伐桩基径及高度对杉木萌芽更新的影响

陈梦俅，田晓萍，曹光球，丁国昌，许珊珊，林思祖

(1.国家林业局杉木工程技术研究中心，福建 福州350002;2.福建农林大学林学院，福建 福州350002;3.张掖市林业科学研究院，甘肃 张掖734000)

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方特有的优质速生用材树种，其分布广、材质优良、产量高，在南方造林中占据重要的地位［1，2］。当前，杉木人工林以实生苗造林为主，造林成本高，且营林措施不合理，使得土地肥力下降，致使杉木连载生产力下降，甚至加剧水土流失等自然灾害［3］。萌芽更新不仅加速采伐迹地的更新，还能降低造林成本，对水土保持也有一定的维护作用［4］。从采伐迹地进行杉木萌芽更新以培育速生丰产林的举措已见报道［5］。本文分析了杉木采伐迹地不同伐桩基径及高度对其萌芽条数量、基径以及高度的影响，以期为杉木萌芽更新造林提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于泰宁县杉城镇，东经117°12＇，北纬26°56＇，该区属中亚热带季风性山地气候，年平均气温17 ℃，无霜期300 d 左右，年平均降水为1775 mm，年平均相对湿度为84%，年平均日照时数为1738.7 h，年平均降雪4.3 d。试验林为20年生杉木人工林，2560 株·hm-2，平均胸径14.3 cm，平均树高8.8 m。采集林地土壤按常规方法［6］进行养分测量，结果见表1。

表1 试验地土壤养分基本情况Table 1 Soil nutrients in sampled plots

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 在20年生杉木人工林中部设置相邻的4 块20 m×30 m 样地，采伐后调查每木伐桩基径，并分为5 -8 cm(D1)、9 -13 cm(D2)、14 -17 cm(D3)和18 -21 cm(D4)等4 种伐桩基径级，伐桩高度为5 cm，分析不同伐桩基径对杉木萌芽更新的影响。同时设置相邻的5 块20 m×30 m 的标准样地，选择样本数一致且基径基本一致的单株作为研究对象，设定2 cm(H1)、5 cm(H2)、10 cm(H3)、20 cm(H4)和25 cm(H5)等5 种伐桩高度等级，分析不同伐桩高度对杉木萌芽更新的影响。萌芽条长至6 个月时，调查不同处理伐桩的萌芽条数量、基径及高度。然后疏条定株，每伐桩保留健壮挺直且顶芽发达的3 株萌芽条为培育对象，当萌芽条长至12 个月时，再次调查萌芽条的基径及高度。

1.2.2 数据处理 使用Excel 和SPSS 统计软件进行数据的统计分析，采用方差分析对不同伐桩基径及高度下萌芽条数量(平方根转换)、基径和高度之间的差异进行检验，并用LSD 检验分析不同伐桩高度对萌芽条数量、基径和高度的差异性(P ＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 伐桩基径对杉木萌芽更新的影响

不同伐桩基径对杉木萌芽更新的影响不同(表2)。由表2 可知，D2的萌芽条数量最多、D3最少，D2萌芽条数量分别比D1、D3和D4提高了1.55%、20.42%和17.05%。萌芽条生长6 个月时，D2的萌芽条基径最大、D4最小，D2的萌芽条基径分别比D1、D3和D4提高了11.11%、26.98%和29.03%;萌芽条生长12个月时，D1的萌芽条基径最大、D3最小，D1的萌芽条基径分别比D2、D3和D4提高了13.46%、28.26%和22.07%。萌芽条生长6 个月时，D1的萌芽条高度分别比D2、D3和D4提高了6.84%、32.98%和19.02%;萌芽条生长12 个月时，萌芽条高度随着伐桩基径的增加呈现出逐渐下降的趋势，D2、D3和D4的萌芽高度分别为D1的96.44%、95.27%和87.04%。

方差分析表明(表2)，伐桩萌芽6 个月时，伐桩基径对萌芽条数量、基径及高度的影响不显著(F =1.12，1.36，1.51 ＜F0.05=2.84);萌芽12 个月时，伐桩基径对萌芽条基径及高度的影响也未达到显著水平(F=1.49，1.14 ＜F0.05=2.84)。

