萌芽杉木与杂交马褂木混交效果分析

肖书富

(福建省明溪县林业局,福建 三明 365200)

萌芽杉木与杂交马褂木混交效果分析

肖书富

(福建省明溪县林业局,福建 三明 365200)

采用标准地调查、树干解析等方法对福建省明溪县城关乡大坪村8年生的萌芽杉木纯林及萌芽杉木、杂交马褂木混交林的树高、胸径、蓄积量等进行对比分析，结果表明：混交林萌芽杉木的平均胸径、树高、单株材积、林分蓄积量和优势木树高分别比杉木纯林高12.8%、10.7%、35.0%、34.4%和11.4%；混交林杂交马褂木的平均胸径、树高、单株材积、林分蓄积量和优势木树高分别比杉木纯林的人工实生杉木高67.6%、61.5%、323.1%、319.6%和77.6%；混交林的林分总蓄积比杉木纯林高103.4%；混交林林分地上部分总生物量比杉木纯林高85.9%；混交林杂交马褂木与萌芽杉木除在4～6 m高度处存在种间竞争外，其他空间分布合理，有效提高了林地生产力。

萌芽杉木；杂交马褂木；生长情况；生物量

近年来，我国南方林区杉木(Cunninghamialanceolata)纯林面积不断扩大，连栽代数逐渐增加，连栽引起土壤肥力下降，导致林地生产力下降和生态环境恶化[1]。同时由于树种单一和集中连片，杉木森林病虫害正随着造林面积的扩大而呈蔓延的趋势，人们对杉阔混交的造林方式越来越重视，其较高的生物多样性对维护杉木人工林持续稳定的林地生产力意义重大。杂交马褂木(Liriodendronchinensis×L.tulipifera)，是利用鹅掌楸为母本，北美鹅掌楸为父本杂交而成的新品种，具有适应性强、生长迅速、树干高大通直、抗性强和病虫害少等优点[2]，是珍贵的行道树和庭园观赏树种，栽种后能很快成荫，它也是建筑及制作家具的上好木材[2,3]。目前各地引种杂交马褂木均取得了较大的成功[2-4]。福建省三明市明溪县于2007年3月，从南京林业大学调运杂交马褂木苗木，并将其套种于杉木萌芽林中，调查其生长情况及对萌芽杉木林生产力的促进作用，以期为福建闽西北杉木林区林地生产力的改善提供理论参考。

1 研究区概况

试验区位于明溪县城关乡大坪村22林班20大班2～4小班(26°15′03″ N，117°10′53″ E)。海拔450～570 m，坡向东南，坡度27°，属Ⅱ类立地，土壤为红壤，pH值为5.5。该区域属中亚热带季风气候，温暖湿润，雨量充沛，水热条件优越，年平均气温18 ℃，极端最高气温38.5 ℃，极端最低气温-8 ℃，全年日照时数1 761.1 h，无霜期250 d，年均霜期36 d，年均降雨量1 744 mm，年降雨天数130～150 d，年均空气相对湿度82%。试验区域多年平均降雨量和气温见图1。

图1 试验样地所在区域月降雨量和月均温

2 材料与方法

2.1 试验设计

2007年3月，在明溪县城关乡大坪村22林班20大班2～4小班，按照随机区组设计A、B 2个处理：A处理为萌芽杉木林中套种杂交马褂木实生苗；B处理为萌芽杉木林中套种人工杉木实生苗，小区内设面积为20 m×20 m的标准地，四个角点埋木桩作标记，共设计6个小区6块标准地，总面积2 400 m2，在每小区标准地内选取5株优势木，测树高，根据优势木平均高和林分年龄查福建省杉木地位指数表[5]，确定地位指数。

2.2 造林方式

该试验地为第1茬杉木萌芽林，前茬为1985年3月人工杉木实生苗造林。2006年5月皆伐，皆伐时平均胸径14.5 cm，平均树高13.6 m，优势木平均树高15 m，地位指数为14级[5]。2007年3月，对上坡保留伐桩中萌发出的较粗壮的杉木萌芽条1～2个进行培土，造林时保有树桩1 350丛·hm-2，实际保留萌芽杉木1 725株·hm-2；然后分别将杂交马褂木和人工实生杉木苗星状套种于4丛萌芽杉木中，套种密度为850株·hm-2；再沿水平方向将采伐剩余物在林地中进行带状堆积。定点挖明穴50 cm×40 cm×40 cm，回表土造林，造林前不炼山。在造林当年的第1次抚育中，在原有带的基础上，采用扩穴连带，整理出宽1～1.2 m的固定水平带，以后抚育只在这个带中进行，减小抚育强度，以保证幼林生长；前3 a每年9月带中抚育1次，直至郁闭。

