林榕華
(三明市梅列區(qū)洋溪林業(yè)工作站,福建 三明 365011)
毛竹(Phyllostachysheterocycla)是一種重要的經(jīng)濟(jì)竹種,生長迅速、經(jīng)營周期短、見效快[1]。自20世紀(jì)80年代開始,毛竹林面積不斷擴(kuò)大。迄今,福建省毛竹林面積已達(dá)100萬hm2以上[2]。三明市梅列區(qū)洋溪鎮(zhèn)位于毛竹中心產(chǎn)區(qū),全鎮(zhèn)毛竹林面積3 853.33 hm2,占全鎮(zhèn)林地面積的77.1%,對鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。過度的毛竹林?jǐn)U張,尤其是經(jīng)營毛竹純林,需要依靠強(qiáng)大的人為干擾手段以維持毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和生長。強(qiáng)大的人為干擾容易導(dǎo)致竹林地水土流失,引起地力衰退和嚴(yán)重的病蟲危害[3-6],同時(shí)也影響了其它闊葉樹種的生存和發(fā)展[7-8]。針對本鎮(zhèn)毛竹林的經(jīng)營現(xiàn)狀,有目的地在毛竹林中套種闊葉樹種,構(gòu)建竹闊混交林是一種具有現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)價(jià)值和深遠(yuǎn)生態(tài)意義的經(jīng)營模式。為此,我們在洋溪鎮(zhèn)新街村進(jìn)行了毛竹林中套種闊葉樹種枳椇的試驗(yàn)研究。枳椇(Hoveniaacerba)系鼠李科落葉大喬木,為中亞熱帶鄉(xiāng)土闊葉樹種[9],是一種多用途的樹種。枳椇生長快,樹干通直,木材結(jié)構(gòu)細(xì)致堅(jiān)硬,木材紫紅色,為建筑和細(xì)木工家具優(yōu)質(zhì)用材,屬于國家二類商品用材[10-11]。有人把枳椇當(dāng)作野生果樹,其食用部位為肥厚、扭曲、形似雞爪的肉質(zhì)果柄[12],獨(dú)具一種偏淡的甘甜,清香可口。枳椇種子有較高的藥用價(jià)值,能清熱利尿、止渴除煩,具有解酒毒、護(hù)肝、抗衰老、抗疲勞等功效[13-15],亦是養(yǎng)生保健之佳品。獨(dú)特的果柄、挺直的樹干、秀美的枝葉、淡黃綠色的花朵,賦予其較高的景觀價(jià)值。在毛竹林中導(dǎo)入枳椇,旨在調(diào)節(jié)現(xiàn)有毛竹純林較簡單的竹林結(jié)構(gòu),增強(qiáng)竹林抵御病蟲害的能力,改善竹林地土壤肥力,促進(jìn)竹林的近自然可持續(xù)經(jīng)營,同時(shí)保護(hù)和發(fā)展枳椇這一珍貴樹種,增加竹林的非木質(zhì)利用途徑。
試驗(yàn)地建立在福建省中部偏北的三明市梅列區(qū)洋溪鎮(zhèn)新街村。梅列區(qū)位于武夷山脈西南段,地理坐標(biāo)26°14′~26°25′N、117°30″~117°47′E,氣候溫暖濕潤,雨量充沛,年平均氣溫19.4 ℃,≥10 ℃積溫6 550 ℃,年平均降水量1 726 mm,降水量大于蒸發(fā)量,全年空氣平均相對濕度79%,適宜毛竹林生長發(fā)育。試驗(yàn)林位于海拔550~670 m的緩坡,屬于較肥沃立地類型,土壤pH5.6,為山地紅壤,20世紀(jì)80年代后期經(jīng)低產(chǎn)林改造后培育為筍竹兩用毛竹純林。2015年底立竹密度2 775~3 630株/hm2,平均胸徑9.1~9.3 cm。
