摘要:在福建邵武衛(wèi)閩林場建立了馬尾松、福建柏(建柏)、閩粵栲、木荷純林以及馬尾松與其他3個樹種的混交林(混交比例1:1)的試驗(yàn)林,混交林有3種模式:塊狀(3株×3株)、橫排帶狀(3行×3行)、豎排帶狀(3列×3列),株行距均為2m×2.5m(初植密度2000株/hm2)。試驗(yàn)后25年的結(jié)果表明:13種林分類型生長量差異顯著,蓄積量大小順序?yàn)椋航ò丶兞?閩粵栲純林>馬尾松×木荷豎排帶狀混交>馬尾松×建柏豎排帶狀混交>馬尾松X木荷塊狀混交>馬尾松X建柏橫排帶狀混交>木荷純林>馬尾松X木荷橫排帶狀混交>馬尾松×建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松×閔粵栲豎排帶狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松×閩粵栲橫排帶狀混交,其中蓄積量最高的建柏純林(279.20m3/hm2)是蓄積童最低的馬尾松×閩粵栲橫排帶狀混交(84.32m3/hm2)的3.11倍。馬尾松與木荷混交效果最好,其次是馬尾松與福建柏混交,馬尾松與閩粵栲混交效果最差,其蓄積童低于兩個樹種的純林。
關(guān)鍵詞:馬尾松;閡粵栲;福建柏;木荷;混交林;生長童
中圖分類號:S791.248 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9944(2019)17-0083-04
1 引言
馬尾松(Pinus massoniana)是我國南方主要的用材樹種之一,生長快,材質(zhì)優(yōu)良,用途廣泛,栽培容易,對干旱貧瘠的土壤適應(yīng)能力強(qiáng),是水土保持、荒山造林的先鋒樹種。由于長期以來馬尾松造林以大面積純林為主,導(dǎo)致森林生物多樣性低、林分穩(wěn)定性差、抗逆性弱、防火能力差、病蟲害蔓延、地力衰退等諸多問題,不利于森林生產(chǎn)力的持續(xù)提高和多種效益的發(fā)揮[1]。前人研究表明,馬尾松與其他樹種進(jìn)行混交,可增加生物量多樣性、提高森林生產(chǎn)力、改善土壤肥力、減少病蟲害和火災(zāi)發(fā)生率,提高人工林經(jīng)營效益[1~11]。1995年1月福建省邵武衛(wèi)閩國有林場在衛(wèi)閩工區(qū)設(shè)置馬尾松與福建柏(Fokienia hodginsii)、閩粵栲(Castanopsis fissa)、木荷(Schima superba)等3個樹種的混交林和純林的試驗(yàn)林和示范林,研究混交林生長狀況和效益,探討最佳的馬尾松混交林混交樹種、混交模型和經(jīng)營技術(shù)供生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。
2 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于杉木中心產(chǎn)區(qū)的福建省邵武衛(wèi)閩國有林場衛(wèi)閩工區(qū),屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,四季分明,年平均氣溫17.7℃,一月平均氣溫6.7℃,7月份平均氣溫27.6℃,極端最高氣溫40.4℃,極端最低氣溫-7.9℃,年平均降水量1770mm,年平均蒸發(fā)量1283mm,無霜期264d。土壤為花岡巖發(fā)育的山地紅壤,土層厚80~130cm,為Ⅱ類地。
3 研究方法
3.1 試驗(yàn)設(shè)計與調(diào)查方法
試驗(yàn)地選擇在福建省邵武衛(wèi)閩國有林場衛(wèi)閩工區(qū)的杉木林采伐跡地上,面積13hm2,通過清雜、煉山,營建試驗(yàn)林2hm2,示范林11hm2。馬尾松分別與福建柏(建柏)、閩粵栲、木荷等3個樹種按照1:1的比例進(jìn)行混交,混交方式有3種:塊狀混交(3株×3株)、橫排帶狀混交(以下簡稱“行狀混交”)(3行×3行)、豎排帶狀混交(以下簡稱“列狀混交”)(3列×3列)。
