廖鴻犁
摘 要:該研究分析了現(xiàn)有杉木林采用等高線帶狀間伐后套種千年桐的效果,試驗(yàn)結(jié)果表明:改建后林分結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,形成了線狀斑塊結(jié)構(gòu),提高了物種多樣性,增加了林分的穩(wěn)定性和抗逆性。帶狀更新的7年生千年桐生長發(fā)育良好,千年桐平均胸徑、平均樹高分別達(dá)到6.7cm和7.8m,平均單株產(chǎn)桐果量4.45kg,改建后的杉木平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%,有利于培育杉木較高徑級的林木。經(jīng)方差分析林分蓄積量間差異未達(dá)到顯著水平,表明杉木林間伐后套種千年桐具有較高的經(jīng)營效果。因此,今后在福建省適宜地區(qū),現(xiàn)有杉木林可以通過等高線帶狀間伐后套種千年桐。
關(guān)鍵詞:千年桐;杉木林;漸進(jìn)式;間伐;經(jīng)營效果
中圖分類號 S79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2018)11-0082-03
由于經(jīng)營理念、經(jīng)營技術(shù)和經(jīng)營目標(biāo)的局限性,長期以來福建省人工林培育多傾向于針葉林,且經(jīng)營面積較大。在我國南方林區(qū),人工造林樹種一般選擇杉木[Cunninghamia lanceolate(Lamb.)Hook.]、馬尾松(Pinus massoniana)。迄今為止,杉木、馬尾松無論是面積或蓄積量都占福建省人工林資源的絕大多數(shù),經(jīng)營目標(biāo)多以用材林培育為主,存在經(jīng)營密度過大,經(jīng)營周期較短的問題。雖然杉木、馬尾松中高密度經(jīng)營,能夠盡快郁閉成林,抵御雜草、灌木及其他生物的干擾,在一定時間、一定程度上解決了部分中小徑材的供應(yīng),緩解了人們對中小徑材的需求,但也隨之出現(xiàn)以下2個不可回避的現(xiàn)實(shí)問題,一是其他樹種,包括許多有特殊用途,經(jīng)濟(jì)價值較高,具有廣闊國內(nèi)外市場的特用植物和珍貴樹種造林面積少,甚至出現(xiàn)無地可種植的尷尬局面;二是大徑材資源嚴(yán)重缺乏。
在福建省主伐的林分中,大徑材的比例很少,一般在10%以下,無法滿足市場經(jīng)濟(jì)需求[1]。俞新妥等進(jìn)一步研究杉木林的生長情況后認(rèn)為,栽植密度大的林分,如間伐措施跟不上,是很難培育大徑材的[1],而在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們美好生活中,諸如精美家具、室內(nèi)裝飾、豪華建筑、工藝雕刻需要大量的大徑材、優(yōu)質(zhì)材。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整材種結(jié)構(gòu),開發(fā)利用多樹種森林資源,尤其是非木質(zhì)資源是現(xiàn)代森林經(jīng)營理念。鑒于此,筆者從2011年開始,在生態(tài)優(yōu)先的原則下,在現(xiàn)有杉木林中采取漸進(jìn)式等高線隔帶砍伐,開展了套種千年桐(Aleurites mnntana lour.)替代試驗(yàn),主要分析該經(jīng)營模式的效果,為今后生態(tài)型更新造林提供理論依據(jù)和可借鑒的林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1 試驗(yàn)地概況