2014年底選擇生境和竹林生長狀況相似的區(qū)段,分別建立3個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組內(nèi)設(shè)5個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)30 m×30 m。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理。(1)Z20處理。以8 m×8 m株行距確定枳椇種植點(diǎn),砍伐種植點(diǎn)2 m半徑范圍內(nèi)的毛竹;在中心點(diǎn)進(jìn)行塊狀整地,穴規(guī)格50 cm×50 cm×30 cm。2015年春采用1年生枳椇容器苗造林,苗高約80 cm、地徑約0.7 cm。(2)Z23處理。枳椇種植點(diǎn)確定及整地措施同Z20。2015年春采用3年生枳椇容器綠化大苗造林。苗高約3 m,修剪干高1.5 m以下的萌芽枝,地徑約3.5 cm。(3)Z24處理。在Z23處理的基礎(chǔ)上,另外將2 m~4 m半徑圓環(huán)內(nèi)的毛竹,保留3~4盤枝,切斷以上部分竹梢。(4)CK處理。保留原有竹林經(jīng)營措施,不套種枳椇。
Z20處理、Z23處理、Z24處理,在枳椇樹高低于10 m的時(shí)間內(nèi),2 m半徑范圍內(nèi)不保留新竹,所有筍體全部挖去,其余區(qū)域,在每年的3-4月出筍盛期保留大于筍體平均胸徑的竹筍約600個(gè)/hm2,年底砍伐每年保留新竹數(shù)量相應(yīng)的老竹。套種后1~3 a,在枳椇種植株周圍1 m半徑范圍內(nèi),每年進(jìn)行1次除草松土,結(jié)合除草松土砍除2 m半徑范圍內(nèi)的新竹。其余竹林管理采取與CK處理相同的經(jīng)營措施。
枳椇造林后當(dāng)年底調(diào)查造林成活率,2019年底調(diào)查造林保存率。產(chǎn)筍量采用現(xiàn)場稱重,累加得出每年(度)產(chǎn)量。每年測定砍伐老竹和新竹的胸徑,2019年地全面測定現(xiàn)存立竹的胸徑。計(jì)算各年度產(chǎn)材量和2019年底現(xiàn)存竹材量,采用的經(jīng)驗(yàn)公式:
W=0.0959D2.3638。
式中:W為產(chǎn)材量或現(xiàn)存竹材量;D為相應(yīng)的平均胸徑。
使用Excel軟件和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。
枳椇造林成活情況與毛竹林內(nèi)生長環(huán)境特點(diǎn)和枳椇的生物學(xué)特性密切相關(guān)。由不同處理枳椇造林生長狀況測定結(jié)果可知,不同處理的造林成活情況存在差異,枳椇造林成活率依次為Z24處理>Z23處理>Z20處理,造林保存率表現(xiàn)出與造林成活率相同的規(guī)律(表1)。Z24處理造林成活率和保存率分別比Z20處理增加了61.5%和73.1%;Z23處理處理造林成活率和保存率分別比Z20處理增加了59.0%和68.6%;Z24處理造林成活率和保存率分別比Z23處理增加了2.5%和4.5%。比較結(jié)果表明,Z24處理的造林成活率和保存率最好,這與毛竹林內(nèi)光照強(qiáng)度與裸地相比,光照強(qiáng)度自上而下逐步降低有關(guān)。在沒有定點(diǎn)砍伐毛竹的林內(nèi),光照強(qiáng)度較低,無法滿足較喜光枳椇所需要的光照條件。因此,在現(xiàn)有生長發(fā)育良好的毛竹林中,要套種枳椇,必須適度釋放生長空間,增加透光度,以滿足枳椇生長發(fā)育的光照需求。