林華忠

(福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，福建 將樂(lè) 353300)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、用途廣，是我國(guó)重要的速生用材樹(shù)種之一，也是福建省主要的用材造林樹(shù)種[1]。作為我國(guó)集約化種植程度較高的樹(shù)種，杉木在南方主要產(chǎn)區(qū)多以營(yíng)造純林為主，致使土壤細(xì)菌群落多樣性和豐富度顯著低于自然林和杉闊混交林[2]。特別是杉木連栽人工林中，1代林中土壤細(xì)菌數(shù)量高于2代、3代林，且立地衰退嚴(yán)重[3]，林分結(jié)構(gòu)單一，病蟲(chóng)害危害風(fēng)險(xiǎn)升高[4]。而營(yíng)造混交林，改善林分空間結(jié)構(gòu)和土壤理化性質(zhì)，維持土壤地力是杉木可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。黃宇等[5]研究發(fā)現(xiàn)杉木與火力楠混交林C、N貯量要高于杉木純林。陳欣凡等[4]比較了杉木千年桐混交林與杉木純林土壤的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)混交林土壤容重和總孔隙度優(yōu)于杉木純林，并緩和了土壤酸度。封磊等[6]分析了杉木混交林喬木層結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化，認(rèn)為杉木與楠木、檫木、樟樹(shù)、觀光木等樹(shù)種的混交林中，杉木長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于杉木純林。作為我國(guó)二級(jí)保護(hù)植物，福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry et Thomas)被認(rèn)為是一個(gè)優(yōu)良的混交樹(shù)種[7-8]。盛煒彤等[8]研究了14年生福建柏混交林的生長(zhǎng)、空間分布格局和生物量的特征，認(rèn)為混交福建柏能促進(jìn)杉木生長(zhǎng)，拓寬了杉木人工林混交樹(shù)種范圍，從此福建柏作為杉木人工林培育中的混交樹(shù)種逐步得到重視。已有研究表明，合理營(yíng)建杉木福建柏混交林能有效維持地力，促進(jìn)林分生長(zhǎng)，構(gòu)建良好的空間分布格局，能形成有利于杉木生長(zhǎng)的生境[8-13]?？v觀已有的研究報(bào)道，杉木與福建柏的混交比例不一，多數(shù)報(bào)道以高比例混交福建柏(福建柏比例大于50%)的混交林為對(duì)象[8，10，13]，從生長(zhǎng)量、地力維護(hù)等生態(tài)效應(yīng)方面來(lái)探討混交效果。本文著重從杉木生長(zhǎng)、木材基本密度方面來(lái)分析低比例混交福建柏(福建柏比例小于30%)對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)的影響，探討對(duì)杉木生長(zhǎng)和木材材性有良好促進(jìn)或改善效果的混交比例，以期為杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1　試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于福建省三明市將樂(lè)縣，為杉木中心產(chǎn)區(qū)[14]。試驗(yàn)林位于117°26′59″E、26°43′52″N，為福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)061林班2大班8小班，面積3.73 hm2。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤(rùn)。年均氣溫18.7 ℃，≥10 ℃年有效積溫5500～6800 ℃。年均降水量1669 mm，年均相對(duì)濕度82%，年均無(wú)霜期287 d。下坡，坡向西南。海拔231～250 m。山地紅壤，Ⅲ類(lèi)立地質(zhì)量等級(jí)。

2　材料與方法

2.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

福建柏混交比例設(shè)置3個(gè)水平：25%、15%、5%，梅花狀混交。每種混交比例種植0.67 hm2，同時(shí)種植杉木純林為對(duì)照。

2.2　試驗(yàn)林營(yíng)建

杉木用種為福建省邵武衛(wèi)閩國(guó)有林場(chǎng)杉木第1代種子園良種，福建柏用種為將樂(lè)縣商品種，2000年播種育苗。2001年春營(yíng)建試驗(yàn)林，煉山整地，挖明穴回表土，穴規(guī)格50 cm×40 cm×30 cm，造林前7 d每穴施過(guò)磷酸鈣250 g為基肥。初植密度2500株·hm-2，根據(jù)杉木速生豐產(chǎn)林培育技術(shù)規(guī)程[14]撫育管理，2009年衛(wèi)生伐1次。

2.3　調(diào)查與統(tǒng)計(jì)方法

2017年9月，在每種混交比例試驗(yàn)林中(包括對(duì)照)設(shè)置20 m×20 m樣地各1塊，每樣地每木調(diào)查樹(shù)高、胸徑。按V杉木=0.00005877042D1.9699831H0.89646157、V福建柏=0.00005685D1.629996H1.261954分別估算杉木、福建柏單株立木材積[15-16]。

