莫文達
(來賓市金秀瑤族自治縣國有金秀林場,廣西 來賓 545799)
杉樹屬松科,為常綠喬木,高度可達到30 m,胸徑為3 m,其樹形整齊、樹干端直。杉樹為亞熱帶樹種,喜光照、溫暖、潮濕、多霧、靜風(fēng)環(huán)境,對嚴(yán)寒、干旱、大風(fēng)耐性較差[1]。杉樹主要分布于我國長江流域以及秦嶺以南區(qū)域,其生長速度較快,木材顏色為黃白色,可為橋梁、電桿、建筑、木樁等行業(yè)提供原料。另外,杉樹也具備良好的藥用價值[2]。近年來,隨著人們生活水平顯著提升,杉樹市場供不應(yīng)求,人們對杉樹種植積極性極高,很多地區(qū)開始在荒山跡地開展杉樹造林[3]。
當(dāng)前,杉樹已經(jīng)成南方地區(qū)主要的用材樹種,其栽培面積日益增大,人工林在經(jīng)過采伐后仍然更新為杉樹林,因連年栽培導(dǎo)致種植地塊地力持續(xù)衰退,因土壤板結(jié)問題導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)明顯變差,最終導(dǎo)致杉樹連載生產(chǎn)力不斷降低[4]。整地是一種重要的改善杉樹幼林生長的工序,也是一項重要的森林土壤管理技術(shù)措施[5]。截至目前,已有多人在整地方式方面對杉樹的生長進行了研究。張先儀等[6]研究了整地方式對水土保持、杉樹幼林生長的影響,發(fā)現(xiàn)采取撩壕方式整地最有利于杉樹的生長;林開敏等[7]研究了不同撫育方式對杉樹幼林生長的影響,發(fā)現(xiàn)全墾撫育以及塊狀撫育可提升杉樹保存率,促進幼苗地徑的生長;賀果山等[8]發(fā)現(xiàn)大穴整地方式可促進杉樹根系縱向深層發(fā)展。
為探究不同整地方式對杉樹幼林生長的影響,筆者在廣西來賓金秀縣進行了實驗,動態(tài)監(jiān)測不同整地方式下杉樹生長情況,探討了整地方式對杉樹生物量積累的影響,希望能夠為當(dāng)?shù)厣紭湓炝痔峁﹨⒖技敖梃b。
試驗地位于廣西壯族自治區(qū)來賓市金秀瑤族自治縣某試驗基地內(nèi),當(dāng)?shù)貫閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),具備明顯的季節(jié)性氣候變化,冬季干冷少雨,夏季濕潤多雨。年平均日照時長為1269 h,平均氣溫為17 ℃,無霜期為283 d,平均降雨量為1648 mm。
選擇海拔、坡位、土壤厚度相一致的試驗地塊,共設(shè)置3個整地方式,見表1。各個處理分別重復(fù)3次,共設(shè)置9個試驗小區(qū),各試驗小區(qū)長寬均為25.82 m。
表1 試驗處理
試驗于2005年春季造林,造林密度為2505株/hm2,苗木為一年生優(yōu)質(zhì)杉樹苗木。
2020年春季,對試驗林16年株高、胸徑等指標(biāo)進行測量。
按照王佩蘭等[9]方法測量杉樹枝、葉、干、皮、根各組分生物量并計算其占總生物量的比例。
采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。
杉樹幼苗具備較為發(fā)達的根系,在其種植過程中對整地規(guī)格要求較高,若整地過淺,在種植苗木時極容易出現(xiàn)窩根現(xiàn)象,影響苗木的成活率,同時苗木在生長過程中也容易出現(xiàn)傾斜以及倒伏等問題[10]。不同整地方式對杉樹成活率及生長的影響見表2。從表2中可以看出,各處理造林成活率由高到低依次為處理A(94.72%)、處理B(89.23%)、處理C(87.56%)。處理A及處理B成活率差異不顯著,但是明顯高于處理C。
不同整地方式對16年生杉樹樹高存在顯著影響。從表2中可以看出,各個處理平均樹高由高到低依次為處理A(20.61 cm)、處理B(19.38 cm)、處理C(14.83 cm),其中處理A與處理B差異不顯著,明顯高于處理C。表明,若挖穴過小,杉樹幼林樹高將受到較大影響。
不同整地方式還會對樹木胸徑造成長期影響。從表2中可以看出,不同整地方式16年生杉樹胸徑差異較大,其平均胸徑由大到小依次為:處理A(22.54 cm)、處理B(20.82 cm)、處理C(14.16 cm),其中處理A與處理B杉樹胸徑差異不顯著,處理C則明顯低于處理A及處理B。表明在杉樹種植中對整地挖穴有一定要求,若挖穴過小,杉樹的生長將受到嚴(yán)重影響。
表2 不同整地方式對杉樹成活率及生長的影響
