馬華茂

(三明市清流縣里田林業(yè)站，福建 清流 365300)

1 引言

馬尾松(Pinusmassoniana)林是福建省重要的森林資源，面積大、分布廣，木材及林產(chǎn)品用途多，經(jīng)濟(jì)價值高[1，2]，福建省馬尾松林業(yè)發(fā)展，滿足國家木材需求，廣褒山地綠化等諸多方面做出巨大貢獻(xiàn)，特別是馬尾松樹種耐干旱、耐瘠薄、壽命長，生長量大(樹高可達(dá)45 m，胸徑1.5 m)[3]的優(yōu)良特性，是其他樹種無法比擬和替代的，系培育大徑材的優(yōu)良樹種[4]。但長期以來大面積營造的馬尾松純林林分，經(jīng)營密度大，林分結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)脆弱，穩(wěn)定性和抗逆性較差，易發(fā)生火災(zāi)及病蟲危害[5～8]，難于培育大徑材，生態(tài)功能不及常綠闊葉林或針闊混交林[7,8,9～11],美學(xué)效果一般[13]，迄今無法有效防治的松材線蟲病危害風(fēng)險[14]，不得不對現(xiàn)有馬尾松純林進(jìn)行預(yù)防性皆伐或改造，以降低馬尾松純林面積和混交林中馬尾松樹種的占比。馬尾松林改造提升已經(jīng)成為福建省林業(yè)工作的重點和熱點。為此，在福建省清流縣開展了馬尾松林間伐后套種梅葉冬青(Ilex asprella)試驗。梅葉冬青系冬青科冬青屬落葉灌木，為我國南方傳統(tǒng)的木本藥用植物，根、莖、葉均可入藥，是王老吉涼茶、三九感冒靈等著名飲料、藥品的主要原料，需求量極大[15～17]。目前，主要依靠采挖野生資源。由于大量采挖，野生資源越來越少，且野生資源生長緩慢[18], 無法滿足市場需求，人工發(fā)展梅葉冬青是解決供需矛盾的有效途徑。同時梅葉冬青樹姿優(yōu)美，花及習(xí)性似梅，有很高的觀賞價值，落葉量又大，理論上可以促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，改善土壤肥力，是一種“藥、茶、花三棲植物”，是值得發(fā)展的鄉(xiāng)土多用途植物。本試驗為探索一條培育馬尾松大徑材，同時兼營梅葉冬青的有效途徑，構(gòu)建了馬尾松梅葉冬青復(fù)層林分，以改善馬尾松純林結(jié)構(gòu)，合理利用生長空間，做到以短養(yǎng)長，長短結(jié)合，提高林地利用率，增加林地生產(chǎn)力，提升林分美景度。

2 試驗地自然概況

清流縣(116°38′17″～117°10′29″E，25°46′53″～26°22′07″N)位于福建省西部，地處武夷山脈南側(cè)，屬大陸性兼有海洋性季風(fēng)氣候。年均溫18.2 ℃，年均降水量1853.5 mm。全縣有林地面積14.23萬hm2，以馬尾松為優(yōu)勢樹種的林分占有林地面積的40.3%。馬尾松林套種梅葉冬青試驗林設(shè)在清流縣里田鄉(xiāng)李坊村4林班11大班25小班。海拔360～530m，方位角97°～187°，坡度24°～28°，土壤為山地紅壤，土層厚度1 m以上，馬尾松林系2001年春人工營造的馬尾松純林，現(xiàn)存密度1290～1755株/hm2，主要植被有白茅(Imperatacylindrica)、中華里白(Hicriopterischinensis)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)、茶稈竹(Pseudosasaamabils)、毛冬青(Ilexpubescens)、赤楠(Syzygiumbuxifolium)等。

3 試驗方法

2017年秋季開始，在18年生馬尾松純林中選擇立地條件和林分生長狀況相似的陽坡建立3個區(qū)組，每個區(qū)組劃分為5個小區(qū)，每小區(qū)面積20 m×30 m，按照試驗設(shè)計要求進(jìn)行間伐，間伐后進(jìn)行林分狀況調(diào)查測定(表1)。間伐清雜后，按照株行距約1.8 m×1.8 m在林中隙地進(jìn)行塊狀整地(依具體情況可適當(dāng)調(diào)整)，穴規(guī)格：60 cm×60 cm×40 cm。每穴施復(fù)合肥150 g，作為基肥，與表土混勻后施入穴底。2018年春季采用1a生梅葉冬青樹苗種植。間伐處理分為5個水平:①KZ20處理，按照單株狀平行區(qū)域保留法，約5.8 m×5.8 m保留1株馬尾松(預(yù)先用紅色油漆標(biāo)注，下同)，保留木約300株/hm2；②KZ30處理，按照單株狀平行區(qū)域保留法，約4.7m×4.7 m保留1株馬尾松，保留木約450株/hm2；③KZ40處理，按照單株狀平行區(qū)域保留法，約4.0 m×4.0 m保留1株馬尾松，保留木約600株/hm2；④KP30處理，采用單排狀寬行保留法，按照等高線每隔6 m保留1排中部分馬尾松林木，株距約3.8 m，，保留木約450株/hm2；⑤CK 處理，不間伐直接套種梅葉冬青。

