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《防護林科技雜志》2015年第一期
1材料與方法
1.1試驗設計2007年3月,在明溪縣城關鄉大坪村22林班20大班2~4小班,按照隨機區組設計A、B2個處理:A處理為萌芽杉木林中套種雜交馬褂木實生苗;B處理為萌芽杉木林中套種人工杉木實生苗,小區內設面積為20m×20m的標準地,四個角點埋木樁作標記,共設計6個小區6塊標準地,總面積2400m2,在每小區標準地內選取5株優勢木,測樹高,根據優勢木平均高和林分年齡查福建省杉木地位指數表[5],確定地位指數。
1.2造林方式該試驗地為第1茬杉木萌芽林,前茬為1985年3月人工杉木實生苗造林。2006年5月皆伐,皆伐時平均胸徑14.5cm,平均樹高13.6m,優勢木平均樹高15m,地位指數為14級[5]。2007年3月,對上坡保留伐樁中萌發出的較粗壯的杉木萌芽條1~2個進行培土,造林時保有樹樁1350叢•hm-2,實際保留萌芽杉木1725株•hm-2;然后分別將雜交馬褂木和人工實生杉木苗星狀套種于4叢萌芽杉木中,套種密度為850株•hm-2;再沿水平方向將采伐剩余物在林地中進行帶狀堆積。定點挖明穴50cm×40cm×40cm,回表土造林,造林前不煉山。在造林當年的第1次撫育中,在原有帶的基礎上,采用擴穴連帶,整理出寬1~1.2m的固定水平帶,以后撫育只在這個帶中進行,減小撫育強度,以保證幼林生長;前3a每年9月帶中撫育1次,直至郁閉。
1.3調查方法2014年6月進行標準地調查,在萌芽杉木混交林和純林分別進行每木檢尺和林下植被群落調查,記錄雜交馬褂木、人工實生杉木和萌芽杉木的胸徑、樹高、冠幅和枝下高等測樹因子,然后伐標準地內各樹種平均木各3株,以2m為1個區分段,截取圓盤作樹干解析,并分東西南北不同方位取各區分段的部分樣品,帶回實驗室,于鼓風烘箱中80℃烘干至恒質量,測定各樹種各器官含水率。在各標準地內均勻布設5個1m×1m的小樣方,分灌藤、草本采用全收獲法收獲林下植被的地上部分,含水率的測定方法同喬木。雜交馬褂木和杉木的材積按照福建省地方標準伐區調查設計技術規程DB35/T88-1998中的材積模型來確定。式中:V為單株材積,單位m3;D為胸徑,單位cm;H為樹高,單位m;蓄積量=單株平均立木材積×林分現有密度。2.4數據處理數據的分析處理和圖表制作均在MicrosoftExcel2007中完成。
2結果與分析
2.1萌芽杉木混交林及其純林生長差異從表1中可看出,A處理萌芽杉木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優勢木樹高分別比B處理高12.8%、10.7%、35.0%、34.4%和11.4%;A處理雜交馬褂木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優勢木樹高分別比B處理的人工實生杉木高67.6%、61.5%、323.1%、319.6%和77.6%;A處理的林分總蓄積比B處理高103.4%。在喬木層生長空間分布方面,A處理萌芽杉木的冠幅和枝下高分別比B處理高4.8%和7.7%;A處理雜交馬褂木的冠幅和枝下高分別比B處理高73.7%和75.0%;A處理林分郁閉度(0.9)大于B處理(0.7)。
2.2林分地上部分生物量
