安 寧，郭文福，丁貴杰，趙 總，李洪果，莫世宇，王維澤，蒙鳳麗

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，廣西 憑祥 532600； 2.貴州大學(xué) a.林學(xué)院；b.貴州省森林資源與環(huán)境研究中心，貴州 貴陽(yáng) 550025）

馬尾松Pinus massoniana是我國(guó)南方主要的造林樹(shù)種，具有分布廣、面積大、速生豐產(chǎn)、用途廣等特點(diǎn)[1]。格木Erythrophleum fordii是我國(guó)南亞熱帶地區(qū)的珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種，天然分布于廣東、廣西、福建和臺(tái)灣等省區(qū)。其木材硬度高，耐腐蝕，可用于造船和制作實(shí)木家具、地板及工藝品等[2]。格木樹(shù)體優(yōu)美，樹(shù)冠濃蔭蒼綠，是優(yōu)良的城市綠化和園林觀賞樹(shù)種，也是用于生態(tài)公益林營(yíng)建的重要樹(shù)種之一。

現(xiàn)有馬尾松人工林大部分以純林模式經(jīng)營(yíng)。純林林分結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性低，涵養(yǎng)水分能力差，極易發(fā)生森林火災(zāi)以及爆發(fā)病蟲(chóng)害[3]。格木純林存在生產(chǎn)力低、干形差、病蟲(chóng)害等問(wèn)題[4-6]。馬尾松與格木混交能夠明顯改善和優(yōu)化樹(shù)種結(jié)構(gòu)，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和森林生產(chǎn)力，增加物種多樣性，改善土壤養(yǎng)分，減少森林火災(zāi)和病蟲(chóng)害的發(fā)生[7-8]，以及能有效促進(jìn)格木優(yōu)良干形的形成。國(guó)內(nèi)對(duì)馬尾松和格木都做了大量的工作[9-13]， 大部分研究集中在混交之后樹(shù)木的生長(zhǎng)情況、生物多樣性以及涵養(yǎng)水分等方面[14-16]，對(duì)馬尾松格木混交的模式以及混交比例等方面研究較少[17-19]。本研究通過(guò)對(duì)馬尾松格木混交模式及混交比例進(jìn)行研究，旨在探索馬尾松格木合適的混交模式及混交比例，為馬尾松人工林近自然經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)林設(shè)在廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)站區(qū)域內(nèi)的白云實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，為2014年?duì)I造的馬尾松格木人工林，前茬為杉木人工林，主伐后明火煉山。地理位置為106°48′E，22°06′N(xiāo)，海拔230 m，低山地貌，年平均氣溫20.5 ℃，年降水量1 500 mm，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。土壤為花崗巖發(fā)育成的赤紅壤，土層厚度＞1 m，腐殖質(zhì)厚度＞10 cm，林下植被為芒萁Dicranopteris dichotoma、五節(jié)芒Miscanthus floridulus、淡竹葉Lophatherum gracile、三叉苦Evodia lepta、金毛狗Cibotium barometz等。

1.2 樣品的采集與處理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，馬尾松與格木株行距均為2 m，格木4 株為一叢，試驗(yàn)共6 個(gè)處理。a，馬尾松+格木（75 叢·hm-2）；b，馬尾松+格木 （150 叢·hm-2）；c，馬尾松+格木（210 叢·hm-2）； CK1，馬尾松+ 格木（4:1）進(jìn)行行狀混交；CK2，格木純林；CK3，馬尾松純林。2018年6月進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查，樣地面積400 m2，重復(fù)3 次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪制圖表，廣西馬尾松二元立木材積公式V松=0.714 265 437×10-4D1.867010H0.9014632[20]， 格 木二元立木材積公式V格=0.667 054×10-4D1.84795450H0.96657509[21]。運(yùn)用SPSS19.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及多重比較[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同混交模式馬尾松生長(zhǎng)量差異