2.3 调查方法

2014年6月进行标准地调查，在萌芽杉木混交林和纯林分别进行每木检尺和林下植被群落调查，记录杂交马褂木、人工实生杉木和萌芽杉木的胸径、树高、冠幅和枝下高等测树因子，然后伐标准地内各树种平均木各3株，以2 m为1个区分段，截取圆盘作树干解析，并分东西南北不同方位取各区分段的部分样品，带回实验室，于鼓风烘箱中80 ℃烘干至恒质量，测定各树种各器官含水率。在各标准地内均匀布设5个1 m×1 m的小样方，分灌藤、草本采用全收获法收获林下植被的地上部分，含水率的测定方法同乔木。

杂交马褂木和杉木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：

杉木V杉=0.000 058 061 860 D1.955 335 1× H0.894 033 04；

杂交马褂木V阔=0.000 052 764 291 D1.882 161 1×H1.009 316 6；

式中：V为单株材积，单位m3；D为胸径，单位cm；H为树高，单位m；蓄积量=单株平均立木材积×林分现有密度。

2.4 数据处理

数据的分析处理和图表制作均在Microsoft Excel 2007 中完成。

3 结果与分析

3.1 萌芽杉木混交林及其纯林生长差异

从表1中可看出，A处理萌芽杉木的平均胸径、树高、单株材积、林分蓄积量和优势木树高分别比B处理高12.8%、10.7%、35.0%、34.4%和11.4%；A处理杂交马褂木的平均胸径、树高、单株材积、林分蓄积量和优势木树高分别比B处理的人工实生杉木高67.6%、61.5%、323.1%、319.6%和77.6%；A处理的林分总蓄积比B处理高103.4%。

在乔木层生长空间分布方面，A处理萌芽杉木的冠幅和枝下高分别比B处理高4.8%和7.7%；A处理杂交马褂木的冠幅和枝下高分别比B处理高73.7%和75.0%；A处理林分郁闭度(0.9)大于B处理(0.7)。

表1 8年生萌芽杉木混交林及其纯林生长差异

注：“—”表示该项目无数据，下同

3.2 林分地上部分生物量

3.2.1 萌芽杉木混交林及其纯林地上部分生物量 由于杉木萌芽林树根主要依附前茬生长，挖掘工作量大，统计林分地下部分生物量较困难，因此，本研究主要分析林分地上部分生物量。由表2可知，A处理萌芽杉木地上部分单株乔木的干、枝、叶生物量及单株总生物量分别比B处理高68.1%、15.2%、16.7%和48.0%；A处理杂交马褂木地上部分单株乔木的干、枝、叶生物量及单株总生物量分别比B处理高366.0%、223.8%、141.2%和285.9%；A处理萌芽杉木和杂交马褂木地上部分乔木层生物量分别比B处理高47.4%和282.5%；A处理混交林地上部分乔木层总生物量比B处理高99.1%；A处理林下植被地上部分生物量比B处理低29.7%；A处理林分地上部分总生物量比B处理高85.9%。

表2 8年生萌芽杉木混交林及其纯林地上部分生物量 kg

图2 萌芽杉木混交林乔木树种地上部分生物量垂直分布

3.2.2 萌芽杉木混交林乔木树种地上部分生物量垂直分布 从图2中可看出，萌芽杉木混交林中，平均单株萌芽杉木和杂交马褂木干、枝、叶各器官生物量分别为15.3、3.8、2.8 kg和21.9、6.8、4.1 kg，各器官生物量大小依次为干>枝>叶；杂交马褂木枝、叶生物量主要集中分布于乔木层的第3层(4～6 m)和第4层(6～8 m),分别占单株枝叶总量的35.8%和40.4%；萌芽杉木枝、叶生物量主要集中分布于乔木层的第2层(2～4 m)和第3层(4～6 m),分别占单株枝叶总量的33.3%和42.4%；在乔木层第3层，萌芽杉木和杂交马褂木枝叶出现部分交叉，存在一定程度的种间竞争，为保证林木木材产出，可适时做好修枝和抚育间伐。总体上看，萌芽杉木混交杂交马褂木，其林木垂直分布较合理，种间相互抑制生长的作用程度较小。

