何善飛
(福清市龍江街道林業(yè)站,福建福清 350301)
杉木是我國主要的造林樹種之一,廣泛種植于我國南方地區(qū),因其生長速度快、材質好、用途多等特點,深受廣大林農(nóng)喜愛。但杉木針葉養(yǎng)分含量低、分解速度慢,長期多茬連栽會導致林地土壤肥力衰退,生產(chǎn)力下降,甚至引起林地水土流失[1]。杉木與其他樹種混交造林可促進林木生長、改善林地小環(huán)境,降低病蟲害發(fā)生概率,有效解決杉木多茬連栽導致的問題[2]。
木荷屬于山茶科木荷屬,為亞熱帶常綠闊葉樹,樹干通直、根系發(fā)達、樹冠濃密、葉片厚革質、含水量大,可阻止野火蔓延,具有較好的森林防火效果,是南方防火林首選樹種[3]。木荷樹凋落物腐爛后能緩解土壤酸化,改變林地土壤理化性質,提高土壤肥力,木荷常被用于和其他樹種混交,以取得良好的造林效果[3-4]。當前有關杉木與其他樹種混交的研究均集中在閩西、閩北地區(qū),而有關福建省東南沿海區(qū)域杉木與其他樹種混交造林的研究還較少[2,4-6]。因此,本文以小南洋村12 年生杉木純林、木荷純林和杉木、木荷帶狀混交林(混交比例5 ∶5)為研究對象,對純林與混交林的林木生長情況和病蟲害發(fā)生情況進行調查,對比分析不同林分林木生長情況的差異,以期為福建省東南沿海地區(qū)人工造林方式的選擇及森林資源可持續(xù)經(jīng)營提供科學依據(jù)。
試驗地位于福建省福清市龍江街道小南洋村(東經(jīng)119° 3′ 41″~119° 40′ 41″,北緯25°18′25″~25°50′19″),試驗地屬低山丘陵地貌,南亞熱帶海洋性季風氣候,年平均氣溫為19.6 ℃,無霜期為344~350 d,年平均日照時間為1778 h,日平均溫度大于等于10 ℃,活動積溫5000~6600 ℃,年均降水量1050~2000 mm,常年相對濕度83%,氣候溫暖潮濕,水熱條件好。試驗地海拔250.5~315.8 m,土壤類型為紅壤或磚紅壤,土層腐殖質較少,土壤肥力一般,偏酸性。2010 年3 月在小南洋村采伐跡地內分別營造杉木純林、木荷純林和杉木、木荷混交林,造林面積30.6 hm2(見表1)。
表1 林分概況
2022 年4 月在造林地內選擇海拔200~220 m、西南向、坡度25°~30°、土壤為磚紅壤或紅壤等環(huán)境條件相對一致的地段,分別在3 種林分內各設置3 個20 m×20 m 的標準樣地。對調查樣地內的林木進行每木檢尺,測量林木樹高(H)、胸徑(D)、冠幅、郁閉度及林分密度,記錄原始數(shù)據(jù),計算平均樹高和平均胸徑,根據(jù)公式(1)計算杉木的平均立木材積(V杉),根據(jù)公式(2)計算木荷平均立木材積(V木)。
在杉木、木荷純林每個標準樣地內的4 個邊角處各選取4 株標準木,在樣地中心選取2 株標準木,每種純林分別選取54 株標準木,在杉木與木荷混交林每個標準樣地內分別選取杉木9 株、木荷9株,共選取杉木27 株、木荷27 株。采集標準木上、中、下部枝條和葉片,調查蟲害的種類、分布、危害癥狀等,同時觀察林木葉片病斑顏色、形狀、大小、色澤等病害癥狀,判斷病害種類,然后根據(jù)公式(3)和公式(4)計算林木患病率和蟲害率。
試驗獲取數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 進行方差分析,多重比較采用LSD 法進行檢驗(P<0.05)。采用Microsoft Excel 和Origin 8.5 軟件制表,表中數(shù)據(jù)表示為平均值±標準誤。