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,設(shè)置4個區(qū)組,每個區(qū)組13個小區(qū),小區(qū)面積0.045hm2(混交林6株×12株)、0.023hm2(純林3株×12株),區(qū)組面積為0.5hm2。區(qū)組外圍種植2行火力楠作標(biāo)志行,小區(qū)間距為3m。試驗(yàn)地采用塊狀整地,沿等高線方向按2m×2.5m株行距挖穴,挖明穴,穴規(guī)格50cm×50cm×40cm,造林前每穴施入0.25kg過磷酸鈣作基肥。造林后進(jìn)行連續(xù)3年(1995年、1996年、1997年)每年2次的全面除草,未進(jìn)行過間伐。
采用每個處理組合造一片林子的方法營造示范林,每片混交林的面積為1hm2,每片純林的面積為0.5hm2,示范林的整地方法同試驗(yàn)林(表1)。
純林和混交林13個試驗(yàn)組合為:1:A1B1,2A1B2,3:A1B3,4:A2B1,5:A2B2,6:A2B3,7:A3B1,8:A3B2,9:A3B3,10:A1,11:A2,12:A3,13:C(馬尾松)。
2019年1月調(diào)查試驗(yàn)地的每木胸徑和樹高。胸徑采用圍徑尺測定,樹高采用超聲波測高器(瑞典產(chǎn))測定。
3.2 統(tǒng)計方法
平均胸徑和樹高采用胸高斷面積加權(quán)法計算:
式中:D為平均胸徑,cm;H為平均樹高,單位:m;Di為第i株胸徑,單位:cm;Hi為第i株樹高,單位:m;n為調(diào)查株數(shù)。
采用福建省馬尾松二元材積方程[12]計算馬尾松單株材積:
采用福建省闊葉樹二元材積方程[13]計算閩粵栲和木荷單株材積:
采用福建柏二元材積公式[14,15]計算福建柏單株材積[17]:
式中,V為單株材積(m3),D為胸徑(cm),H為樹高(m)
采用方差分析與多重比較的(LSD法)方法分析不同處理的差異顯著性檢驗(yàn)(借助SPSS軟件完成)。
4 研究結(jié)果
4.1 馬尾松與福建柏、閩粵栲、木荷純林及其混交林生長量
造林后25年,不同林分類型不分樹種平均胸徑在14.47~20.09cm之間,平均樹高在10.78~14.82m之間,平均單株材積在0.09481~0.23383m3/株之間,保留密度在403~1722株/hm2之間,總保存率在20.14~86.11%之間;混交林馬尾松保存率在9.72~84.72%之間(表2、表3)。
方差分析和多重比較結(jié)果表明,不同林分類型的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積、保留密度、蓄積量、總保存率和混交林馬尾松保存率均有顯著差異。13種純林和混交林模式中蓄積量大小順序?yàn)椋航ò丶兞?閩粵拷純林>馬尾松×木荷列狀混交>馬尾松×建柏列狀混交>馬尾松×木荷塊狀混交>馬尾松×建柏行狀混交>木荷純林>馬尾松×木荷行狀混交>馬尾松×建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松×閩粵栲列狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松×閩粵栲行狀混交,其中蓄積量最高的建柏純林(279.20m3/hm2)是蓄積量最低的馬尾松×閩粵栲行狀混交(84.32m3/hm2)的3.11倍。
2個樹種混交林的蓄積量均超過2個樹種純林的只有馬尾松×木荷列狀混交、馬尾松×木荷塊狀混交2種混交模式,蓄積量分別是馬尾松純林的1.88倍和1.58倍,分別是木荷純林的1.27倍和1.07倍。
