杉木中龄林间伐后不同保留密度和施肥试验研究

彭桂永

摘 要：杉木中龄林抚育采伐后，开展了不同保留密度和施肥试验，6年后进行调查，结果表明：林分不同保留密度对树高生长影响不显著，林分胸径生长量随着保留密度的减少增加显著，林分蓄积要保持较大的生长量，林分保留密度和蓄积量应科学合理；与未施肥试验地相比，施肥后林分胸径、树高、蓄积等生长量显著提高，生长量均随着施肥量的增加而增加。

关键词：杉木；密度；施肥；生长量

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）12-0094-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的速生丰产用材树种之一，占全国速生丰产林面积的10%[1]。杉木造林密度一般较大，通过抚育采伐调整林分结构已成为杉木人工林经营管理的关键技术[2]。施肥作为维持和提高林地土壤肥力，促进林木生长的一项重要措施，近年来在杉木培育中应用十分广泛[3，4]。由于林业生长周期长，对杉木林采取不同经营措施的评价比较难，关于间伐后不同保留密度和施肥措施对杉木林分生长的影响研究较多，但研究周期相对较短，结论不一。为此，笔者以6年的时间跨度研究了杉木中龄林间伐后不同保留密度和施肥量对林分生长的影响，为本区域杉木人工林的培育提供借鉴。

1 研究区自然概况

研究区位于福建省古田黄田国有林场里井工区13大班10小班内，东经118°36′15.3″，北纬26°25′19.2″，地处闽江中游东岸。土壤红壤，成土母岩为岩浆岩，土层厚96cm，腐殖质层23cm，立地指数15，海拔100～160m，平均坡度20°。属中亚热带沿海季风型气候地带，年均气温18.5℃，年均降水量1 610mm，高温多雨常相伴出现，年无霜期310d左右。小班造林面积5.733 3hm2，1995年栽植，初始密度2 280株/hm2，杉木纯林，林下植被以五节芒、蕨类为主，盖度0.7。2004年进行第一次抚育采伐，2009年进行第二次抚育采伐。2009年伐前林分平均胸径13.1cm、平均树高12.4m，林木株数1 440株/hm2，单位林分蓄积123.2m3/hm2。

2 试验设计与调查方法

2.1 试验设计 试验采用双因素完全随机不重复设计，A因素沿等高线排列设置4个水平，B因素按上、中、下坡位设置3个水平，共设12个小区，各试验小区面积为667m2，小区坡向基本相同。2009年下半年进行第二次抚育采伐，伐后各试验小区林分保留密度严格按试验设计要求，各小区之间保留3～5行（列）林木作为隔离带。施肥时间为2010年3月，施肥方法按常规进行。

2.2 研究方法 分别于2009、2015年12月，每木调查各个小区的林木胸径和树高，采用福建省杉木人工林二元立木材积公式V=0.0000872D1.785388607H0.9313923697计算各试验小区的立木材积。有关调查、计算方法按常规方法进行，统计分析采用DPS软件计算。

3 结果与分析

3.1 杉木本底值对试验结果的影响 为提高试验准确性，减少试验误差，试验设计时应遵循单一差异原则，但从2009年抚育采伐后林分状况调查结果（表1）可知，采伐时各试验小区保留密度可以严格按照试验设计控制外，其他林分因子如平均胸径、平均树高等不可能做到完全一致，对本试验结果可能存在影响。1919年英国植物生理学家Blackman认为，植物生长服从复利法则，植物在生长过程中植株越大，其生产的干物质就越多。因此，在分析试验结果数据前，以2009年伐后林分状况的平均胸径、平均树高为自变量，分别以伐后6年林分胸径、树高和蓄积等生长量为因变量建立回归方程，采用回归分析法，分别检验因变量与自变量之间的线性关系是否显著，以消除试验本底值对试验结果的影响。试验小区杉木6年生长量见表2，各回归方程经F值检验，杉木胸径、树高、林分蓄积等生长量方程的F值分别为2.152、1.961、0.787，均小于F0.05（2，9）=4.26，即试验本底值与各试验结果之间回归关系不显著，试验结果数据不必进行调整，可直接以6年生长量数据进行统计分析。

表1 各试验小区杉木林分间伐后调查结果（2009年）

[因素/项目 B1（250g） B2（500g） B3（CK） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） A1（1125株/hm2） 14.9 13.72 9.322 14.3 13.03 8.256 13.2 12.45 6.859 A2（900株/hm2） 14.5 13.52 7.007 14 12.94 6.318 12.5 12.15 4.867 A3（675株/hm2） 12.7 13.52 4.148 14.2 13.13 4.927 13.1 12.35 4.03 A4（1 350株/hm2） 12.8 12.45 7.791 12.2 12.54 7.199 11.3 11.86 5.961 ]

注：A因素为试验小区抚育采伐后保留密度，B因素为每株树木施肥数量，肥料种类为俄罗斯阿康复合肥，NPK含量均16%。

表2 各试验小区杉木林分6年生长量（2015年）

[因素/项目 B1（250g） B2（500g） B3（CK） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） 胸径（cm） 树高（m） 蓄积（m3） A1（1125株/hm2） 4.8 3.65 9.796 5.4 4.08 10.595 4.3 3.5 7.434 A2（900株/hm2） 5.4 3.81 8.532 5.9 4.4 9.23 4.8 3.68 6.257 A3（675株/hm2） 6.2 3.8 6.476 6.2 4.08 7.177 5.6 3.66 5.658 A4（1 350株/hm2） 4.7 3.87 9.731 5.2 3.68 10.046 4.1 3.37 7.116 ]