2.2 伐桩高度对杉木萌芽更新的影响

不同伐桩高度对杉木萌芽更新的影响不同(表3)。由表3 可知，萌芽条数量随着伐桩高度的增加呈现逐渐下降的趋势，H1的萌芽条数量最多、H5最少，H1的萌芽条数量分别比H2、H3、H4和H5提高了6.77%、18.07%、33.53%和41.38%。H4和H5的萌芽条数量与H1相比，均达极显著差异水平;与H2相比分别达显著和极显著差异水平。萌芽条基径随着伐桩高度的增加也呈逐渐下降的趋势。萌芽条生长6个月时，H1的萌芽条基径最大、H5最小，H1的萌芽条基径分别比H2、H3、H4和H5提高了1.25%、3.85%、22.73%和26.56%。H4和H5的萌芽条基径与H1相比分别达显著和极显著差异水平;与H2相比均达显著差异水平;与H3相比也达显著差异水平。萌芽条生长12 个月时，H1的萌芽条基径最大、H5最小，H1的萌芽条基径分别比H2、H3、H4和H5提高了0.51%、4.23%、29.61%及52.71%。H4和H5的萌芽条基径与H1相比分别达显著和极显著差异水平;与H2相比分别达显著和极显著差异水平;与H3相比均达显著差异水平。萌芽条高度随着伐桩高度的增加呈不同程度的变化。萌芽条生长6 个月时，H2的萌芽条数量最多，且分别比H1、H3、H4和H5提高了0.72%、16.02%、20.30%和37.96%。H4和H5萌芽条高度与H1相比分别达显著和极显著差异水平，与H2相比分别达显著和极显著差异水平。萌芽条生长至12 个月时，萌芽条高度随着伐桩高度的增加呈逐渐下降的趋势，H1的萌芽条高度分别比H2、H3、H4和H5提高了1.92%、6.67%、19.77%及23.14%。H4和H5的萌芽条高度与H1相比分别达显著和极显著差异水平;与H2相比，H4未达显著差异水平，H5达显著差异水平。而其他情况下各处理间的影响均未达到显著差异水平。

方差分析表明(表3)，伐桩萌芽6 个月时，伐桩高度对萌芽条数量、基径及高度的影响极显著(F =4.79，4.02，5.46 ＞F0.01=3.78);萌芽12 个月时，伐桩高度对萌芽条基径及高度的影响也达到极显著水平(F=6.28，4.64 ＞F0.01=3.78)。

表3 伐桩高度对杉木萌芽更新的影响1)Table 3 Effects of stump height on sprouting regeneration of Chinese fir

3 结论与讨论

本试验表明，杉木伐桩萌芽6 个月和12 个月时，伐桩基径对杉木萌芽条数量、基径及高度的影响均不显著，在5 -21 cm 伐桩基径范围内，杉木人工林的萌芽更新效果基本一致。20年生人工林中，基径9 -13 cm 的立木萌芽条数量最多，这与高健等［7］在立地条件相同的杉木同龄林分中，中等径级(12 cm)立木的萌芽条数量最多的研究结果相一致。一般情况下，较小径级的立木伐桩由于多为难以维持大量萌发需要的生长衰落或贮藏养分不足的被压木，所以萌芽条数量少，而较大径级伐桩多为生长过于旺盛且休眠芽较少，所以萌芽条数量也相对较少［7］。部分学者认为萌芽条数量先增多并达到一定径级后下降，是由于树皮随着伐桩基径增大而变厚且对不定芽的萌发和生长有机械阻碍作用［8］。

伐桩高度对杉木萌芽条数量、基径及高度均有极显著影响，在2 -25 cm 伐桩高度范围内，杉木的萌芽更新效果具有极显著差异。本研究中伐桩高度2 cm 的萌芽条数量、基径及高度最大，且随着伐桩高度的增加，杉木萌芽条数量、基径及高度则随之降低。这是因为随着树干部位的不断变高，休眠芽的年龄阶段越年轻而发育阶段越老，萌芽条生长势也随之减弱［9］，即地表以下部位的休眠芽最年幼且最具有活力［2］。因此，以短轮伐期经营的杉木，为得到生长更加健康壮硕的萌芽条，要避免熟化现象的出现［1］，采用接近地面的伐桩高度会使伐桩萌芽更新的效果更好，即采伐时应尽量降低伐桩高度［7］，最好能够使伐根贴近地面。

当前，我国关于林木萌芽更新的研究已在杉木［1-5，7］、大叶相思［8］、马占相思［10］、刺槐［11］、水曲柳［12］、杨树［13］、尾叶桉［14］、栓皮栎［15-16］等树种上取得了一定的成果。除伐桩基径和伐桩高度这2 个主要影响因子外，立地条件、温度、迹地炼山与否、地形部位、伐桩上保留萌芽条数量、萌芽代数、在伐桩萌芽前复土与否、不同伐桩部位和方位、采伐季节、树龄、轮伐期长短、采伐次数及间伐强度［11-13］等因素也对林木萌芽能力存在或多或少的影响。许多研究还采用伐桩萌芽率、伐桩存活率、萌芽条生物量、萌芽条总断面积［8，10］等指标来衡量林木萌芽能力，并取得了不同程度的进展。本研究仅就伐桩基径及高度对杉木萌芽更新的影响进行了探讨，至于其他影响因子，如采伐季节、地形、伐桩部位及方位等对其萌芽更新的影响，有待进一步研究。

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