由表2 可知,杉木、木荷純林林木保存率分別為73.31%、72.07%,混交林整體保存率達82.35%,林中杉木保存率和木荷保存率分別達85.00%、79.69%,比純林分別高11.69 個百分點和7.62 個百分點;混交林中杉木、木荷的平均樹高顯著大于杉木純林、木荷純林(P<0.05),混交林中杉木、木荷的平均樹高分別比杉木純林、木荷純林高出6.17%、22.17%,混交林中杉木、木荷的平均胸徑分別比杉木純林、木荷純林高出5.50%、4.68%;混交林中木荷的平均立木材積顯著大于木荷純林(P<0.05),比木荷純林的平均立木材積高38.00%,而混交林中杉木的平均立木材積略大于杉木純林,比杉木純林的平均立木材積高17.54%,但兩者差異未達到顯著水平,說明通過兩種林木混交造林調整林分結構,可有效改善林木生長環(huán)境,提升林木生長質量;混交林中杉木的冠幅顯著大于杉木純林(P<0.05),比杉木純林高26.90%,而混交林中木荷的冠幅則與木荷純林差異不顯著;純林與混交林兩種造林方式的林木郁閉度沒有顯著差異,但現(xiàn)場調查時感官上混交林林木郁閉度要略大于純林林木,該現(xiàn)象顯然是由混交林杉木冠幅的增大及保存率較高引起的[7]。綜合分析各項指標增幅,發(fā)現(xiàn)木荷各項指標增幅更大,說明混交造林更有利于木荷生長,原因可能是常綠闊葉類喬木與針葉類喬木混交,可有效減緩闊葉類喬木對土壤水分及養(yǎng)分的競爭,從而促進混交林中闊葉類喬木生長[8-10]。
表2 不同造林方式林木生長狀況
對標準樣地內的代表性林木病蟲害發(fā)生情況進行調查統(tǒng)計,結果如表3 所示。杉木純林蟲害發(fā)生率為16.67%,病害發(fā)生率高達38.89%,以赤枯病和黃化病較為常見;木荷純林病害發(fā)生率27.78%,蟲害發(fā)生率為38.89%,以蠐螬和木荷空舟蛾為害較多;混交林中蟲害發(fā)生率、病害發(fā)生率都比杉木、木荷純林低,其中混交林中杉木蟲害發(fā)生率與純林相比下降1.86 個百分點,病害發(fā)生率下降 5.56 個百分點,混交林中木荷蟲害發(fā)生率與純林相比下降 9.26 個百分點,病害發(fā)生率下降 5.56 個百分點。整體來看,杉木與木荷混交林病蟲害的發(fā)生情況明顯優(yōu)于純林,原因或許與混交造林能改善林分結構和氣候條件,進而有效控制林木病蟲害的發(fā)生有關[11]。
表3 純林與混交林病蟲害發(fā)生率調查統(tǒng)計表
本文以12 年生木荷純林、杉木純林、木荷與杉木混交林為研究對象,對比分析不同林分林木的生長和病蟲害發(fā)生情況,結果表明杉木與木荷混交造林保存率優(yōu)于杉木純林、木荷純林;混交林中杉木和木荷的生長情況優(yōu)于杉木純林、木荷純林,混交林中杉木的平均樹高、冠幅均顯著大于杉木純林,混交林中木荷的平均樹高、平均立木材積均顯著大于木荷純林;混交林郁閉度略高于純林,但差異未達到顯著水平。根據(jù)病蟲害調查結果可知,杉木、木荷混交林與杉木純林、木荷純林相比可減輕病蟲害發(fā)生情況,本試驗結果與多數(shù)學者關于混交林和純林比較研究結論基本一致[12-14]。
杉木屬于常綠針葉樹種,根系淺、生長快,但凋落物分解速度緩慢,與常綠闊葉喬木——木荷混交造林后,不僅能避免同種樹木對于養(yǎng)分和水分的競爭,還能利用增多的凋落物保持土壤水分和濕度,豐富微生物種群,從而加快凋謝物的分解速度,增加土壤有機質,加快養(yǎng)分循環(huán)利用,改善林分小氣候,有利于林木生長發(fā)育。同時,常綠落葉樹木能招引各種益鳥及害蟲的天敵,進一步豐富林地內的生物多樣性,從而減少病蟲害的發(fā)生[10-11,15]。因此,福建省東南沿海地區(qū)營造人工林時宜采用杉木、木荷混交造林方式,有助于森林可持續(xù)發(fā)展。