米老排马尾松混交林生长分析及混交模式选择

洪永辉，林能庆，黄钦忠，张森行，熊玉祯，蓝融钰

(1.福建省龙岩市林业种苗站，福建 龙岩 364000；2.福建省上杭白砂国有林场，福建 龙岩 364205)

米老排(MytilarialaosensisLecomte )是金缕梅科(Hamamelidaceae)壳菜果属(Mytilaria)常绿阔叶乔木，为南方速生优良用材树种，在福建、江西多地引种[1]；为南方多省市水土保持、土壤改良及防火林带的首选优良树种[2]。马尾松(PinusmassonianaLamb.)是我国南方山地重要的速生工业原料林树种，常作为土壤瘠薄山地造林绿化首选树种。20世纪在Ⅲ、Ⅳ类型立地采用马尾松造林，多数提倡一锄法或飞籽造林，民间形成“三年不见林，五年不见人”的传说。但针叶纯林存在生物多样性单一、森林生态日益恶化、病虫害严重、地力衰退及林分产量不高等突出问题。而我国南方水热条件优越，树种繁多，林木生长快，是培育速生高产用材林的重要基地。提高林分质量，改变生态环境，加快土壤改良步伐，关键是选择速生阔叶树种，营造混交林。福建省上杭开展了广西米老排引种及针阔混交林营建试验。为筛选速生阔叶树种和混交林最佳模式提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和试验设计

试验点位于武夷山脉南段东坡玳帽山延伸的低山丘陵地——龙岩市上杭白砂林场，地处116°30″ E，25°07″ N，海拔500～586 m，年均气温19.2 ℃，极端最低温-6 ℃，年均降水量1 732 mm，无霜期295 d。地貌为高丘，中坡，坡度15～20°，红壤，林下植物为芒萁骨等，立地类型为Ⅲ类，土层厚度为0.5 m 以上。面积13.3 hm2。试验地内1991年底进行劈草炼山整地挖穴，穴规格40 cm×30 cm×25 cm。1992年造林，随着林分生长分别进行2次下层疏伐。

将林地划分为36个高密度棋盘格式标准地，其面积为12 m×12 m，重复2次，随机区组排列。每个标准地设计1个混交组合，其混交比例分别采用米1马1(A1)行间混交和米1马1(A2)、米2马1(A3)、米1马2(A4)、米3马1(A5)、米1马3(A6)株间混交等6种混交比例。密度按株行距2 m×1 m(B1)、2 m×1.1 m(B2)、2 m×1.25 m(B3)、2 m×1.67 m(B4)、2 m×2.5 m(B5)、2 m×3.3 m(B6)等6种设计，分别在林分5年生和22年生时对标准地进行调查，其调查因子为树高、胸径、冠幅、土壤剖面。

1.2 调查统计分析方法

分别调查树高和胸径，采用福建省林业厅编制的《马尾松、阔叶树二元立木材积表》计算各树种单株材积，不同密度单位面积蓄积量按各树种平均木单株材积乘以相应树种单位面积株数计算。采用Excle和SAS统计软件[3]进行数理统计及方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同混交比例和密度林分生长分析

2.1.1 米老排+马尾松混交林与纯林林分生长性状差异分析 由表1可看出，米老排+马尾松混交林蓄积明显高于纯林，并随着林木生长发育，木材蓄积增长速度加快，而米老排一直为林分优势木，其树高、胸径生长速度优于马尾松。林分在5年生时，混交林蓄积比纯林增长27%。而22年生时混交林树高、胸径、单株材积均大于马尾松纯林。其混交林蓄积比纯林增长186%。而混交林中马尾松胸径、树高生长速度均大于马尾松纯林。但混交林的马尾松冠幅小于纯林马尾松。研究表明：混交林能促使干形圆满通直，能充分利用空间，促使马尾松整枝，并改善林分结构，增加针阔凋落物，增强涵养水源能力，改善林木生长环境，使单位面积蓄积量显著增加。混交林的经营效益显著。