在每塊樣地中分別選取杉木平均木3株，在胸高處鉆取木芯以測(cè)定木材基本密度[17]。木材基本密度以飽和含水量法測(cè)定：BG=1/[(M-M1)/M1+1/DW]，式中，BG為木材基本密度(g·cm-3)；M為木芯水飽和時(shí)的重量(g)；M1為木芯烘干時(shí)(105 ℃)的恒重(g)；DW為構(gòu)成細(xì)胞壁的木材物質(zhì)的比重，取平均值1.53[18]。

采用無(wú)重復(fù)單因素方差分析，以單株為單位比較各混交比例間生長(zhǎng)差異。樣地調(diào)查情況見(jiàn)表1。

表1　樣地概況

3　結(jié)果與分析

3.1　混交試驗(yàn)林總體生長(zhǎng)情況分析

由表2可知，試驗(yàn)林17年生時(shí)平均樹(shù)高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為10.28 m、13.4 cm、0.09205 m3、0.34569 g·cm-3。林分生長(zhǎng)一般，這主要是由于造林地肥力較低，為Ⅲ類(lèi)立地所致。

表2　試驗(yàn)林17年生時(shí)平均生長(zhǎng)情況

由表3可知，試驗(yàn)林17年生時(shí)，杉木(含純林對(duì)照)平均樹(shù)高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為10.55 m、13.6 cm、0.09844 m3、0.33937 g·cm-3，混交林中福建柏的平均樹(shù)高、胸徑、單株立木材積、木材基本密度分別為8.83 m、11.9 cm、0.05667 m3、0.37215 g·cm-3。變異系數(shù)均為單株立木材積最大，木材基本密度最小，與相關(guān)報(bào)道相符[16-17]。由于種植在Ⅲ類(lèi)立地，杉木與福建柏的生長(zhǎng)表現(xiàn)一般，但總體而言杉木生長(zhǎng)優(yōu)于福建柏，但與相關(guān)研究相比，生長(zhǎng)差異更小[8，11]，這可能是由于福建柏具有耐瘠薄的生物學(xué)特性，在立地較差條件下縮小了與杉木的生長(zhǎng)差異所致。

表3　試驗(yàn)林17年生時(shí)平均生長(zhǎng)量

表4　不同混交比例混交林中杉木生長(zhǎng)方差分析

*：Sig.<0.01為差異極顯著，0.01≤Sig.<0.05為差異顯著，Sig.≥0.05為差異不顯著；下同。

3.2　不同混交比例對(duì)杉木生長(zhǎng)的影響

不同混交比例的杉木福建柏混交林中杉木生長(zhǎng)及木材基本密度的方差分析結(jié)果(表4)表明，除了木材基本密度不同混交比例間達(dá)到顯著差異外，樹(shù)高、胸徑、材積在不同混交比例間差異均不顯著。但進(jìn)一步的LSD多重比較(表5)表明，與杉木純林相比，混交15%福建柏的混交林中，杉木平均樹(shù)高為11.10 m，明顯比杉木純林(10.22 m)高8.61%；木材基本密度為0.35300 g·cm-3，明顯比杉木純林(0.33066 g·cm-3)大6.76%，；混交25%、5%福建柏的混交林中，杉木平均胸徑分別為14.1 cm、14.2 cm，分別比杉木純林(12.6 cm)大11.75%、12.54%；所有混交林中，杉木單株立木材積均比純林(0.07891 m3)大32.78%以上。不同比例混交福建柏的混交林間，杉木的生長(zhǎng)差異不顯著?？梢?jiàn)，只要在杉木人工林中混交5%以上的福建柏，即可有效促進(jìn)杉木的生長(zhǎng)，特別是單株立木材積。同時(shí)也可得知，混交5%～25%的福建柏對(duì)杉木生長(zhǎng)的正向影響相當(dāng)。然而對(duì)杉木木材基本密度的影響，則是混交15%的福建柏的混交林具有最好的正向影響。

表5　不同混交比例混交林中杉木生長(zhǎng)LSD多重比較

3.3　不同混交比例對(duì)福建柏生長(zhǎng)的影響

不同混交比例下，混交林中福建柏生長(zhǎng)及木材基本密度的方差分析結(jié)果(表6)表明，樹(shù)高、木材基本密度在不同混交比例間差異達(dá)顯著、極顯著水平，胸徑、單株立木材積在不同混交比例間差異均不顯著。進(jìn)一步的LSD多重比較(表7)表明，混交15%、25%的福建柏混交林中，福建柏的平均樹(shù)高分別為9.21 、9.15 m，均顯著高于混交5%福建柏的混交林。而混交5%福建柏的混交林中，福建柏的木材基本密度達(dá)到0.40544 g·cm-3，顯著大于其它2種混交比例的混交林?？梢?jiàn)，不同福建柏混交比例對(duì)福建柏的生長(zhǎng)影響不像對(duì)杉木的影響那樣呈現(xiàn)規(guī)律性，還需進(jìn)一步深入研究。