福建省沙縣(26°6′~26°46′N,117°32′~118°6′E)是我國南方林區(qū)重點(diǎn)林業(yè)縣,地處武夷山脈西南段和戴云山脈西北坡交接地帶。由于武夷山脈和戴云山脈形成的地形作用以及受東南季風(fēng)的影響,境內(nèi)具有溫暖濕潤的氣候特點(diǎn),年平均溫度為15.6~19.6℃,年平均降水量1510~1840mm,空氣相對濕度80%以上,降水量大于蒸發(fā)量,最冷月平均氣溫為5.9~9℃,最熱月平均氣溫為24.4~28.6℃,極端最低氣溫-9.5℃,極端最高溫40.2℃,全年≥10℃積溫4983.6~5859.2℃。大部分地區(qū)年輻射量達(dá)91.3~106.4kCal/cm2,初霜一般出現(xiàn)在11月上旬至1月上旬,終霜一般出現(xiàn)在2月中旬至4月上旬,無霜期245~297d,霜日14~35d。沙縣熱量資源豐富,適宜各種林木生長,樹木種類繁多。傳統(tǒng)林業(yè)產(chǎn)有木材、毛竹、筍干、松脂、油茶、油桐、茶葉等。
試驗(yàn)林建立在沙縣境內(nèi)青州鎮(zhèn)異州國有林場天湖山工區(qū)17林班3大班15小班,原為松雜采伐跡地,1997年皆伐后,經(jīng)清雜煉山,于1998年春季采用1年生杉木實(shí)生苗種植。林地立地質(zhì)量為較肥沃立地類型,pH 5.2~5.4,主要植被有中華里白(Hicriopteris chinensis (Ros.) Ching)、鐵芒萁[Dicranopteris linearis Burm.) Underw.] 、五節(jié)芒(Miscanthus floridulus(Lab.)Warb. ex Schum. et Laut.)、石櫟(Lithocarpus glaber)、黃瑞木(Adinandra millettii)、柃木(Eurya japonica Thunb.)、檵木(Loropetalum chinense)等。該林地為沙溪沿岸第一重山,已被劃為水源涵養(yǎng)林。
2 試驗(yàn)方法
2.1 試驗(yàn)設(shè)計 在現(xiàn)有杉木林漸進(jìn)式更新千年桐改建技術(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇其中L725處理及這3個小區(qū)相對應(yīng)的杉木純林各3個,作為對照(ck1)。L725處理,即2011年秋冬在原有16年生杉木林中按照等高線間伐帶寬7m范圍內(nèi)的杉木樹木,清除帶內(nèi)砍伐剩余物,堆積在每一等高線的下部,保留相對應(yīng)寬度或以上的杉木林帶。在砍伐帶兩邊距帶邊緣2.5m處錯位2.5m進(jìn)行塊狀整地,挖明穴,穴規(guī)格L每穴施精制有機(jī)肥(福建省三明市民豐生物科技有限公司生產(chǎn))1kg作為基肥,再回表土。2012年春采用1年生千年桐嫁接苗造林。小區(qū)面積為20m×30m。對照杉木林小區(qū)面積20m×30m。ck2為相鄰?fù)攘⒌貤l件下2012年種植的杉木純林,同樣建立3小區(qū),小區(qū)面積20m×30m。2017年冬,分樹種進(jìn)行主要測樹因子測定,測定株數(shù)、平均胸徑、平均樹高、冠幅、枝下高等,分別以福建省杉木、闊葉樹二元立木材積經(jīng)驗(yàn)公式(1)、(2)計算杉木、千年桐立木材積?,F(xiàn)場調(diào)查千年桐結(jié)果枝數(shù)量、產(chǎn)果量。
V杉=0.00005806D1.955335H0.894033…(1)
V桐=0.00005276D1.882161H1.009317…(2)
分別在L725處理和ck處理內(nèi)同時建立5m×5m和1m×1m樣方各5個,分別調(diào)查統(tǒng)計喬木、灌木、草本的種類、個體數(shù),其中L725處理在更新帶內(nèi)布置3個,另外2個設(shè)置在杉木過渡帶內(nèi),ck處理按“X”字型布點(diǎn)。以樣方作為統(tǒng)計單位,計算林木(DBH≥5cm)多度(I)和物種豐富度(S),S為樣地中所有種的種數(shù)。
[I=某植物在同一層片中的株數(shù)或蓋度層片中各植物株數(shù)或蓋度總和×100]…(3)
3 結(jié)果與分析