表1 米老排+马尾松混交林与纯林生长比较

表2 米老排+马尾松不同混交比例林分生长比较

2.1.2 米老排+马尾松不同混交比例林分生长性状差异分析 由表2看出，混交比例直接影响混交的成效和蓄积量。米老排+马尾松混交林在5年生、22年生时林分蓄积差异十分显著。5年生以马1+米2株间混交比例最优，其次是马1+米1行间混交；各混交比例林分单位蓄积在12.23～26.91 m3·hm-2之间，其中：A1～A3的混交比例蓄积量高于马尾松纯林15.33 m3·hm-2，而A4～A6的混交比例单位蓄积量均低于马尾松纯林。其林分蓄积排列为A3>A1>A2>A5>A6>A4。分析可知：A1～A3其造林密度较低，为2 000～3 500株·hm-2，而A4～A6其造林密度高达4 500～5 500株·hm-2。说明密度过大有利于林分郁闭，但因林木竞争激烈，造成林木生长缓慢。米老排为常绿阔叶树，幼年期枯枝落叶少，无法发挥涵养水分的作用。但随着林木生长和卫生伐及下层间伐等营林措施实施，22年生时各混交林分化显著，形成以米老排为优势的混交林，马尾松多数为被压木，不同混交比例和方法按蓄积排序为A3>A1>A4>A2>A5>A6，其林分蓄积在233.79～458.80 m3·hm-2之间，均高于马尾松纯林114.03 m3·hm-2。表明米老排速生，其枯枝落叶增多，具有涵养水分、改善地力作用。前期造林密度偏大，林木竞争激烈，林木自然整枝大，直接影响到林木后期生长。

分析可知，A1、A3、A5混交比例通过下层疏伐及卫生伐现为米老排纯林，疏伐后保留株数排序为A5>A3>A4>A6>A1>A2。因此，合理的混交比例和方式有利于林木生长。米老排是营造混交林首选速生树种。

2.1.3 米老排+马尾松不同造林密度对混交林林分生长性状差异效应 合理的造林密度能使林分尽快郁闭，促使林分生长发育，可获得较高的收益。造林密度大，幼林郁闭早，会影响林木生长发育，直接影响林分产量和质量。林分过密导致林木竞争激烈，林分分化明显，树高、胸径生长显著下降，形成低效林分；密度小郁闭晚，直接影响林分的稳定性和林木生长发育及幼林抚育的年限。

表3 米老排+马尾松混交林混交密度生长差异比较分析

表3表明，5年生不同造林密度混交林林木生长差异显著，林木胸径、树高生长直接受密度控制，不同密度的混交林分平均胸径在4.02～6.63 cm，排序为B6>B5>B4>B3>B1>B2，最大单株胸径为6.7 cm。平均树高在3.08～5.48m，其排序为B6>B5>B4>B3>B2>B1，最大单株树高为6.15 m，而不同密度马尾松纯林胸径在3.5～5.7 cm、树高在2.95～4.05 m。其排序与混交林基本相同。混交林或马尾松纯林最大胸径、树高均出现密度2 m×3.3 m标准地内，表明密度越稀，光合作用越明显，胸径、树高生长越快。低密度的混交林胸径和树高生长明显大于纯林。从林分蓄积分析可知，高密度纯林马尾松单位蓄积高于混交林林分蓄积，而低密度的混交林蓄积明显大于纯林。其林分蓄积排序为B4>B5>B6>B1>B2>B3。而马尾松纯林蓄积排序为B1>B3>B4>B2>B6>B5。表明前期造林密度越大，其单位面积蓄积越大，但混交林的单位蓄积变化与米老排相关。到近成、过熟林分更能充分体现混交林分生长优势，22年生林分通过下层疏伐和卫生伐，其混交林林分蓄积显著高于马尾松纯林，混交林林分蓄积比对照马尾松纯林增长1.56～7.3倍。混交林中米老排处于林分上层为优势树种，其混交林分蓄积排序为B4>B5>B6>B3>B1>B2。表明合理的造林密度可获得最大的经济效益。

2.2 米老排+马尾松不同混交比例和密度的方差分析

分析可知，5年生、22年生混交林胸径均值为4.92 cm、16.53 cm，变异系数为15.78%、8.04%；树高均值为3.86 m、16.11 m，变异系数为10.11%、7.41%；单株材积为0.005 3 m3、0.207 m3，变异系数为29.24%、27.59%；单位蓄积量为18.47 m3·hm-2、229.83 m3·hm-2，变异系数为43.36%、28.95%。方差分析可知：密度对5年生林分树高生长影响存在不同程度差异，22年生时胸径、树高其生长存在不同程度差异，其胸径、树高差异均达极显著水平；而其他方面均无显著差异(表4)，而22年生林分蓄积仅在混交林与纯林存在极显著差异。

表5 米老排+马尾松不同混交比例和密度单株材积多重比较

说明：表格中左下角为22年生多重比较值，右上角为5年生多重比较值(下同)

