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        杉木與闊葉樹混交林初期生長效應(yīng)分析

        2021-03-03 08:32:54陳代喜羅啟亮董利軍黃開勇韋家國黃鵬艷
        廣西林業(yè)科學(xué) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:紅錐闊葉樹咸水

        戴 俊,陳 琴,陳代喜,羅啟亮,董利軍,黃開勇,程 琳,韋家國,黃鵬艷

        (1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 國家林業(yè)和草原局中南速生材繁育重點實驗室 廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室,廣西南寧 530002;2.融安縣西山林場,廣西融安 545400;3.融水苗族自治縣國營貝江河林場,廣西融水 545300;4.南丹縣山口林場,廣西南丹 547000;5.全州縣咸水林場,廣西全州 541500)

        杉木(Cunninghamia lanceolata)是廣西的主要造林樹種之一,每年新造杉木人工林面積4.7 萬hm2以上,其中大部分為純林,人工純林面積過大不利于生態(tài)系統(tǒng)和地力的維護(hù)[1-3]。人工混交林可以改進(jìn)大規(guī)模人工純林導(dǎo)致的樹種單一和地力衰退等問題,同時可以豐富林分結(jié)構(gòu)和群落的物種多樣性,提高林分抵抗病蟲害的能力[4-6]。近年來,有關(guān)杉木混交林的研究報道逐漸增多,研究表明相對于杉木純林,杉木混交林不僅可提高林分生物多樣性[7-8],改善土壤的物理結(jié)構(gòu)[9-10],提高森林郁閉度和林分生長量[11-12],還可改善林分枝下高和冠幅結(jié)構(gòu)[13],改變林下凋落物產(chǎn)量[14]。開展杉木混交林研究,建立杉闊混交試驗示范林,不僅有利于生態(tài)維護(hù)和地力恢復(fù),而且可為建設(shè)國家木材戰(zhàn)略儲備林做出示范,符合當(dāng)前林業(yè)發(fā)展的要求。

        本研究對營建于廣西融安縣西山林場、融水苗族自治縣國營貝江河林場、全州縣咸水林場和南丹縣山口林場4個不同區(qū)域的杉木與闊葉樹種混交試驗林進(jìn)行初步調(diào)查研究,分析杉闊混交林在不同區(qū)域的生長表現(xiàn),可為今后廣西杉闊混交林建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地概況

        試驗地分別設(shè)置在廣西融安縣西山林場(109°24′E,25°12′N)、融水縣貝江河林場(109°16′E,25°05′N)、全州縣咸水林場(110°46′E,25°45′N)和南丹縣山口林場(107°32′E,24°58′N)。試驗地均為中亞熱帶季風(fēng)氣候,地貌以丘陵和低山為主,土壤以紅壤和山地黃壤為主,海拔160 ~650 m,土層厚度50 ~100 cm,年均氣溫17.0 ~19.0 ℃,年均降水量1 500 ~1 900 mm。

        1.2 試驗材料及林地選擇

        根據(jù)適地適樹原則,選擇適合當(dāng)?shù)厣L的紅錐(Castanopsis hystrix)、刨花潤楠(Machilu spauhoi)、閩楠(Phoebe bournei)和馬褂木(Liriodendron chi?nense)作為與杉木混交的闊葉樹種。杉木和闊葉樹苗木均選擇1年生合格壯苗;選擇立地指數(shù)16 ~20 的地塊作為造林地,每個試驗地的林地立地條件基本一致。

        1.3 試驗設(shè)計與調(diào)查

        造林時間為2016年2 — 3月。每個試驗地試驗面積為3.0 hm2,設(shè)置3 種混交模式,每種混交模式重復(fù)3 次,每種模式試驗林面積為1.0 hm2。貝江河林場試驗地3 個混交模式分別為杉木+閩楠、杉木+ 紅錐、杉木+ 馬褂木,西山林場、咸水林場和山口林場試驗地3 個混交模式均為杉木+閩楠、杉木+ 紅錐、杉木+ 刨花潤楠。每種模式中,杉木與闊葉樹株數(shù)比例為6∶4,即3 列杉木+ 2 列闊葉樹交互塊狀排列。杉木株行距為2.0 m×2.5 m,闊葉樹為3.0 m×2.5 m。造林后,連續(xù)鏟草撫育3年,每年3 ~4 次。2019年12月,對3.8年生混交試驗林進(jìn)行生長量測定,采用測高桿測定樹高(精確至0.1 m),采用測樹鋼圈尺測定胸徑(精確至0.1 cm)。每個試驗小區(qū)設(shè)調(diào)查樣地1個,面積400 m2。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        單株材積(V,m3)按照以下公式計算[15]:

        V=0.656 71×10-4×D1.769412×H1.069769

        式中,D為胸徑(cm),H為樹高(m)。

        采用Excel和SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 杉木生長量分析

        在貝江河林場,杉木+閩楠混交模式下杉木胸徑為8.80 cm,顯著高于另外兩種模式(P<0.05);在山口林場,杉木+ 閩楠混交模式下杉木的樹高、胸徑和單株材積均顯著低于另外兩種模式(P<0.05);在西山林場和咸水林場,不同模式下杉木生長差異不顯著(表1)。在貝江河林場和山口林場,不同混交模式下杉木生長有差異;在西山林場和咸水林場,不同混交模式下杉木生長相對一致。

        在杉木+紅錐混交模式下,貝江河林場和咸水林場的杉木生長較優(yōu),貝江河林場杉木的樹高、胸徑和單株材積分別為5.42 m、8.11 cm 和0.018 4 m3咸水林場分別為5.24 m,8.91 cm 和0.018 5 m3,均顯著高于西山林場和山口林場(P<0.05);在杉木+閩楠混交模式下,貝江河林場的杉木生長最優(yōu),其樹高、胸徑和單株材積分別為5.44 m、8.80 cm 和0.020 2 m3,顯著高于其他3 個試驗地(P<0.05);在杉木+刨花潤楠混交模式下,咸水林場的杉木生長最優(yōu),其樹高、胸徑和單株材積分別為5.02 m、8.49 cm 和0.016 9 m3,其次為山口林場。在同一混交模式下,不同試驗地間杉木生長有差異,應(yīng)根據(jù)地域氣候與環(huán)境條件選擇不同的杉闊混交模式。?