4 结论与讨论

4.1 参考福建省杉木地位指数表可知，萌芽杉木连栽林的地位指数有下降的趋势，而萌芽杉木混交杂交马褂木林的地位指数则上升至16级，究其原因可能是：杂交马褂木属落叶阔叶树种，叶片大，枯枝落叶层厚，凋落物凋落量高，K、Mg等养分元素的归还量为吸收量的30%以上，N、P、Ca等养分元素的归还量则达40%以上，有改良土壤的良好作用[7]；阔叶树种凋落物分解速度快于针叶树，经过几年土壤表层腐殖质的不断积累与分解，混交林土壤肥力较高，促进了林分的生长；在生长初期，由于杉木、杂交马褂木速生持续年限的差异性，形成了较为合理的冠层分布，其中，喜强阳性的杂交马褂木居林冠上层，而幼龄杉木耐阴居于亚林层，合理利用空间，提高了林地生产力。

4.2 混交林中萌芽杉木的胸径、树高、冠幅、枝下高和单株材积均高于杉木纯林。这是主要是由于混交林中杂交马褂木的庇护和林分增加的凋落物有关。杨玉盛等[1]研究表明，单一树种多代连栽、炼山造林会引起土壤肥力下降，导致林地生产力降低和生态环境恶化。杂交马褂木是速生树种，在生长初期，其宽大的树冠可为混交林中的萌芽杉木提供温湿度适宜的萌生环境，因此，根据两个树种不同的生长特性，适时调整林分密度，可充分利用光照、水分、养分，实现林分水平层面的合理镶嵌；此外，马褂木属落叶阔叶树种，凋落叶凋落量大，分解快，可有效提高土壤肥力，可为对立地质量要求较高的杉木的生长提供充足的养分来源。对混交林和纯林中的萌芽杉木平均木进行树干解析发现，在头5 a内，虽两种林分中萌芽杉木的树高、胸径和材积生长量基本相同，但5 a后，混交林中萌芽杉木各指标生长量逐渐高于纯林萌芽杉木，从另外的角度证明，萌芽杉木混交杂交马褂木可有效提高林地生产力。

4.3 近年来，随着中、小径材在民用和短期工业用材需求的增加，为避免盲目性生产带来损失，利用杉木萌芽早期生长快、成本低的优点，将其与杂交马褂木混交，不但可以克服萌芽杉木林密度低的缺点，还可促进林分提早郁闭，又可利用阔叶树改良林地土壤质量，是培育杉木中、小径材短、平、快的较好办法。而杂交马褂木既可以作珍贵的行道树和庭园观赏树种，又可用于建筑及制作家具[2,3]，是明溪引进改造低产低效林分较好的新品种，可在南方林区推广应用。

[1] 杨玉盛,何宗明,陈光水,等.杉木多代连栽后土壤肥力变化[J].土壤与环境,2001,10(1):33-38

[2] 韩东锋.杂种马褂木在杨凌地区的适生性研究[J].北方园艺,2011(11):76-79

[3] 谢汝根.杂种马褂木幼林生产潜力初步分析[J].安徽农学通报,2011,17(4):96-97,111

[4] 杨康辉.福建邵武引种杂种马褂木幼林初步研究[J].林业勘察设计,2013(2):100-105

[5] 孟宪宇.测树学[M].2版.北京: 中国林业出版社, 1996：109-110

[6] 孟宪宇.测树学[M].3版.北京: 中国林业出版社, 2006：301-307

[7] 王章荣.鹅掌楸属树种杂交育种与利用[M].北京: 中国林业出版社,2005

Mixed Effect of GerminatedCunninghamialanceolatawith HybridizedLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera

Xiao Shufu

(Bureau of Forestry in Mingxi County, Fujian Province,Sanming 365200, China)

The tree height, DBH and the volume of eight-year-old germinated pure forest ofCunninghamialanceolata, and the mixed forests (germinatedCunninghamialanceolataandLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera) in Daping Village, Chengguan township, Mingxi County, Fujian Province were compared and analyzed by sample plot investigation and stem analysis methods.Result shows that:the average DBH, the tree height, the individual volume,the stand volume and the dominant height of germinatedCunninghamialanceolatain the mixed forest increased by 12.8%, 10.7%, 35.0%, 34.4% & 11.4% respectively than that of the pure forest;the average DBH, the tree height, the individual volume,the stand volume and the dominant height ofLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipiferain the mixed forest increase by 67.6%, 61.5%, 323.1% & 319.6% and 77.6% respectively than that of pure and artificial seedling forest ofCunninghamialanceolata;the total volume and above ground biomass of the stand in the mixed forest increase by 103.4% & 85.9% respectively than that of the pure forest;there was interspecific competition betweenLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipiferaand germinatedCunninghamialanceolatain the mixed forest with the height of 4-6 m, however, rational distribution in other space, and finally could improve the forest land productivity effectively.

germinatedCunninghamialanceolata;Liriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera;growth;biomass

1005-5215(2015)01-0007-03

2014-11-12

肖书富(1971-)，男，福建三明人，工程师，从事森林资源经营管理工作.

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.01.003