表1 間伐后各標(biāo)準(zhǔn)地上層馬尾松林分基本情況(18a生)

梅葉冬青種植后，每年在種植株周圍進(jìn)行劈草和鋤草松土各1次。劈草在每年5月中旬，鋤草松土在8月下旬進(jìn)行。造林當(dāng)年調(diào)查成活率，每年冬季進(jìn)行梅葉冬青生長狀況及郁閉度調(diào)查，生長狀況主要測定株高、地徑、冠幅。郁閉度采用抬頭望法。每小區(qū)按照網(wǎng)格式布置25個觀測點，以每一觀測點樹冠下落點數(shù)量與中觀測點之比，求算小區(qū)的平均郁閉度。

2021年根據(jù)梅葉冬青的平均株高和地徑，選擇5株平均木作為標(biāo)準(zhǔn)株測定其枝、葉性狀及葉、莖鮮質(zhì)量，測定標(biāo)準(zhǔn)株開花結(jié)實情況。采用撩壕干掘法測定標(biāo)準(zhǔn)株根系生長狀況與根鮮質(zhì)量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)用Excel2007軟件，顯著性方差分析和多重比較應(yīng)用SPSS19.0軟件。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同間伐處理對梅葉冬青存活的影響

表2 不同處理中梅葉冬青生長狀況

CK 處理成活率可達(dá)85.2%，但到2021年底時，梅葉冬青保存率只有64.7%，表明梅葉冬青雖然有一定耐蔭性，但正常生長發(fā)育需要有較高光照。通常認(rèn)為梅葉冬青作為藥材經(jīng)營周期需要5年[21]。換言之，在馬尾松林下套種梅葉冬青，上層林馬尾松應(yīng)該采取較大強(qiáng)度間伐，保留少量株數(shù)，培育大徑材，控制林冠層郁閉度在5年期間，保持郁閉度動態(tài)變化在0.2～0.6之間較為適宜(表3)，這是保證馬尾松梅葉冬青復(fù)層經(jīng)營取得效果的關(guān)鍵技術(shù)之一。

4.2 不同間伐處理對梅葉冬青株高的影響

從表2中可知：不同處理梅葉冬青株高均在3 m以下，而馬尾松樹冠層在9.8～20.1 m，兩者冠層分布層次明顯，合理利用了不同層次的光照，提高了光能利用率。馬尾松是強(qiáng)陽性樹種在林分上層，光照充分；林下梅葉冬青與馬尾松樹冠層間仍然有一定寬裕的空間，加上經(jīng)過間伐后馬尾松保留林木較少，枝葉稀疏，林內(nèi)光照可以滿足梅葉冬青生長發(fā)育所需要的光照，而套種其間的梅葉冬青樹冠填補(bǔ)了馬尾松枝下高較高，空余出的生長空間，不僅合理利用了生長空間，提高了林地利用率，還在生態(tài)功能和美觀價值上有著重要意義。

從表2中還可知，不同處理間梅葉冬青株高間動態(tài)變化存在差異。馬尾松林間伐后套種梅葉冬青株高均顯著高于CK處理，表明間伐處理有利于梅葉冬青株高生長，CK處理主要是由于林內(nèi)光照不足，株高生長量較低，體量指標(biāo)較小。

經(jīng)比較，馬尾松間伐后套種梅葉冬青，由于保留馬尾松株數(shù)不同，生長環(huán)境不同，梅葉冬青株高也存在不同的動態(tài)變化(表3)。在套種前3年，不同處理間株高生長大小為：KZ40>KZ30>KP30>KZ20>CK，隨著保留密度增大，株高生長量較大。這種現(xiàn)象與梅葉冬青對光照要求較高有關(guān)，為了獲取更多的光照，處于更有利的競爭地位，保留株數(shù)較多的林分，林內(nèi)光照強(qiáng)度較低，誘導(dǎo)其同化物更多用于梅葉冬青縱向生長。但套種4年后各處理株高生長趨于一致。這應(yīng)該是梅葉冬青屬于灌木的生物學(xué)特性的緣故。

