杉木与楠木、鹅掌楸混交林及其纯林的生长差异
2014-04-03杨优其
杨优其
(福建省武夷山市林业局,福建 南平354300)
我国中亚热带地区气候条件优越,植物资源丰富,阔叶树种类繁多,但长期以来,杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)一直是南方山地的主要造林树种,由于多代连栽,导致地力衰退,生态系统的稳定性和抗逆性逐渐变差,严重影响了人工林的产业发展[1],因此,寻找既速生丰产又能维持地力,在一定范围内替换杉木和马尾松的树种,已成为南方山地实现林地可持续经营的一大重要措施[2]。楠木(Phoebe zhennan)为中亚热带常绿乔木,树形高大端庄,以其材质优良闻名中外,是建筑、家具和造船的优良材料,也是一种经济价值较高的上等用材树种;此外,楠木在涵养水源、培肥土壤等生态意义上也具有重要作用[1,3,4];鹅掌楸(Liriodendron chinense)是一种速生阔叶树种,适应性较强,是我国特有的二级保护珍稀植物,其树干通直,叶形奇特似马褂,花色艳丽,可作为优良的造林绿化树种,也可用作工业纸浆材和胶合板材[5,6]。为探讨不同阔叶树种与杉木混交造林后对林分生产力和经济产出的影响,本文以杉木纯林为对照,对同林龄楠木+杉木、鹅掌楸+杉木混交林的生长量和经济效益进行了比较,以期为南方山地杉木低产、低效林的改造和森林生态系统的高效与可持续经营提供理论依据。
1 试验地概况
试验地位于武夷山市上梅乡,27°43′14″N,118°07′03″E。境内地貌为武夷山山地丘陵区,属中亚热带季风气候,温和湿润,雨量充沛,平均气温15.1~16.5℃,年降雨量为2 031.1~2 259.2 mm。1月平均气温8.8℃,年绝对最低温-2.8℃,平均无霜期247 d,7月平均气温21.6℃,3月多雨,7—8月常有雷阵雨,9—10月转凉而干燥,11月至翌年2月少雨干燥。海拔500~800 m,土壤有红壤、黄红壤。
植被属于亚热带常绿阔叶林带,闽浙赣山地常绿木诸类,半常绿林类竹阔混交林区,植物资源丰富,植物茂盛,种类繁多[7,8],林下主要植被有铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)、杠板归(Polygonum perfoliatum L.)、鱼腥草(Houttuynia cordata)等,土壤有机碳24.74 g kg-1,全氮1.88 g kg-1,全钾31.11 g kg-1,全磷0.52 g kg-1。
2 材料与方法
2.1 造林设计
2005年在武夷山上梅乡相同坡位的杉木采伐迹地进行楠木、鹅掌楸与杉木混交造林(混交比为1∶1,行状混交),造林面积各为3 hm2,楠木、鹅掌楸苗木为武夷山苗圃的1年生容器苗,杉木为1年生容器苗。整地方式为块状整地,造林方式为植苗造林,株行距4 m×3 m,挖穴规格60 cm×60 cm×50 cm,造林后3年内每穴下复合肥250 g,每年1次,每年2次全锄、扩穴抚育。
2.2 样地设置
2014年4月分别在楠木+杉木、鹅掌楸+杉木混交林中选择立地条件均一的地段进行生长量调查,每个树种各选择5条样带,同时选择同坡位的9年生杉木纯林设置样地作为对照。
2.3 调查方法
对样带内楠木、鹅掌楸、杉木的胸径和树高进行每木调查,调查结束后计算平均木,测算材积和蓄积量。
不同树种的材积按照福建省地方标准伐区调查设计技术规程DB35/T88—1998中的材积模型来确定:
式中:V为材积,单位m3;D为胸径,单位cm;H为树高,单位m。
2.4 数据统计
试验数据在Excel 2003中进行数据整理,在SPSS 13.0中进行单因素方差分析。在方差分析的基础上采用Duncan法多重比较检验不同处理之间的差异性。
3 结果与分析
3.1 杉阔混交林中阔叶树种的生长差异
由不同混交林中楠木与鹅掌楸生长数据的方差分析可见(表1),2种阔叶树的平均胸径、平均树高和平均单株材积均达到了极显著差异,F值分别为87.89、142.74、101.95,均大于F0.05(1,88)和F0.01(1,88)。鹅掌楸的胸径、树高和材积均大于楠木(表2),造林9年后,楠木的保存率为90%,鹅掌楸的保存率为85%。
表1 混交林中不同阔叶树种的生长量方差分析
表2 混交林中不同阔叶树种的生长差异
3.2 不同林分类型中杉木的生长差异
表3 不同林分类型中杉木的生长量方差分析
