑材培育，林下植被狀況良好，有利于維持較高的土壤肥力，有利于林地資源的可持續(xù)利用。但強(qiáng)度過大的間伐會影響林分的出材量。

[1]高兆蔚.珍貴用材樹種——福建柏[J].福建林業(yè)科技，1994，21(2)：62-66.

[2]國家標(biāo)準(zhǔn)局.森林土壤標(biāo)準(zhǔn)分析方法[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987：1-28.

[3]陳德葉.福建柏人工林栽培技術(shù)[J].廣東林業(yè)科技，2008(4)：102-105.

[4]肖永元.福建柏生長規(guī)律與營林技術(shù)的探討[J].防護(hù)林科技，2007(3)：116-118.

[5]楊玉盛，邸道生.福建柏人工林對土壤理化性質(zhì)的影響[J].林業(yè)科技通訊，1992(10)：25-27.

[6]鄒雙全.不同林分類型福建柏人工林土壤特性研究[J].西南林學(xué)院學(xué)報，1998，18(3)：159-163.

[7]劉明國，韓玉芬，胡萬良，等.紅松人工林不同間伐強(qiáng)度效果分析[J].福建林業(yè)科技，2008，35(2)：47-51.

Effects of Different Reserved Densities on the Growth ofFokieniahodginsiiPlantation

ZHOU Zong-zhe

(AnxiBailaiState-OwnedForestFarm，Anxi362411，F(xiàn)ujian，China)

In Anxi Bailai State-Owned Forest Farm，the growth status，undergrowth biodiversity and soil nutrient status (reserved density respectively 425，725，and 825 strains hm-2) of 27-year-oldFokieniahodginsiiplantation stand after thinning were studied.Results showed that the different retention density effect onFokieniahodginsiiplantation stand growth was significant，reducing the stand density could promote the growth ofFokieniahodginsiiindividual thickening growth，but the stand density was too low and the unit area yield declined.The forest stand volume was highest with the density of 725 plants hm-2，up to 211.42 m3·hm-2；the forest stand volume was the lowest with the density of 425 trees hm-2，up to 134.02 m3·hm-2，the two volume difference reached 77.4 m3·hm-2.The thinning could effectively increased the undergrowth richness index and diversity index，the larger the thinning intensity was，the more obvious the effect was，the understory shrub vegetation abundance reached 17，10 and 7，respectively with the retains densities of 425，725，825 plants hm-2The biodiversity indexes (shannon wiener indexes) were 2.137，1.633，1.356，respectively.The moderate-thinned (reserved density of 725 plants hm-2)stand soil nutrient status was the best，the maintaining soil fertility effect was the best.

Fokieniahodginsiiplantation；thinning；biodiversity；soil nutrient

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.01.019

2013-05-02；

2013-07-01

周宗哲(1971—)，男，福建德化人，安溪白瀨國有林場高級工程師，從事森林資源培育及林木良種選育。E-mail：ZZZ23407125@126.com。

S791.43；S753.3

A

1002-7351(2014)01-0088-04