表6　不同混交比例福建柏生長(zhǎng)方差分析

3.4　不同混交比例混交林蓄積量比較

福建柏不同混交比例的混交林與杉木純林蓄積量的對(duì)比分析結(jié)果(表8)表明，混交25%、15%、5%福建柏的混交林，單位面積總蓄積量分別為178.7907、188.4641、186.2480 m3·hm-2，分別比杉木純林(154.1394 m3·hm-2)提高15.99%、22.27%、20.83%，以福建柏混交比例為15%時(shí)總蓄積量最大，杉木蓄積量也比杉木純林大6.39%。

表7　不同混交比例福建柏生長(zhǎng)LSD多重比較

表8　不同混交比例的混交林蓄積量分析

3.5　不同混交比例混交林林分結(jié)構(gòu)

樣地內(nèi)杉木、福建柏的生長(zhǎng)和木材基本密度分布正態(tài)性檢驗(yàn)圖見(jiàn)圖1、圖2。從圖中可知，樣地中杉木、福建柏的生長(zhǎng)和木材基本密度基本接近正態(tài)分布，符合林木生長(zhǎng)一般規(guī)律。說(shuō)明混交福建柏比例5%～25%的混交林目前林分結(jié)構(gòu)比較合理，這對(duì)林木的生長(zhǎng)有利，有較大的生長(zhǎng)潛力。當(dāng)然，隨著林木的生長(zhǎng)，林分結(jié)構(gòu)、種間關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，還需要繼續(xù)觀測(cè)，并通過(guò)間伐、修枝等措施來(lái)調(diào)整林分結(jié)構(gòu)和種間關(guān)系。

圖a、c、e、f中曲線為擬合正態(tài)分布曲線，下同。圖1　試驗(yàn)林中杉木生長(zhǎng)、木材基本密度分布正態(tài)性

圖2　試驗(yàn)林中福建柏生長(zhǎng)、木材基本密度分布正態(tài)性

4　結(jié)論與討論

本研究分析了混交5%～25%福建柏的杉木福建柏混交林中杉木的生長(zhǎng)和木材密度變化情況，發(fā)現(xiàn)在杉木人工林中低比例混交福建柏，對(duì)杉木樹(shù)高、胸徑、材積和木材基本密度均產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用?；旖?5%的福建柏能使杉木樹(shù)高生長(zhǎng)提高8.61%，木材基本密度提高6.76%；而混交25%、5%的福建柏能使杉木胸徑生長(zhǎng)分別提高11.75%、12.54%；混交25%、15%、5%的福建柏能使杉木單株立木材積增加，分別比杉木純林提高32.78%、36.04%、36.53%，混交林分總蓄積量分別比杉木純林提高15.99%、22.27%、20.83%。總體而言，混交15%福建柏的混交林對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)、木材基本密度和蓄積量均有明顯的促進(jìn)作用。

盛煒彤等[8]對(duì)14年生杉木、福建柏混交林(福建柏比例為74.45%)的生長(zhǎng)進(jìn)行分析，認(rèn)為混交福建柏不僅能有效促進(jìn)杉木生長(zhǎng)，還能延緩杉木高生長(zhǎng)衰退。混交林中杉木平均樹(shù)高、胸徑分別比杉木純林大5.5%、7.8%，13 a林齡時(shí)混交林中杉木樹(shù)高的連年生長(zhǎng)量較9 a林齡時(shí)低14%，而同期杉木純林則低35%，提出了福建柏為杉木人工林培育的優(yōu)良伴生樹(shù)種這一結(jié)論。黃曉東[11]、張任好[12]利用樹(shù)干解析方法分析了20年生杉木、福建柏混交林中杉木和福建柏樹(shù)干生長(zhǎng)規(guī)律，指出杉木和福建柏具有不同的生長(zhǎng)勢(shì)，2個(gè)樹(shù)種混交能形成穩(wěn)定的復(fù)層林結(jié)構(gòu)而協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，在Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)立地條件下，應(yīng)以杉木為目的樹(shù)種，福建柏為伴生樹(shù)種營(yíng)建混交林。

本研究認(rèn)為在Ⅲ類(lèi)立地混交15%的福建柏對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)和木材密度有著最佳促進(jìn)作用，但在此種立地條件、混交比例下，林分結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化、地力恢復(fù)、生態(tài)效應(yīng)、種間關(guān)系等規(guī)律的揭示，還需對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行持續(xù)跟蹤調(diào)查、分析，逐步深入研究。

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勘誤說(shuō)明

本刊2017年第4期《孝義市古樹(shù)名木特征及其保護(hù)》一文有誤，現(xiàn)在更正如下：

第131頁(yè)中作者單位“(孝義市園林綠化局園林學(xué)院，山西 孝義 032300)”應(yīng)更正為“(孝義市園林綠化局，山西 孝義 032300)”。