不同整地方式16年生杉樹林分結(jié)構(gòu)情況見表3。本試驗將直徑大于等于20 cm的杉樹歸為大徑級、直徑在10~19 cm間的杉樹歸為中徑級、直徑在10 cm以下的杉樹歸為小徑級。從表3中可以看出,處理A大徑級樹木最多,占比達到了63.48%,中徑級及小徑級占比分別為33.74%、2.78%;處理B與處理A林分結(jié)構(gòu)較為相似,以大徑級為最多,達到了57.97%,中徑級及小徑級占比分別為39.97%、2.06%;在處理C下,中徑級為最多,占比達到了70.84%,接著為小徑級,達到了14.79%,大徑級占比為最低,僅14.37%。比較不同處理可以發(fā)現(xiàn),A處理16年生杉樹大徑材與B處理差異不顯著,比C處理高出了49.11%;C處理中徑材分別比A處理及B處理高出了36.26%、30.03%,A處理及B處理差異不顯著;C處理小徑材數(shù)量明顯高于A處理及B處理,分別高出了12.01%、12.73%。綜上所述,從林分結(jié)構(gòu)來看,處理A及處理B較優(yōu),處理C為最差。
表3 不同整地方式對杉樹林分結(jié)構(gòu)的影響
不同整地方式對杉樹生物量及其分配的影響見表4。從表4中可以看出,3個處理杉樹總生物量由高到低依次為處理A(95.14 kg/株)、處理B(90.74 kg/株)、處理C(80.12 kg/株),其中處理A與處理B差異不顯著,二者明顯高于處理C。從生物量的分配情況來看,樹葉、樹枝、樹干、樹皮、樹根幾個部位生物量處理A均與處理B差異不顯著,明顯高于處理C。特別是樹干及樹根2個部位,處理A及處理B生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于處理C。表明整地規(guī)格越高,更有利于植物積累生物量。
表4 不同整地方式對杉樹生物量及其分配的影響
另外,分析杉樹不同部位生物量可以發(fā)現(xiàn),杉樹生物量主要集中于樹干,接著依次為樹根、樹皮、樹枝以及樹葉。
不同整地方式用工及成本見表5。從表5可以看出,3個處理用工及成本差異很大,處理A、處理B、處理C用工分別為180 d/hm2、105 d/hm2、60 d/hm2;從成本方面來看,由高到低依次為處理A、處理B、處理C,其中處理A比處理B高出了3750元/hm2,處理A比處理C高出了6000元/hm2,處理B比處理C高出了2250元/hm2。雖然處理A與處理B對杉樹幼林生長的促進作用差異不顯著,但是處理B可有效節(jié)約用工成本,因而杉樹造林以處理B為最佳。
表5 不同整地方式用工及成本
杉木幼苗成活率隨著整地規(guī)格的提高而提高[10]。本研究發(fā)現(xiàn),大穴及中穴整地方式杉樹成活率差異不顯著,但是明顯高于小穴整地方式。這可能是由于大規(guī)格的整地可更好地改善造林地立地條件,促進新栽樹苗生根,增強幼苗的抗逆性,以提高成活率[11]。
對林木生長來說,整地挖掘規(guī)格越高越好。游桂接[12]研究了4種不同造林挖穴規(guī)格對杉木幼林生長的影響,發(fā)現(xiàn)在種植穴較大時,杉木幼樹胸徑及株高差異不大,但是在穴規(guī)格減小到一定程度后,杉木幼樹胸徑及株高將受到顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn),大穴及中穴杉木幼苗胸徑、樹高兩個指標(biāo)差異不顯著,明顯高于小穴處理,這與游桂接的研究結(jié)果基本一致。
本研究發(fā)現(xiàn),高規(guī)格的整地更有利于杉樹積累生物量。這可能是由于隨著整地規(guī)格的提升,深層土壤容重將有所降低,可擴大林木根系生長空間,促進根系生長,從而更好地吸收礦質(zhì)影響,使林木得到更好生長[13];同時高規(guī)格的整地可提升土壤非毛管孔隙度,增加土壤的水分入滲率以及入滲量,提升土壤蓄水及抗旱能力,從而促進林木生長[14,15]。
(1)大穴、中穴、小穴整地造林成活率分別為94.72%、89.23%、87.56%。其中大穴整地及中穴整地造林成活率差異不顯著,明顯高于小穴整地。
(2)3種整地方式下16年生杉樹樹高、胸徑生長表現(xiàn)為大穴整地>中穴整地>小穴整地,其中大穴整地及中穴整地差異不顯著,明顯高于小穴整地。
(3)整地方式會顯著影響杉樹林分結(jié)果,大穴及中穴整地杉樹林分結(jié)構(gòu)更理想。
(4)整地方式會對杉樹生物量積累造成影響,總生物量由高到低分別為:大穴整地、中穴整地、小穴整地。杉樹生物量主要集中于樹干,接著依次為樹根、樹皮、樹枝以及樹葉。
(5)雖然大穴整地與中穴整地對杉樹幼林生長的促進作用差異不顯著,但是中穴整地可有效節(jié)約用工成本,因而杉樹造林以中穴整地為最佳。
綜上所述,最適宜杉樹造林的整地方式為中穴整地(五四三),即穴面為50 cm × 50 cm、穴深 40 cm、穴底 30 cm × 30 cm。