2.2.1萌芽杉木混交林及其純林地上部分生物量由于杉木萌芽林樹根主要依附前茬生長,挖掘工作量大,統計林分地下部分生物量較困難,因此,本研究主要分析林分地上部分生物量。由表2可知,A處理萌芽杉木地上部分單株喬木的干、枝、葉生物量及單株總生物量分別比B處理高68.1%、15.2%、16.7%和48.0%;A處理雜交馬褂木地上部分單株喬木的干、枝、葉生物量及單株總生物量分別比B處理高366.0%、223.8%、141.2%和285.9%;A處理萌芽杉木和雜交馬褂木地上部分喬木層生物量分別比B處理高47.4%和282.5%;A處理混交林地上部分喬木層總生物量比B處理高99.1%;A處理林下植被地上部分生物量比B處理低29.7%;A處理林分地上部分總生物量比B處理高85.9%。
2.2.2萌芽杉木混交林喬木樹種地上部分生物量垂直分布從圖2中可看出,萌芽杉木混交林中,平均單株萌芽杉木和雜交馬褂木干、枝、葉各器官生物量分別為15.3、3.8、2.8kg和21.9、6.8、4.1kg,各器官生物量大小依次為干>枝>葉;雜交馬褂木枝、葉生物量主要集中分布于喬木層的第3層(4~6m)和第4層(6~8m),分別占單株枝葉總量的35.8%和40.4%;萌芽杉木枝、葉生物量主要集中分布于喬木層的第2層(2~4m)和第3層(4~6m),分別占單株枝葉總量的33.3%和42.4%;在喬木層第3層,萌芽杉木和雜交馬褂木枝葉出現部分交叉,存在一定程度的種間競爭,為保證林木木材產出,可適時做好修枝和撫育間伐。總體上看,萌芽杉木混交雜交馬褂木,其林木垂直分布較合理,種間相互抑制生長的作用程度較小。
3結論與討論
3.1參考福建省杉木地位指數表可知,萌芽杉木連栽林的地位指數有下降的趨勢,而萌芽杉木混交雜交馬褂木林的地位指數則上升至16級,究其原因可能是:雜交馬褂木屬落葉闊葉樹種,葉片大,枯枝落葉層厚,凋落物凋落量高,K、Mg等養分元素的歸還量為吸收量的30%以上,N、P、Ca等養分元素的歸還量則達40%以上,有改良土壤的良好作用[7];闊葉樹種凋落物分解速度快于針葉樹,經過幾年土壤表層腐殖質的不斷積累與分解,混交林土壤肥力較高,促進了林分的生長;在生長初期,由于杉木、雜交馬褂木速生持續年限的差異性,形成了較為合理的冠層分布,其中,喜強陽性的雜交馬褂木居林冠上層,而幼齡杉木耐陰居于亞林層,合理利用空間,提高了林地生產力。
3.2混交林中萌芽杉木的胸徑、樹高、冠幅、枝下高和單株材積均高于杉木純林。這是主要是由于混交林中雜交馬褂木的庇護和林分增加的凋落物有關。楊玉盛等[1]研究表明,單一樹種多代連栽、煉山造林會引起土壤肥力下降,導致林地生產力降低和生態環境惡化。雜交馬褂木是速生樹種,在生長初期,其寬大的樹冠可為混交林中的萌芽杉木提供溫濕度適宜的萌生環境,因此,根據兩個樹種不同的生長特性,適時調整林分密度,可充分利用光照、水分、養分,實現林分水平層面的合理鑲嵌;此外,馬褂木屬落葉闊葉樹種,凋落葉凋落量大,分解快,可有效提高土壤肥力,可為對立地質量要求較高的杉木的生長提供充足的養分來源。對混交林和純林中的萌芽杉木平均木進行樹干解析發現,在頭5a內,雖兩種林分中萌芽杉木的樹高、胸徑和材積生長量基本相同,但5a后,混交林中萌芽杉木各指標生長量逐漸高于純林萌芽杉木,從另外的角度證明,萌芽杉木混交雜交馬褂木可有效提高林地生產力。
3.3近年來,隨著中、小徑材在民用和短期工業用材需求的增加,為避免盲目性生產帶來損失,利用杉木萌芽早期生長快、成本低的優點,將其與雜交馬褂木混交,不但可以克服萌芽杉木林密度低的缺點,還可促進林分提早郁閉,又可利用闊葉樹改良林地土壤質量,是培育杉木中、小徑材短、平、快的較好辦法。而雜交馬褂木既可以作珍貴的行道樹和庭園觀賞樹種,又可用于建筑及制作家具[2,3],是明溪引進改造低產低效林分較好的新品種,可在南方林區推廣應用。
作者:肖書富單位:福建省明溪縣林業局