3.1 林分結(jié)構(gòu) 林分結(jié)構(gòu)是認(rèn)識森林生態(tài)系統(tǒng)功能,并對其進(jìn)行可持續(xù)管理的基礎(chǔ)[2]??臻g上異質(zhì)的群落結(jié)構(gòu)常常與截留降水,改善群落小環(huán)境,促進(jìn)林木生長,增強(qiáng)林分的穩(wěn)定性等功能特征關(guān)系密切[3]。從表1中可知,不同處理林分結(jié)構(gòu)存在差異。從群落外貌看,ck處理為同層林分,均為杉木樹種,林相整齊,樹種單一,林分郁閉度大,冠層較窄。徑級結(jié)構(gòu)以3、4徑級(DBH10.0~20.0cm)的林木為多,3徑級占林分個體總數(shù)的55.8%,4徑級占林分個體總數(shù)的37.5%,高度級以3級(H10.0~15.0m)為主,占林分個體總數(shù)的66.5%,但冠長只有3.0~4.0m,僅占全高1/3左右,冠幅2~3.5m,表明杉木純林枝下高急劇上升,冠層收縮,冠幅已大于平均株行距,林分呈現(xiàn)擁擠、交叉和重疊。冠層一旦退縮,將難以恢復(fù),如果不及時間伐,樹冠間進(jìn)一步退縮,林分生長會收到嚴(yán)重抑制,難以培育較大徑級的林木。L725處理了等高線間伐,釋放了林分空間,外貌呈現(xiàn)線狀塊狀結(jié)構(gòu),此起彼伏,稀疏不一。徑級結(jié)構(gòu)也以3~4徑級(DBH5.0~15.0cm)為主,但3徑級占林分個體總數(shù)的21.3%,4徑級占林分個體總數(shù)的61.1%,L725處理高度級以2、3高度級(H10.0~15.0m)為主,2高度級占林分個體總數(shù)的16.2%,主要為套種的千年桐,3高度級占林分個體總數(shù)的75.1%,主要為原有的杉木林木。L725處理釋放了空間,構(gòu)建了空間異質(zhì)性,而且林木間的邊緣效應(yīng)以及利用時間差造林,形成的空間差為邊緣杉木個體提供了更優(yōu)勢(土壤肥力、光照等)生長環(huán)境,能夠促進(jìn)保留杉木的生長,有利于培育杉木大徑材。
3.2 物種多樣性 植物群落的物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)[4]。林木多度和物種豐富度是評價物種多樣性的重要指標(biāo)。表2是L725處理和對照的林木(DBH≥5cm)多度與物種豐富度測定結(jié)果。從表2中可知,林木多度對照大于L725處理。對照為0.96,L725處理為0.76,經(jīng)方差分析(見表2),對照與L725處理林木多度間存在顯著差異。從表2中也可以看出:不同處理各層次的多度和物種豐富度都存在差異。L725處理與CK處理比,喬木層物種數(shù)增加3種,但總個體數(shù)分別降低24.4%。灌木、草本層物種數(shù)增加23種,總個體數(shù)增加4倍多。表明不同處理物種組成和個體總數(shù)變化較大,L725處理物種多樣性較高,尤其表現(xiàn)在演替層和更新層。說明現(xiàn)有杉木成林間伐后套種千年桐顯著提高了林分的物種豐富度,現(xiàn)有杉木林林分郁閉度較大,林分內(nèi)植被稀少,通過間伐后,釋放了局部空間,套種千年桐,千年桐樹體高大,層次明顯,枝葉稀疏,又是落葉樹種,林內(nèi)透光度增加,有利于植被的生長與發(fā)育,從而保護(hù)了林分的穩(wěn)定性和抗逆性。
3.3 生長效應(yīng)
3.3.1 千年桐生長狀況 千年桐是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種,與油茶、核桃、烏桕并稱中國四大木本油料樹種[5-6]。千年桐既可以提取優(yōu)質(zhì)環(huán)保的干性油,又是鄉(xiāng)土用材樹種,干枝還是培養(yǎng)食用菌的優(yōu)良原料,用途廣泛,經(jīng)濟(jì)價值高。表3是在現(xiàn)有杉木林中采取等高線帶狀間伐后套種千年桐的生長狀況。從表3中可知:平均胸徑、平均樹高、單株立木材積分別為6.7cm、7.8m和0.0150m3/株。與同年相同立地和相似經(jīng)營措施條件下種植的杉木比較,平均胸徑、平均樹高、單株立木材積分別增加8.1%、8.3%和25.0%,表明千年桐早期生長較快,具有較高的林分蓄積,可以作為用材林培育。