陳慶忠
(福建省寧化國有林場 福建寧化 365407)
閩楠(Phoebe bournei)屬樟科闊葉樹種,是福建省優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種和珍貴用材樹種,也是國家列入重點保護野生植物名錄的二級 保護樹種。樹干紋理通直、木材結構緊密,呈淡黃褐色,有香氣、耐腐、不易變形和開裂,是建筑、造船、高級家具的理想用材[1]。當前,市場上閩楠木材價格持續(xù)升高,導致閩楠野生資源過度利用,而人工造林少,加之閩楠生長緩慢,使得閩楠資源近于枯竭[2]。由于閩楠成材時間較長、經(jīng)營效果不佳等原因,多年來人工造林發(fā)展緩慢[3]。近年來,閩楠人工林高效培育日益受到關注。通常認為閩楠是陰性樹種,但吳載璋和陳紹栓[4]研究表明,楠木幼樹能耐一定的陰蔽,隨林齡增加,需光量逐漸增強,成林在全光照條件生長良好。其他研究表明,閩楠與馬尾松(Pinus massoniana)混交生長優(yōu)于閩楠純林[5]。盡管如此,閩楠混交林和林下套種等方面的栽培技術仍然缺乏。因此,探索適宜培育模式是快速發(fā)展閩楠人工林急需解決的重要技術問題。為此,本研究開展了馬尾松與閩楠不同混交比例,以及閩楠在不同間伐強度馬尾松林下套種的試驗,調查不同培育模式下閩楠生長、材積和生物量的特征,為閩楠高效培育提供參考。
試驗區(qū)位于福建省寧化國有林場,該場地處閩西北丘陵地帶,現(xiàn)有人工林以馬尾松為主,占林地總面積的55.4%。年平均氣溫18℃,年降水量1900mm,無霜期214-246 天,屬中亞熱帶季風氣候。山場海拔高度在300-1000 m,土壤以紅壤為主。
2005年春季開展了不同培育模式下種植閩楠的試驗,在66 林班4 大班1 小班采用完全隨機區(qū)組設計,包括馬尾松:閩楠=1∶1(以下簡稱混交林1)和馬尾松:閩楠=2∶1(以下簡稱混交林2)兩種混交比例,株間混交,3次重復,每個試驗小區(qū)面積666m2,在杉木皆伐跡地上采用1年實生容器苗造林,設計造林密度3000 株/hm2。在鄰近的65 林班6 大班3小班馬尾松林內(nèi)(2004年間伐,林齡15年)也采用完全隨機區(qū)組設計,包括25%(間伐后保留1545 株/hm2)和40%(間伐后保留1252株/hm2)2 種間伐強度,3 次重復,每個試驗小區(qū)面積666m2;2005年在間伐后的馬尾松林下套種閩楠,閩楠按照2×2m 規(guī)格在馬尾松林下套種。25%間伐處理林下套種下文簡稱林下套種1,40%間伐處理林下套種下文簡稱林下套種2。挖穴規(guī)格40×30×30 cm,造林后前3年每年撫育2 次,第4-5年每年撫育1 次。
在2 種培育模式下4 種試驗處理小區(qū)內(nèi)分別建立20×20m 的固定樣地3 塊,各樣地的坡度、坡位和土壤等立地條件基本一致。造林后第1、4、7 和9年調查了閩楠的生長狀況,并計算林分材積。2013年10月根據(jù)固定樣地調查結果,在2 種培育模式下各處理小區(qū)內(nèi)分別選取6 株平均樣木,采用全挖法測量全株生物量,在野外分段分別測定各組分(葉、枝、干和根)的鮮重,同時各組分分別取小樣密封后帶回實驗室在75 ℃烘至恒重,測定含水率,換算出各器官干物質重量及全株的干生物量。
對造林當年2種培育模式下閩楠成活率的調查表明,林下套種的閩楠成活率普遍高于混交林,林下套種1 和林下套種2 閩楠成活率分別為96.1%和95.3%;混交林1 和混交林2 閩楠成活率分別為88.7%和90.2%(圖1)。因為馬尾松林下套種受上層林冠的保護作用,水熱條件變化相對緩和,尤其是土壤濕度大,有利于閩楠幼苗的生長,因而成活率較高。而混交林內(nèi)苗木受氣候變化影響較大,如高溫或季節(jié)性干旱均影響苗木生長。這說明適當?shù)氖a蔽環(huán)境有利于閩楠保持較高的成活率。
圖1 兩種培育模式下1年生閩楠成活率 Figure 1 Survival rate of 1-year-lod P.bournei under two cultivation styles
從圖2可以看出,1年生和4年生閩楠在2種培育模式下樹高沒有顯著差異。7年生閩楠樹高在2 種培育模式下具有較大差異,混交林模式樹高生長量大于林下套種模式,混交林1 中樹高生長量比混交林2 處理高8.1%,但兩種處理之間沒有顯著差異;林下套種2 樹高生長量顯著高于林下套種1 處理。9年生閩楠樹高在2 種培育模式下變化趨勢與7年生林分類似,混交林模式樹高生長量顯著高于林下套種模式,同一模式不同處理之間差異顯著,混交林1 樹高生長量比混交林2 處理增加11.6%,林下套種2 樹高生長量比林下套種1 處理增加32.4%。
圖2 不同生長階段2 種培育模式閩楠樹高比較 Figure 2 Comparation of tree heights of P.bournei under the two cultivation styles with tree age