從圖1 可看出，不同混交模式馬尾松胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積均差異顯著（P＜0.05），其中處理a 和CK3 林分平均胸徑最大，均為 5.9 cm；處理c 林分平均胸徑最小，為5.0 cm；CK1 與處理b 介于之間，林分平均胸徑為5.3 cm 和 5.1 cm。各處理及對(duì)照馬尾松林分平均樹(shù)高表現(xiàn)為CK3 ＞a ＞CK1 ＞b ＞c，樹(shù)高依次為4.9、4.7、4.5、 4.2 和4.1 m。CK3 平均冠幅最大，為2.55 m；處理c 平均冠幅最小，為1.90 m。從表1 可以看出，CK1馬尾松單株材積最大，為0.008 2 m3；其次為處理a的0.008 0 m3；處理c 單株材積最小，為0.005 1 m3。

圖1 不同混交模式馬尾松胸徑、樹(shù)高和冠幅差異Fig.1 Diameter class, tree height and crown difference of Pinus massoniana in the different mixed models

表1 馬尾松格木單株材積及單位面積蓄積?Table 1 Individual volume and area volume of Pinus massonianaand Erythrophleum fordii m3

2.2 不同混交模式格木生長(zhǎng)量差異

從圖2 可以看出，不同混交模式格木胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積均差異顯著（P＜0.05）。最大胸徑為CK2 的5.1 cm，最小為處理c 的4.1 cm， 處理a、處理b 和處理CK1 介于二者之間，分別為4.9、4.7 和4.6 cm。處理a 和CK1 樹(shù)高最高，均為4.8 m，處理c 樹(shù)高最低，為4.0 m；處理b和CK2 樹(shù)高為4.7 m 和4.5 m。CK1 平均冠幅最大，為2.55 m；處理c 平均冠幅最小，為2.05 m；處理 a、處理b 和CK2 平均冠幅均為2.45 m。從表1 中可以看出，CK2 格木單株材積最大，為0.005 8 m3； 處理c 單株材積最小，為0.003 5 m3。

圖2 不同混交模式格木胸徑、樹(shù)高和冠幅差異Fig.2 Diameter class, tree height and crown difference of Erythrophleum fordiiin the different mixed models

2.3 不同混交模式徑級(jí)分布

統(tǒng)計(jì)分析各處理樣地面積內(nèi)馬尾松和格木的徑級(jí)數(shù)量，繪制圖3 和圖4。從圖3 可以看出，各處理及對(duì)照中馬尾松的徑級(jí)呈正態(tài)分布，即大小徑級(jí)數(shù)量少，處于中間的徑級(jí)數(shù)量多。2 cm 徑級(jí)木數(shù)量在CK3 中最少，僅為2 株，且無(wú)12 cm 徑級(jí) 木。處理a 和CK1 各有一株馬尾松12 cm 徑級(jí)木。同樣，各處理及對(duì)照中格木的徑級(jí)也呈正態(tài)分布（圖4）。處理a 和CK1 無(wú)2 cm 徑級(jí)木，同時(shí)也無(wú)10 cm徑級(jí)木，只有CK2中有一株10 cm徑級(jí)木。