由不同林分类型中杉木的生长数据方差分析可见(表3),3种林分中杉木的胸径和材积达到了极显著差异,F值分别为16.42和7.3,均大于F0.05(2,36)和F0.01(2,36)。但3种杉木的树高差异不显著,F值为2.67,小于F0.05(2,36)和F0.01(2,36)。
表4 不同林分类型中杉木的生长差异
由不同林分类型中杉木的生长差异可见(表4),2种混交林中杉木的胸径和材积均无显著差异,而分别与纯林中杉木的胸径和材积差异显著,不同林分中杉木的树高均无显著差异。造林9年后,3种林分中杉木的保存率分别为67%、62%和85%,混交林中杉木的保存率显著小于纯林。
3.3 不同林分类型的林分蓄积量与经济产值
由不同林分类型的林分蓄积量和经济产值可见(表5),鹅杉混交林中鹅掌楸的蓄积量大于楠杉混交林中楠木的蓄积量,根据市场价值法估算了不同林分类型的经济产值,其中,楠杉混交林的总产值为87 320元hm-2,鹅杉混交林的总产值为92 835元hm-2,杉木纯林的总产值为85 070元hm-2,3种林分以鹅杉混交林的总产值最高,但总体差异不大。
表5 不同林分类型的林分蓄积量与经济产值
4 结论与讨论
吴载璋等研究认为[4],楠木与杉木混交林对林木生长有促进作用,混交林中楠木与杉木的胸径、树高和单株材积均高于纯林,而本研究中混交林中杉木的生长量显著小于纯林,可能与混交林造林地前身为杉木采伐迹地有关。大量研究表明,杉木连栽导致了林地生产力下降、土壤肥力减退、物理性状变差及土壤微生物数量和酶活性降低[9-11],此外,多代连栽地中的尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum,SF2)及其分泌的毒素造成的土壤中毒[12]也可能是混交林中杉木长势较差的主要原因。
本研究中,混交林的经济产出均高于杉木纯林,可见,在杉木多代林采伐迹地或杉木低产、低效林中营造杉木与楠木、鹅掌楸混交林,对提高林地产出,实现增收增效具有重要意义。此外,陈爱玲研究认为[13],杉木多代连栽地轮栽闽楠后凋落物质量得到显著改善,汪国彬研究认为,杉木与鹅掌楸混交对土壤肥力有较大影响,随着林分中鹅掌楸数量增加,林地土壤的有机质含量、全N、水溶性N、速效P等土壤肥力指标显著提高[14]。可见,楠木与鹅掌楸作为阔叶树种,与杉木混交后可有效培肥土壤,改善立地质量,对改善杉木连栽地力衰退的问题有重要意义。
参考文献:
[1]彭龙福.35年生楠木人工林生物量及生产力的研究[J].福建林学院学报,2003,23(2):128-131
[2]钟羡芳,陈光水,高人,等.杉木多代连栽地营造杉阔混交林碳库与碳吸存[J].福建师范大学学报:自然科学版,2006,22(2):99-103
[3]李冬林,金雅琴,向其柏.我国楠木属植物资源的地理分布、研究现状和开发利用前景[J].福建林业科技,2004,31(1):5-9
[4]吴载璋.楠木杉木混交林生长效应研究[J].福建林学院学报,2005,25(2):142-146
[5]黄韬,钟秋平,彭小燕.鹅掌楸人工林生物量及生产力的研究[J].江西林业科技,2000(5):4-9
[6]李建民,封剑文,谢芳,等.鹅掌楸人工林的丰产特性[J].林业科学研究,2000,13(6):622-627
[7]张贻荣.武夷山不同毛竹林类型毛竹生长与土壤养分研究[J].防护林科技,2010(5):38-40
[8]张贻荣,林捷,郑蓉.武夷山不同类型毛竹林的土壤水分物理性质分析[J].防护林科技,2010(6):13-15
[9]杜国坚,洪利兴,陈福祥,等.杉木连栽地力衰退效应研究[J].林业科技开发,2001,15(4):11-13
[10]李传涵,李明鹤,何绍江,等.杉木连栽导致减产的原因分析[J].华中农业大学学报,1999,18(3):75-77
[11]俞元春,邓西海,盛炜彤,等.杉木连栽对土壤物理性质的影响[J].南京林业大学学报,2000,24(6):36-40
[12]徐洪利,胡江春,汪思龙,等.杉木连栽根际土壤致害Fusarium oxysporum拮抗菌的筛选[J].吉林农业大学学报,2008,30(3):259-262
[13]陈爱玲,林思祖,陈世品,等.杉木连栽地上闽楠与杉木林分凋落物特征比较[J].福建林学院学报,2006,26(4):289-293
[14]汪国彬.杉木与马褂木混交效果分析[J].福建林业科技,2009,36(1):82-86