2 種培育模式閩楠胸徑(或地徑)生長量隨林齡的動態(tài)變化趨勢與樹高基本一致(圖3)。這表明造林后前4年閩楠在2 種培育模式下的生長差異不大,此后逐漸顯示出較大差別。馬尾松林分間伐4年后,25%的間伐處理(林下套種1)林分郁閉度已基本恢復到間伐前的水平,約0.9 左右,較高的郁閉度導致林下光照不足,進而影響閩楠生長。40%的間伐處理(林下套種2)林分郁閉度相對較低,林下光照條件優(yōu)于林下套種1,因此造林后第7年,閩楠樹高和胸徑生長顯著高于林下套種1 處理。造林后第9年,由于上層馬尾松林分郁閉度的進一步增大,林下套種模式下兩種處理的閩楠樹高和胸徑生長減緩。盡管一些研究表明,閩楠喜濕耐蔭[5-7],但過度的蔭蔽條件可能不利于閩楠生長。隨著馬尾松快速生長,林分郁閉度進一步增大,下層閩楠獲取的資源空間逐漸減小,生長受到部分抑制。
造林4年后,混交林內(nèi)閩楠生長優(yōu)于林下套種,主要是因為混交林光照條件相對較好。另外,不同馬尾松、閩楠混交比例對閩楠生長也有重要影響,混交林2 處理中馬尾松比例高于混交林1 處理,由于馬尾松幼齡期生長快,林分郁閉早,處于林冠上層,而閩楠早期生長慢,處于林冠下層,因而,混交林中馬尾松比例的增加導致林分提前郁閉,閩楠生長受到影響。
圖3 不同生長階段2 種培育模式閩楠胸徑(1年生為地徑)比較 Figure 3 Comparation of diameter at breast height (data is ground diameter at the first year) of P.bournei under the two cultivation styles with tree age
對不同生長階段閩楠單株材積調查表明,4年生閩楠材積在2 種培育模式下沒有顯著差異;7年生材積混交林明顯高于林下套種,其中林下套種2 單株材積顯著高于林下套種1,混交林1單株材積顯著高于混交林2;9年生單株材積變化與7年生類似,但同一模式兩種處理之間材積差異進一步增大(圖4)。林下套種的閩楠單株材積生長從第7年到第9年明顯減緩,尤其是林下套種1 材積增速低于林下套種2 處理?;旖涣? 閩楠單株材積第7年到第9年增加了90.5%,而混交林2 同期僅增加了72.4%?;旖涣? 中9年生單株材積比混交林2 高42.7%,林下套種2比林下套種1 高107.9%。由此可見,隨林齡增加,不同培育模式下閩楠單株材積逐漸呈現(xiàn)較大差異,其中混交林培育模式立木材積高于林下套種模式,主栽樹種間伐強度和閩楠混交比例均顯著影響立木材積的大小。
圖4 不同生長階段2 種培育模式閩楠材積比較 Figure 4 Comparation of stem volume of P.bournei under the two cultivation styles with tree age
9年生閩楠生物量的調查顯示,2 種培育模式閩楠單株干、皮、枝、葉和根生物量具有較大差異(表1)。林下套種2 閩楠各器官生物量均高于林下套種1 處理,單株總生物量比林下套種1 增加88.1%;混交林1 閩楠各器官生物量也高于混交林2 處理,單株總生物量比混交林2 增加44.2%。總體上,混交林模式單株生物量高于林下套種模式。這表明混交林模式比林下套種更有利于閩楠生物量的累積,主要與前者具有較大的資源空間(主要是光照)有關。
表1 不同培育模式9年生閩楠各器官干生物量特征(g·株-1) Table1 Dry biomass of 9-year-lod P.bournei under different cultivation styles
2 種栽培模式下,閩楠各器官生物量的分配模式一致,均為干>根>枝>葉>皮(表2),這與胡永顏[2]對21年生閩楠人工林生物量的調查結果一致。林下套種2 和混交林1 樹干、皮、枝和葉生物量占單株總生物量的比例高于林下套種1 和混交林2 處理,而根生物量占單株總生物量的比例則相反。這表明林下套種2和混交林1 增加了閩楠地上部分的生長。
表2 不同培育模式9年生閩楠各器官干生物量分配比例(%) Table2 Allocation of dry biomass of 9-year-lod P.bournei under different cultivation styles
通過對兩種培育模式下閩楠生長、材積和生物量的調查,我們發(fā)現(xiàn)造林后1-4年閩楠樹高、胸徑和材積在馬尾松林下套種和閩楠+馬尾松混交林中沒有顯著差異。造林后第7年,混交林中閩楠生長量和生物量顯著高于林下套種,其中馬尾松+閩楠1:1 混交林中閩楠胸徑、樹高、材積和生物量均顯著高于馬尾松+閩楠2:1 混交林;40%間伐處理后林下套種的閩楠胸徑、樹高、材積和生物量大于25%間伐處理。造林后第9年,林下套種模式閩楠的生長明顯受到抑制,因此,建議實踐中在40%間伐處理后7年左右再次對林分進行間伐,以保證林下閩楠的生長。盡管馬尾松+閩楠1:1 混交林生長速率高于2:1 混交處理,但7年后兩種混交處理中閩楠的生長速率也有一定程度下降,尤其是2:1 混交處理下降更為明顯。因此,對馬尾松+閩楠混交林在第7-9年開展適當?shù)男拗烷g伐,以改善林內(nèi)光照環(huán)境,促進閩楠生長,對于林分維持較高的生產(chǎn)力具有重要意義。
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