值得提出的是,從Z20處理與Z23處理的比較中可知,Z23處理造林成活情況好于Z20處理,這與苗木的大小有關(guān)。毛竹林內(nèi)光照強(qiáng)度從上至下依次減弱,Z20處理采用1年生苗,苗高較低,苗木生長于竹林的底層,光照較弱,造林成活率較低,只有39.2%。按照國標(biāo)造林技術(shù)規(guī)程(GB/T15776-2006)[16]的要求,造林成活率低于40%的必須重造,因此可以認(rèn)為Z20處理營造枳椇沒有成功。Z23處理使用3年生綠化大苗,苗高約3 m,明顯高于Z20處理,苗木可以獲得的光照也明顯高于Z20處理,而且苗木體量較大,具備更高的抵御能力和競爭力,所以Z23處理造林成活情況好于Z20處理。
Z24處理與Z20處理比,造林成活情況更好,亦是因?yàn)楣庹盏囊蛩亍G罢咴黾恿税霃?~4 m圓環(huán)范圍內(nèi)切斷竹梢的技術(shù)措施,降低了鄰近毛竹對枳椇植株的光照脅迫,增加了光照強(qiáng)度。在毛竹林中套種枳椇要提高造林成活率和保存率,選擇Z24處理是較好的技術(shù)措施。
表1 不同處理枳椇造林生長狀況
樹高和胸徑生長是林分生長好壞的主要指標(biāo)。Z24處理與Z23處理相比平均樹高、平均胸徑相差無幾;Z24處理、Z23處理與Z20處理相比年平均樹高分別增加37.8%和41.5%,年平均胸徑分別增加63.5%和51.9%。經(jīng)方差分析,Z24處理、Z23處理與Z20處理比年平均樹高、平均胸徑生長量差異均達(dá)到極顯著差異(表1),表明Z24處理、Z23處理平均樹高和平均胸徑均極顯著高于Z20處理,說明Z24處理和Z23處理枳椇高徑生長良好,Z20處理植株生長衰弱,顯然處于被壓狀態(tài),隨著林分生長進(jìn)程很有可能最終被淘汰。
Z23處理樹高略高于Z24處理,胸徑生長則降低7.1%,這是Z23處理在一定程度上受到毛竹脅迫的響應(yīng)。從樹冠幅也可以看出:Z24處理樹冠幅達(dá)到2.96 m,具備一定體量,占據(jù)相對獨(dú)立的生長空間,已經(jīng)逐漸擺脫了毛竹的脅迫;Z23處理樹冠幅2.43 m,與鄰體毛竹間仍然處于對光合空間的競爭狀態(tài),需要采取必要的人為干擾措施以擺脫毛竹的脅迫。如何采取必要技術(shù)措施有待于進(jìn)一步試驗(yàn)研究。
Z24處理在枳椇生長到9 a林齡時(shí),形成了相對穩(wěn)定的竹闊混交林分結(jié)構(gòu),表明毛竹純林可以采取Z24處理改建成毛竹枳椇組成的竹闊混交林。
毛竹的平均胸徑是毛竹林生產(chǎn)力大小的重要表征值之一,是立地條件、群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)營管理水平的綜合反映[17]。毛竹林普遍存在大小年現(xiàn)象,且試驗(yàn)效果往往需要經(jīng)過2個(gè)大年才能顯現(xiàn)。為此,以2018-2019年的年度測定值進(jìn)行分析。由毛竹林2018-2019年度竹林生長狀況和產(chǎn)量測定結(jié)果(表2)可知,不同處理毛竹林平均胸徑依次為:Z24處理>Z23處理>CK處理>Z20處理。Z24處理新竹平均胸徑最大,Z20處理最小。Z24處理、Z23處理與CK處理比平均胸徑增加2.7%和1.1%,Z20處理比CK處理還降低約1.0%。經(jīng)方差分析,各處理平均胸徑未達(dá)到顯著水平,但存在一定程度差異。Z24處理、Z23處理新竹平均胸徑較高,這與混交枳椇樹種為深根性落葉樹種有關(guān)。