表3 不同處理各年度上層林分郁閉度及梅葉冬青株高生長動態(tài)變化

4.3 不用間伐處理對梅葉冬青冠面積的影響

樹冠是林木光合作用，生產(chǎn)有機(jī)物的主要營養(yǎng)器官，也是林木生長的重要組成部分，影響著光能利用、林分生產(chǎn)力及開花結(jié)實效果。冠面積指南北和東西二個方向冠幅的乘積。從表2中可知：5a生冠面積最大的是KZ20處理，其次是KZ30處理，冠面積CK處理最小。上層林保留密度越小，套種的梅葉冬青冠面積越大。KZ20處理、KZ30處理分別比CK處理增加127.3%和111.1%，KZ20處理、KZ30處理、KP30處理、KZ40處理冠面積間均顯著高于CK處理。需要指出的是，保留大致相同的株數(shù)，但配置方式不同的KZ30處理和KP30處理比較，單株狀排列的KZ30處理冠面積比單排狀排列的KP30處理增加7.7%，表明KZ30處理冠面積略大于KP30處理，且樹冠規(guī)整，這與保留上層林的配置有關(guān)，單株狀配置株行距均勻，而單排狀株行距非均勻配置，套種梅葉冬青受光不均勻，而表現(xiàn)為略有偏冠。從提高觀賞價值的視角分析，選擇單株狀區(qū)域機(jī)械均勻保留較好，上層林馬尾松冠幅和下層梅葉冬青冠幅都比較均勻，個體之間的競爭趨于平緩，建議在間伐時采用單株狀區(qū)域機(jī)械均勻保留，但保留的馬尾松林木應(yīng)選擇健壯，主干通直，無病蟲嚴(yán)重危害，適合培育大徑材的林木。

4.4 不同間伐處理對梅葉冬青各器官鮮質(zhì)量的影響

梅葉冬青葉、莖、根均可入藥。表4是不同處理5a生梅葉冬青標(biāo)準(zhǔn)株葉、莖(包括干、枝條)、根鮮質(zhì)量的測定結(jié)果。從表4中可知，葉、莖、根大小表現(xiàn)為：KZ20>KZ30>KP30>KZ40>CK處理，表明各處理葉、莖、根各器官鮮質(zhì)量之間存在正相關(guān)，地上部分鮮質(zhì)量越大，地下部分鮮質(zhì)量也越大。無論是葉、莖、根，KZ20、KZ30、KP30、KZ40處理鮮質(zhì)量均極顯著(p<0.01)大于或顯著大于(p<0.05)CK處理，表明馬尾松林間伐后套種梅葉冬青的葉、莖、根鮮質(zhì)量均極顯著或顯著大于CK處理，說明在馬尾松林下套種梅葉冬青要獲取更高的鮮質(zhì)量需要進(jìn)行必要的間伐，以釋放空間，使更多光照透射進(jìn)林內(nèi)。根據(jù)試驗結(jié)果，保留上層馬尾松300～600株/hm2均可，以300～450株/hm2較為合適。

從表4中還可以看出，在間伐后套種梅葉冬青處理中，無論葉、莖、根鮮質(zhì)量均以KZ20處理最高，葉鮮質(zhì)量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加1.1%、1.9%、26.8%，莖鮮質(zhì)量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加8.0%、10.6%、31.6%，根鮮質(zhì)量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加16.1%、17.8%、23.1%。經(jīng)方差分析KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉鮮質(zhì)量間均存在顯著差異(p<0.05)，其他處理兩兩鮮質(zhì)量間差異不顯著，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理莖鮮質(zhì)量間均存在顯著差異(p<0.05)，其他處理兩兩鮮質(zhì)量間差異不顯著，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理根鮮質(zhì)量間不存在顯著差異，總體表明KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉、莖、根鮮質(zhì)量大于CK處理，說明在21a生馬尾松林中套種梅葉冬青，單從提高梅葉冬青葉、莖、根鮮質(zhì)量，保留300～450株/hm2較為適宜，在5 a經(jīng)營周期內(nèi)其郁閉度動態(tài)變化在0.30～0.60之間。郁閉度在0.30～0.60之間森林環(huán)境與梅葉冬青正常生長發(fā)育所需要的生態(tài)條件相適宜。上層林保留株數(shù)>600株/hm2,后期郁閉度較大，抑制其各器官鮮質(zhì)量的持續(xù)積累。

5 結(jié)語

馬尾松林進(jìn)行預(yù)防性間伐后套種其他植物填補(bǔ)空余的生態(tài)位，在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效應(yīng)上都有重要意義。馬尾松林間伐后套種的梅葉冬青生長狀況良好，是一種值得推廣的經(jīng)營模式。試驗結(jié)果表明：馬尾松間伐后保留300～600株/hm2林下成活率和保存率均在90%以上，株高均在3 m以下，與上層馬尾松林冠層錯位分布，層次明顯。5 a生梅葉冬青冠面積均顯著高于CK處理，葉、莖、根鮮質(zhì)量極顯著或顯著大于CK處理。

同樣進(jìn)行間伐后套種梅葉冬青，以保留300～450株/hm2處理下套種梅葉冬青生長狀況優(yōu)于保留600株/hm2處理。KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉、莖鮮質(zhì)量間存在顯著差異，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理根鮮質(zhì)量間雖然不存在顯著差異，但比KZ40處理分別提高16.1%、17.8%、23.1%。故建議在馬尾松林下套種梅葉冬青以保留300～450株/hm2，5a間郁閉度動態(tài)變化在0.3～0.6之間較為適宜。