2個樹種混交林的蓄積量均低于2個樹種的純林只有馬尾松×閩粵栲列狀混交、馬尾松×閩粵栲塊狀混交、馬尾松×閩粵栲行狀混交等3種混交模式,分別是馬尾松純林的78.53%、67.23%和63.44%,分別是閩粵栲純林的40.15%、34.37%和32.44%。
如何選擇混交樹種和混交模式是混交林成敗的關(guān)鍵。馬尾松的混交樹種應(yīng)該選擇與馬尾松種間關(guān)系協(xié)調(diào)的,否則到了中齡階段種間競爭劇烈,導(dǎo)致總體蓄積量下降。各樹種都有不同的生物學(xué)特性,馬尾松為陽性、深根性和耐干旱樹種,在土壤濕潤和肥力中等的試驗(yàn)條件下生長速度低于閩粵栲和福建柏,與木荷接近;閩粵栲生長快,冠幅大,與馬尾松混交,馬尾松處于閩粵拷樹冠下層,得不到足夠的陽光導(dǎo)致生長受到抑制,到了中齡階段甚至大量枯死,到了25年保存率僅為9.72%~26.39%;福建柏生長較快,生長速度大于馬尾松,但其冠幅窄,與馬尾松混交的競爭程度有所減弱,25年生馬尾松的保存率為50%~79.17%;木荷生長量與馬尾松接近,與馬尾松混交的種間關(guān)系較為協(xié)調(diào),25年生馬尾松保存率為33.33%~84.72%。
從造林后25年的混交林調(diào)查結(jié)果看,馬尾松與閩粵栲的3種混交模式效果最差,種間競爭劇烈,馬尾松保存率和總體蓄積量最低。馬尾松與木荷混交效果最好,因?yàn)閮烧呱L速度接近,種間關(guān)系較為協(xié)調(diào),馬尾松與福建柏混交效果較好,在混交林中馬尾松X木荷列狀混交林蓄積量(249.75m3/hm2)最大,其次是馬尾松X建柏列狀混交林(227.22m3/hm2),它們雖低于閩粵栲純林(259.95m3/hm2)和福建柏純林(279.20m3/hm2),但4種林分蓄積量無顯著差異(P>0.05)。
5 結(jié)論與討論
從25年的馬尾松與與福建柏、閩粵栲、木荷等3個樹種的混交林和純林的試驗(yàn)林調(diào)查和分析結(jié)果看,不同林分類型的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積、保留密度、蓄積量、總保存率和混交林馬尾松保存率均有顯著差異。13種純林和混交林模式中蓄積量大小順序?yàn)椋航ò丶兞?閩粵栲純林>馬尾松X木荷列狀混交>馬尾松X建柏列狀混交>馬尾松X木荷塊狀混交>馬尾松X建柏行狀混交>木荷純林>馬尾松X木荷行狀混交>馬尾松X建柏塊狀混交>馬尾松純林>馬尾松X閩粵栲列狀混交>馬尾松×閩粵栲塊狀混交>馬尾松X閩粵栲行狀混交,其中蓄積量最高的建柏純林(279.20m3/hm2)是蓄積量最低的馬尾松X閩粵栲行狀混交(84.32m3/hm2)的3.11倍。
在各種混交模式中,馬尾松與閩粵栲的3種混交模式效果最差,馬尾松×木荷列狀混交林蓄積量(249.75m3/hm2)最大,其次是馬尾松X建柏列狀混交林(227.22m3/hm2),它們雖低于閩粵栲純林(259.95m3/hm2)和福建柏純林(279.20m3/hm2),但4種林分蓄積量無顯著差異(P>0.05)。
閩粵栲是速生闊葉樹種,在閩北中等以上的立地條件下生長速度大于馬尾松,馬尾松×閩粵栲1:1的混交模式種間競爭太劇烈,林分保存率和蓄積量低,是失敗的混交模式,建議在選擇閩粵栲與馬尾松混交時參考前人的研究成果,提高馬尾松的混交比例[3,4],或者采用馬尾松林下套種閩粵栲的混交模式[5]。在混交林經(jīng)營過程中應(yīng)該及時通過間伐調(diào)節(jié)種內(nèi)和種間關(guān)系,以維持和提高混交林的長期生產(chǎn)力[15]。
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收稿日期:2019-10-21
作者簡介:趙壽云(1969-),男,工程師,主要從事森林培育工作。