3.2 不同因素对杉木胸径6年生长量的影响 按照双因素完全随机不重复试验统计分析，不同因素对杉木中龄林6年生长量的影响见表3。由表3可知，林分不同保留密度和施肥二因素对杉木胸径6年生长量的影响均为极显著，采用Tukey法多重比较，密度因素中：处理3与其他3个处理之间差异极显著，处理2与处理4之间差异极显著，处理2与处理1之间差异显著，其余各处理之间差异不显著；施肥因素中：处理1、处理2与处理3（对照区）之间差异极显著，处理2与处理1之间差异显著，其余处理之间差异不显著。

从表2可知，对于林分胸径6年生长量，密度因素：处理3、处理2、处理1的分别比处理4的增加了28.6%、15.0%、3.6%，最好的为处理3，6年生长量为6cm、6年相对生长率为45.0%，由此说明，通过抚育采伐，林分密度越小，林分胸径6年生长量越大，这与其他的研究结果一致[5-6]；施肥因素：处理2、处理1的分别比处理3（不施肥）的增加了20.7%、12.2%，由此可知，杉木中龄林抚育采伐后通过施肥可以明显地促进林木胸径生长，而且施肥量较多的效果好于施肥量少的。

表3 不同因素对杉木6年生长量的影响

[因素 胸径 树高 林分蓄积 各显著水平F值 A（密度） 47.084** 1.944 22.878** F0.01（3，6）=9.78 F0.05（3，6）=4.76 B（施肥） 41.675** 8.708* 35.817** F0.01（2，6）=10.9 F0.05（2，6）=5.14 ]

3.3 不同因素对杉木树高6年生长量的影响 由表2、表3可知，密度因素对杉木树高6年生长量的影响不显著，密度处理2、处理3、处理1的6年生长量分别比处理4的增加了8.9%、5.7%、2.8%，以林分保留密度60株的最好、90株的最差。这说明，杉木中龄林伐后保留密度大小与树高生长的相关性不明显。施肥因素对杉木树高6年生长量的影响较显著，采用Tukey法多重比较，处理2与处理3之间差异显著，其余处理之间差异不显。处理2、处理1的树高生长量分别比处理3（不施肥）的增加了14.3%、6.5%，由此说明，中龄林杉木抚育采伐后施肥可以促进树高生长，而且施肥量较多的效果优于施肥量少的。

3.4 不同因素对杉木林分蓄积6年生长量的影响 由表2可知，对于密度因素的试验结果，采用不同的蓄积生长指标得出的评价结论是不同的。林木单株蓄积6年生长量最好的是处理3，为0.143 0m3，其次是处理2，为0.133 4m3，最差的是处理4，为0.099 6m3，林木单株蓄积随着林分保留密度的减少而增加；试验第6年（2015年）林分总生产量与伐前的相比，处理1、处理2、处理3、处理4的相对生长率分别为100.6%、91.6%、82.5%、126.2%，相对生产率最高的为处理4，其次为处理1，最差的为处理3；对于林分蓄积6年生长量，处理1、处理4、处理2的分别比处理3的增加了44.1%、39.3%、24.4%，林分蓄积6年生长量最大的为处理1，其次为处理4。从以上分析可知，处理3林分胸径6年生长量最大，但林分密度最小，林分蓄积6年生长量最小。由此可见，间伐后保留密度若不科学合理，不一定能提高林分蓄积生长量，这与谌红辉等认为抚育采伐能否提高林分总蓄积需到主伐时才能得到结论的研究结果相一致[7-9]。

从表3可知，密度因素对林分蓄积6年生长量的影响极为显著，采用Tukey法多重比较，处理3与处理1、处理4之间差异极显著，处理3与处理2之间差异显著，其余各处理之间差异不显著。由此说明，在试验区域杉木中龄林间伐后保留密度675株/hm2是不科学合理的，林分蓄积要保持较大的生长量，间伐强度应适中，保留合理的密度和蓄积量，才最适合林分生长。

从表3可知，施肥因素对试验小区林分蓄积6年生长量的影响均为极显，采用Tukey法多重比较，处理1、处理2与处理3之间差异极显著，其余各处理之间差异不显著。施肥处理2、处理1的林分蓄积6年生长量分别比处理3（不施肥）的增加了40.0%、30.5%，这说明中龄林杉木林分伐后施肥的效果极显著，而且施肥量较多的效果好于施肥量少的，对于生产实践具有很强的指导意义。

4 结论与讨论

（1）杉木中龄林抚育采伐后，林分胸径生长量随着保留密度的减少而增加，不同保留密度的林分胸径生长量差异极显著，保留密度为675株/hm2的林分胸径6年生长量为6cm、6年相对生长率为45.0%；林分不同保留密度对树高生长影响不显著，树高6年生长量与林分密度大小之间相关性不明显；林分不同保留密度对蓄积生长影响极显著，林分蓄积要保持较大的生长量，间伐强度应适中，林分保留密度和蓄积量应科学合理。

（2）杉木中龄林施肥对林分胸径、蓄积6年生长量的影响极为显著，对树高6年生长量的影响显著，胸径、树高和蓄积生长量均随着施肥量的增加而增加。每株林木施用复合肥500g与250g的林分蓄积6年生长量之间差异不显著，比不施肥的分别增加了40.0%、30.5%。

（3）对于杉木中龄林，若以提高林分蓄积为培育目标，当林分密度较低时不宜采用抚育采伐措施来促进林分生长，而应采用施肥措施；若以培育大径材为目标，则应减少林分保留密度，同时配合施肥措施来促进林木生长。

参考文献

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（责编：张宏民）