一方面枳椇每年均有大量枝葉歸還林地,枝葉又分解較快,其與毛竹枝葉凋落物混合后可能也促進(jìn)了毛竹凋落物的分解速率,從而加快了營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán);另一方面枳椇從深層土壤中吸收營養(yǎng)物質(zhì),通過凋落物歸還到竹林地表面,提高了表土層土壤營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)。反觀Z20處理,由于套種枳椇失敗,毛竹林又失去了一定面積的葉面積指數(shù),竹林平均胸徑降低亦屬自然。
表2 不同處理毛竹林生長狀況與產(chǎn)量測定結(jié)果
4種處理中產(chǎn)筍量依次為:Z24處理>Z23處理>Z20處理>CK處理。經(jīng)方差分析,Z24處理與CK處理的產(chǎn)筍量間差異達(dá)到顯著水平,Z23處理、Z20處理與CK處理產(chǎn)筍量雖然未達(dá)到顯著水平,但產(chǎn)筍量分別提高了16.1%和5.2%,表明Z24處理、Z23處理、Z20處理均增加了筍產(chǎn)量(表2)。毛竹林在生長發(fā)育過程中,尤其是鞭芽轉(zhuǎn)化過程中需要較高的光照條件,Z24處理、Z23處理和Z20處理定點(diǎn)砍伐了一定數(shù)量的毛竹,提高了林內(nèi)光照強(qiáng)度,促進(jìn)了鞭芽轉(zhuǎn)化為筍芽數(shù)量,提高了筍產(chǎn)量。
竹材量可分為產(chǎn)材量和現(xiàn)存竹材量兩個(gè)部分。在4種處理中,產(chǎn)材量最高為Z24處理,其次是Z23處理,分別比CK處理增加17.2%和11.6%。經(jīng)方差分析,Z24處理、Z23處理與CK處理比,產(chǎn)材量間差異未達(dá)到顯著水平,但存在一定差異,這與試驗(yàn)采取留筍養(yǎng)竹技術(shù)措施有關(guān)。由于Z24處理、Z23處理留筍養(yǎng)竹的數(shù)量增加相應(yīng)砍伐毛竹數(shù)量也增多,使得產(chǎn)材量提高。
現(xiàn)存竹材量則是CK處理最高,其次是Z24處理。CK處理現(xiàn)存竹材量最高是由于CK處理現(xiàn)存立竹數(shù)較多的緣故,而Z24處理現(xiàn)存竹材量較高與平均胸徑增大有關(guān)。經(jīng)方差分析,CK處理與Z24處理、Z23處理現(xiàn)存竹材量間差異未達(dá)到顯著水平,但與Z20處理比差異達(dá)到顯著水平。
現(xiàn)有毛竹林采取定點(diǎn)釋放空間后,套種枳椇,可以構(gòu)建成毛竹枳椇混交林分。試驗(yàn)結(jié)果表明:在毛竹林中定點(diǎn)砍除2 m半徑范圍內(nèi)毛竹,切斷2~4 m半徑圓環(huán)內(nèi)竹梢,選擇3 a苗齡綠化大苗造林的Z24處理,枳椇造林保存率達(dá)到98.7%,8 a林齡平均胸徑達(dá)6.8 cm,平均樹高9.0 m,竹林立竹數(shù)2 895株/hm2,年平均產(chǎn)筍量2 360.8 kg/hm2,年平均產(chǎn)材量14 996.6 kg/hm2,現(xiàn)存竹材量56.834 t/hm2。在維持竹林分較高生產(chǎn)力的同時(shí),改善了林分結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了抵御力和穩(wěn)定性,也保護(hù)和發(fā)展了枳椇這一珍稀多用途樹種。其經(jīng)營效果優(yōu)于Z23處理、Z20處理和CK處理,具有良好的經(jīng)營效果,建議在適宜地區(qū)大力推廣種植。