當(dāng)然,本試驗(yàn)?zāi)康氖歉慕ìF(xiàn)有杉木林,提高生態(tài)功能,兼并經(jīng)營非木質(zhì)產(chǎn)品。據(jù)調(diào)查測定7年生時L725處理平均單株桐果有123個,平均單株產(chǎn)果量4.45kg,結(jié)果小枝占小枝總數(shù)42.7%;表明L725處理不僅生長較快,而且能夠進(jìn)行正常開花結(jié)果,桐果數(shù)量多,而且果實(shí)較大、飽滿,可以作為一種獲得非木質(zhì)產(chǎn)品的樹木經(jīng)營,這與現(xiàn)代森林經(jīng)營思想相吻合。
3.3.2 杉木生長效應(yīng) 由于林分結(jié)構(gòu)及其生長環(huán)境的改變,不同處理的杉木生長存在差異。表4是不同處理林分杉木林的生長狀況,從表4中可知:L725處理林分中杉木平均胸徑、平均樹高、立木材積分別為17.3cm、18.1m和313.9498m3/hm2。L725處理中邊緣杉木(特指為間伐帶相鄰的2排杉木)平均胸徑、平均樹高分別為18.1cm、和16.7m。Ck林分杉木平均胸徑、平均樹高、立木材積分別為15.6cm、13.9m和337.1442m3/ hm2。L725處理全林杉木與ck林分杉木比平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%,杉木立木材積減少6.9%,但單株材積增加37.3%。L725處理邊緣杉木與ck林分杉木比平均胸徑、平均樹高分別增加5%和5%,表明L725處理邊緣木杉木生長快于ck處理。這與間伐后釋放了生長空間,L725處理林分邊緣杉木獲得光照、養(yǎng)分和水分多于對照處理有關(guān),也可能與套種千年桐后改善了土壤肥力有關(guān)。千年桐系落葉樹種,每年均有大量的凋落物回歸林地,桐葉易分解,可以提高土壤有機(jī)質(zhì),而改善土壤肥力。
特別應(yīng)該指出,邊緣杉木生長量明顯大于對照,大于L725處理林分內(nèi)杉木,表明杉木樹種具有明顯的邊緣效應(yīng)。在現(xiàn)有杉木林中采取等高線間伐套種千年桐,創(chuàng)建了邊緣效應(yīng),這對于培育杉木大徑材無疑是一種可借鑒的經(jīng)營途徑。
從林分蓄積量分析,L725處理總林分蓄積量為373.3833m3/hm2,其中2011年杉木間伐獲得蓄積量為56.435m3/hm2,占總蓄積量的15.1%,現(xiàn)有保存杉木蓄積量為313.9498m3/hm2,占總蓄積量84.1%,套種千年桐現(xiàn)存蓄積量為3.0000m3/hm2,約占總蓄積量的1%。ck1處理林分蓄積量為337.1442m3/hm2,L725處理林分總蓄積量比ck1處理林分蓄積量增加10.7%。經(jīng)方差分析(表4),L725處理與ck1林分蓄積量間差異未達(dá)到極顯著水平。
4 結(jié)論
現(xiàn)有杉木林采用等高線帶狀間伐后套種千年桐具有較高的經(jīng)營效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:改建后林分結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,形成了線狀斑塊結(jié)構(gòu),杉木較高徑級林木增加,個體總數(shù)增加。L725處理林木(DBH≥5cm)多度不及ck1,但物種豐富度極顯著大于ck1,物種多樣性高。試驗(yàn)結(jié)果也表明:帶狀更新的7年生千年桐生長發(fā)育良好。千年桐平均胸徑、平均樹高分別達(dá)到6.7cm和7.8m,平均單株產(chǎn)桐果量4.45kg,改建后的杉木平均胸徑、平均樹高分別增加10.9%和13.7%,杉木立木材積減少6.9%,但單株材積增加37.3,林分總蓄積量增加10.7.經(jīng)方差分析:林分蓄積量間差異未達(dá)到顯著水平。
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(責(zé)編:張宏民)