表6 米老排+马尾松不同混交类型、比例、方法和密度林分蓄积多重比较

2.3 米老排+马尾松不同混交比例和密度单株材积、林分蓄积多重比较

为检验分析不同混交比例和密度的造林成效，分别采用Duncan方法进行多重比较，分析可知22年生不同混交比例其林分单株材积和单位蓄积无显著差异，仅马1米1株间混交与马3米1株间混交对蓄积生长存在显著差异。树高分析可知，行间混交平均树高最大，与株间混交差异达极显著，而株间混交之间无显著差异，仅马3米1(A6)与其他株间混交有一定的差异。而低密度(B4、B5、B6)混交平均树高在18.3～18.8 m之间，与高密度(B1、B2、B3)混交树高差异达极显著水平。胸径分析可知，行间混交平均胸径最大，与株间混交达显著和极显著差异。而低密度(B6、B5)平均胸径在19.09～20.61 cm，与其他混交密度达极显著差异。5年生不同混交比例和密度其单株材积其林分蓄积和单株材积差异达极显著。而5年生混交密度和比例对树高、胸径生长影响基本与22年生相同。说明马尾松、米老排混交在幼龄时，其生长量直接受混交比例和密度的控制，但因林分株数不同造成单株材积和蓄积有一定的差异，通过下层疏伐和卫生伐，根据培养目标调整林分结构，才能实现最大化收益目标。

2.4 米老排+马尾松混交林最优模型选择

综上所述，米老排+马尾松混交林中马尾松不论是树高、胸径、蓄积等生长指标，还是生长速度等方面，均优于马尾松纯林。说明混交起到促进马尾松个体和群体生长的作用。而营建混交林能否成功的关键是混交比例与密度的选择。马尾松造林地一般选择在Ⅲ、Ⅳ类林地，存在立地条件差，地力衰退现象。而米老排生物量较大，其枯枝落叶多，能有效地提高林地利用率和改善生态环境。但米老排幼年生长快，枝叶浓密，叶面指数高，对强阳性树种马尾松来说，光照较弱势必影响其生长[4]。因此选择合理的造林密度和混交比例，能合理调节米老排与马尾松之间的种间关系，获得最大经济效益。研究表明营造米老排、马尾松混交林，应采用2 m×1.67 m密度挖穴，米老排、马尾松按1∶1行间混交为最佳混交模式。可实现改善地力和提高马尾松生长量目的，并通过营林措施及抚育间伐逐步将林分改造为以米老排或马尾松为优势的林分。研究表明米老排是现有马尾松人工纯林及大径材培育近自然改造复层林或异龄混交林首选树种[5-8]。

3 结论与讨论

营造米老排、马尾松混交林能改善生态环境，涵养水源，提高林分的生产力[2-9]。是现有马尾松纯林改造使之演变为针阔混交复层林和异龄林分首选阔叶树。

经对米老排、马尾松混交试验林5年生和22年生林分生长数据分析表明：5年生、22年生混交林分胸径均值为4.92 cm、16.53 cm，树高均值为3.86 m、16.11 m，单株材积为0.005 3 m3、0.207 m3，单位蓄积量为18.47 m3·hm-2、229.83 m3·hm-2，混交林中马尾松树高、胸径、蓄积等生长指标和生长速度等方面，均优于马尾松纯林。说明混交起到促进马尾松个体和群体生长速度。研究表明，营造米老排、马尾松混交林应采用2 m×1.67 m密度挖穴，米老排、马尾松按1∶1行间混交为最佳混交模式。可实现改善地力和提高马尾松生长量目的，并通过营林及抚育间伐措施逐步将林分改造为以米老排或马尾松为优势的林分。

[1] 洪永辉，林能庆，张著奎，等.米老排人工林经济效益分析及评价[J].林业勘察设计，2017，37(2)：24-28， 33.

[2] 黄正暾，王顺峰，姜仪民，等.米老排的研究进展及其开发利用前景[J].广西农业科学，2009，40(9)：1220-1223

[3] 黄少伟，谢维辉.实用SAS编程与林业试验分析[M].广州：华南理工大学出版社，2001：36-44

[4] 郭文福，蔡道雄，贾宏炎，等.马尾松与红锥等3种阔叶树种营造混交林的生长效果[J].林业科学研究,2010,23(6)：839-844

[5] 梁建平，龙定健，曹艳云．松阔人工异龄混交林营造技术[J]．广西林业科学，1997，26(13)：106-111

[6] 朱宏光,陆晓明 ,温远光，等.马尾松人工林近自然化改造对林分的影响[J].广西科学,2014，21(5)：477-483

[7] 罗应华，孙冬婧，林建勇，等．马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响[J]．生态学报，2013，33(19)：6154-6162

[8] 唐守正.全国木材战略储备生产基地营造林模式及典型案例[M] 北京：中国林业出版社，2014

[9] 北京林学院.造林学[M].北京：中国林业出版社，1981:176-181