        表1 不同試驗地混交林中杉木生長量Tab.1 Growth of C.lanceolata in different mixed plantations in different test sites

        續(xù)表1 Continued

        2.2 闊葉樹生長量分析

        紅錐在貝江河林場生長量最高,其樹高和胸徑分別為5.18 m 和5.25 cm,比總體均值(4.02 m 和4.05 cm)提高28.86%和29.63%,顯著高于其他3 個試驗地(P<0.05);閩楠在咸水林場生長量最高,其樹高和胸徑分別為3.92 m 和6.51 cm,比總體均值(2.57 m 和2.87 cm)提高52.53%和126.83%,顯著高于其他3 個試驗地(P<0.05);刨花潤楠在山口林場生長量最高,其樹高和胸徑分別為3.42 m 和4.91 cm,顯著高于西山林場和咸水林場(P<0.05)(表2)。西山林場由于受自然災(zāi)害影響,闊葉樹生長量總體表現(xiàn)較差。各闊葉樹種在不同的試驗區(qū)域生長有差異,不同區(qū)域應(yīng)選擇合適的闊葉樹種與杉木混交。

        表2 不同試驗地混交林中闊葉樹生長量Tab.2 Growth of broad-leaved trees in different mixed plantations in different test sites

        2.3 混交闊葉樹種初選

        對比杉木和闊葉樹的樹高和胸徑生長量,初步篩選出生長量與杉木最接近的闊葉樹種。在貝江河林場和西山林場,紅錐的生長量與杉木差異最小,說明在這兩個試驗區(qū)域,紅錐較適合作為與杉木混交的闊葉樹種;在咸水林場,閩楠和紅錐較適合作為與杉木混交的闊葉樹種;在山口林場,刨花潤楠和紅錐較適合作為與杉木混交的闊葉樹種。整體來看,紅錐在4 個試驗區(qū)域中表現(xiàn)較穩(wěn)定,在與杉木混交時,紅錐是適應(yīng)性較廣的混交闊葉樹種。在杉木+ 紅錐混交模式中,貝江河林場、咸水林場和山口林場3 個試驗地杉木年均樹高和胸徑生長量分別為1.33 m 和2.06 cm,紅錐年均樹高和胸徑生長量分別為1.14 m 和1.19 cm。由于西山林場混交試驗林受自然災(zāi)害影響,大部分林木為受災(zāi)后補植,生長量總體偏低,不參與此項均值計算。

        3 結(jié)論與討論

        在杉木與闊葉樹種混交林的研究中,部分學(xué)者已通過多年的杉闊混交林證實,杉木與闊葉樹種混交,不僅有利于提高杉木的生長量,也有利于提高闊葉樹的生長量[16-17]。鄒圭碧[16]對26年生杉木與紅錐混交林的生長量進(jìn)行研究,結(jié)果表明將杉木與紅錐按比例混交造林,結(jié)合間伐等撫育技術(shù)措施,培育上錐下杉的復(fù)層混交林,不僅可使下層杉木的平均樹高和胸徑較豐產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)分別高出3.33% 和4.67%,還能使上層紅錐的平均樹高和胸徑較豐產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)分別高出16.90%和10.36%。

        本試驗結(jié)果顯示,在貝江河林場和山口林場,不同混交模式間杉木生長量差異顯著;在同一混交模式下,不同試驗地間杉木和闊葉樹生長量均有差異。這說明混交林中林木生長量不僅受樹種配置的影響,還受地域氣候的影響,這種影響會隨著林分林齡增加而逐漸消失還是更加顯著,還需后期繼續(xù)跟蹤觀測。從多試驗地的生長初期結(jié)果來看,紅錐是適應(yīng)性較廣且與杉木混交效果較好的闊葉樹種。

        從本試驗杉闊混交林生長初期結(jié)果來看,在不同試驗區(qū)域,最適宜與杉木混交的樹種略有不同,為更準(zhǔn)確且全面地研究杉闊混交林的混交生長效應(yīng),后期需繼續(xù)跟蹤觀測林木生長變化,同時,還應(yīng)增加林木冠幅和枝下高、林分郁閉度、林內(nèi)生物多樣性、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落及土壤酶活性、凋落物產(chǎn)量以及根系空間分布格局等內(nèi)容的調(diào)查研究,全面了解杉闊混交林的混交生態(tài)效應(yīng)?;旖涣稚L量在不同試驗區(qū)域存在差異,在實際的營林工作中,應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r選擇適合的1 ~2種闊葉樹種營建杉闊混交林。在廣西北部和東北部,可以優(yōu)先選擇紅錐作為與杉木混交的闊葉樹種,也可根據(jù)區(qū)域條件適當(dāng)選擇價值較高的閩楠等其他闊葉樹種。

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