圖3 馬尾松徑級(jí)分布Fig.3 Diameter class distribution of Pinus massoniana

圖4 格木徑級(jí)分布Fig.4 Diameter class distribution of Erythrophleum fordii

3 結(jié)論與討論

馬尾松人工林傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)多為純林模式，純林造林和育林技術(shù)較簡(jiǎn)單，單位面積上蓄積量大，有利于實(shí)行機(jī)械化造林、撫育和采伐作業(yè)，營(yíng)林成本較低。同時(shí)存在生物多樣性降低、土壤肥力下降、易受病蟲(chóng)害及森林火災(zāi)危害等問(wèn)題[23]。馬尾松與闊葉樹(shù)混交，闊葉樹(shù)種選擇尤為重要[24-26]，以往營(yíng)建馬尾松混交林，都是簡(jiǎn)單的行狀混交，只是馬尾松和闊葉樹(shù)的比例略有不同。本研究結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，創(chuàng)新地運(yùn)用了格木叢植的方式與馬尾松混交，以此來(lái)探討馬尾松格木適宜的混交模式及混交比例。格木以叢為單位進(jìn)行種植，可減少造林的勞動(dòng)量，提高造林成活率，增強(qiáng)撫育的針對(duì)性。同時(shí)一叢4 株格木，可增加對(duì)雜草的競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到格木目標(biāo)樹(shù)選擇年齡，一叢只保留一株目標(biāo)樹(shù)即可，有效減少間伐的成本。不同混交模式下馬尾松胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積均差異顯著，馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交和馬尾松純林的胸徑、樹(shù)高最大，馬尾松純林的單株材積、平均冠幅均為最大。馬尾松胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積在馬尾松與格木（210 叢·hm-2）混交下最小。說(shuō)明在不同的混交模式及混交比例，馬尾松生長(zhǎng)表現(xiàn)是不同的。在馬尾松純林和馬尾松與低密度格木（75 叢·hm-2）混交中生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，而在馬尾松與高密度格木（210 叢·hm-2）混交中生長(zhǎng)表現(xiàn)最差。這是因?yàn)楦衲揪哂泄痰饔?，馬尾松與格木混交可實(shí)現(xiàn)加快土壤養(yǎng)分循環(huán)速 率[27-28]，改善土壤肥力[29],提高林分生產(chǎn)力[30-31]和碳儲(chǔ)量[32-34]。但格木密度增大之后，增大了種間競(jìng)爭(zhēng)，造成馬尾松生長(zhǎng)受到壓制，故馬尾松與高密度格木混交中馬尾松生長(zhǎng)表現(xiàn)最差。格木胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積均差異顯著。馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交和格木純林胸徑最大，馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交單株材積最大，馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交和馬尾松格木行狀混交樹(shù)高最大，馬尾松格木行狀混交的平均冠幅最大。格木胸徑、樹(shù)高、冠幅和單株材積在馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交下最小。說(shuō)明在不同混交模式及混交比例下，格木生長(zhǎng)表現(xiàn)是不同的。在馬尾松與低密度格木（75 叢·hm-2）混交和馬尾松與格木行狀混交兩種混交模式下生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，而在馬尾松與高密度格木（75 叢·hm-2）混交生長(zhǎng)表現(xiàn)最差。這是因?yàn)?，馬尾松與低密度格木混交和馬尾松與格木行狀混交，格木密度較小，遭受蟲(chóng)害的程度較低，所以具有較好生長(zhǎng)量的干形。不同混交模式單位面積（每公頃）總蓄積量不同，馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交總蓄積量最大，為11.537 m3。其次是馬尾松格木行狀混交，總蓄積量最小是馬尾松與高密度格木（75 叢·hm-2）混交，僅為6.988 m3。不同的混交模式和混交比例不影響徑級(jí)數(shù)量的分布規(guī)律，各處理及對(duì)照中馬尾松和格木的徑級(jí)均呈正態(tài)分布。整體看，馬尾松和格木均在馬尾松與格木（75 叢·hm-2）低密度混交和馬尾松與格木行狀混交中，徑級(jí)分布表現(xiàn)較好。

目前數(shù)據(jù)分析來(lái)看，以培育馬尾松大徑材為經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，早期應(yīng)選擇馬尾松與格木（75 叢·hm-2）混交模式。因本研究?jī)H為幼林階段的混交效果，僅以5年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，具有一定的局限性，隨著林齡的增長(zhǎng)，馬尾松和格木種間競(jìng)爭(zhēng)和種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的變化，以及林地土壤養(yǎng)分、水分等環(huán)境因子的改變及間伐等營(yíng)林措施的實(shí)施而表現(xiàn)出不同的變化，是否此模式為最優(yōu)模式值得繼續(xù)研究。所以本研究下一步準(zhǔn)備對(duì)樣地進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，以獲得更科學(xué)、系統(tǒng)和完整的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)樣地生物多樣性、土壤理化性質(zhì)、微生物的種類(lèi)和數(shù)量等進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)分析掌握馬尾松和格木不同混交模式下的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，進(jìn)而確定二者最佳的混交模式。