杉木低比例混交福建柏的生长效应

林华忠

(福建省将乐国有林场，福建 将乐 353300)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)生长快、材质好、用途广，是我国重要的速生用材树种之一，也是福建省主要的用材造林树种[1]。作为我国集约化种植程度较高的树种，杉木在南方主要产区多以营造纯林为主，致使土壤细菌群落多样性和丰富度显著低于自然林和杉阔混交林[2]。特别是杉木连栽人工林中，1代林中土壤细菌数量高于2代、3代林，且立地衰退严重[3]，林分结构单一，病虫害危害风险升高[4]。而营造混交林，改善林分空间结构和土壤理化性质，维持土壤地力是杉木可持续发展的有效途径。黄宇等[5]研究发现杉木与火力楠混交林C、N贮量要高于杉木纯林。陈欣凡等[4]比较了杉木千年桐混交林与杉木纯林土壤的理化性质，发现混交林土壤容重和总孔隙度优于杉木纯林，并缓和了土壤酸度。封磊等[6]分析了杉木混交林乔木层结构及其动态变化，认为杉木与楠木、檫木、樟树、观光木等树种的混交林中，杉木长势均优于杉木纯林。作为我国二级保护植物，福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry et Thomas)被认为是一个优良的混交树种[7-8]。盛炜彤等[8]研究了14年生福建柏混交林的生长、空间分布格局和生物量的特征，认为混交福建柏能促进杉木生长，拓宽了杉木人工林混交树种范围，从此福建柏作为杉木人工林培育中的混交树种逐步得到重视。已有研究表明，合理营建杉木福建柏混交林能有效维持地力，促进林分生长，构建良好的空间分布格局，能形成有利于杉木生长的生境[8-13]。纵观已有的研究报道，杉木与福建柏的混交比例不一，多数报道以高比例混交福建柏(福建柏比例大于50%)的混交林为对象[8，10，13]，从生长量、地力维护等生态效应方面来探讨混交效果。本文着重从杉木生长、木材基本密度方面来分析低比例混交福建柏(福建柏比例小于30%)对杉木人工林生长的影响，探讨对杉木生长和木材材性有良好促进或改善效果的混交比例，以期为杉木人工林可持续经营提供参考。

1　试验点概况

试验点位于福建省三明市将乐县，为杉木中心产区[14]。试验林位于117°26′59″E、26°43′52″N，为福建省将乐国有林场经营区061林班2大班8小班，面积3.73 hm2。属中亚热带季风气候，温暖湿润。年均气温18.7 ℃，≥10 ℃年有效积温5500～6800 ℃。年均降水量1669 mm，年均相对湿度82%，年均无霜期287 d。下坡，坡向西南。海拔231～250 m。山地红壤，Ⅲ类立地质量等级。

2　材料与方法

2.1　试验设计

福建柏混交比例设置3个水平：25%、15%、5%，梅花状混交。每种混交比例种植0.67 hm2，同时种植杉木纯林为对照。

2.2　试验林营建

杉木用种为福建省邵武卫闽国有林场杉木第1代种子园良种，福建柏用种为将乐县商品种，2000年播种育苗。2001年春营建试验林，炼山整地，挖明穴回表土，穴规格50 cm×40 cm×30 cm，造林前7 d每穴施过磷酸钙250 g为基肥。初植密度2500株·hm-2，根据杉木速生丰产林培育技术规程[14]抚育管理，2009年卫生伐1次。

2.3　调查与统计方法

2017年9月，在每种混交比例试验林中(包括对照)设置20 m×20 m样地各1块，每样地每木调查树高、胸径。按V杉木=0.00005877042D1.9699831H0.89646157、V福建柏=0.00005685D1.629996H1.261954分别估算杉木、福建柏单株立木材积[15-16]。

在每块样地中分别选取杉木平均木3株，在胸高处钻取木芯以测定木材基本密度[17]。木材基本密度以饱和含水量法测定：BG=1/[(M-M1)/M1+1/DW]，式中，BG为木材基本密度(g·cm-3)；M为木芯水饱和时的重量(g)；M1为木芯烘干时(105 ℃)的恒重(g)；DW为构成细胞壁的木材物质的比重，取平均值1.53[18]。

采用无重复单因素方差分析，以单株为单位比较各混交比例间生长差异。样地调查情况见表1。

表1　样地概况

3　结果与分析

3.1　混交试验林总体生长情况分析

由表2可知，试验林17年生时平均树高、胸径、单株立木材积、木材基本密度分别为10.28 m、13.4 cm、0.09205 m3、0.34569 g·cm-3。林分生长一般，这主要是由于造林地肥力较低，为Ⅲ类立地所致。

表2　试验林17年生时平均生长情况

由表3可知，试验林17年生时，杉木(含纯林对照)平均树高、胸径、单株立木材积、木材基本密度分别为10.55 m、13.6 cm、0.09844 m3、0.33937 g·cm-3，混交林中福建柏的平均树高、胸径、单株立木材积、木材基本密度分别为8.83 m、11.9 cm、0.05667 m3、0.37215 g·cm-3。变异系数均为单株立木材积最大，木材基本密度最小，与相关报道相符[16-17]。由于种植在Ⅲ类立地，杉木与福建柏的生长表现一般，但总体而言杉木生长优于福建柏，但与相关研究相比，生长差异更小[8，11]，这可能是由于福建柏具有耐瘠薄的生物学特性，在立地较差条件下缩小了与杉木的生长差异所致。

表3　试验林17年生时平均生长量

表4　不同混交比例混交林中杉木生长方差分析

*：Sig.<0.01为差异极显著，0.01≤Sig.<0.05为差异显著，Sig.≥0.05为差异不显著；下同。

3.2　不同混交比例对杉木生长的影响

不同混交比例的杉木福建柏混交林中杉木生长及木材基本密度的方差分析结果(表4)表明，除了木材基本密度不同混交比例间达到显著差异外，树高、胸径、材积在不同混交比例间差异均不显著。但进一步的LSD多重比较(表5)表明，与杉木纯林相比，混交15%福建柏的混交林中，杉木平均树高为11.10 m，明显比杉木纯林(10.22 m)高8.61%；木材基本密度为0.35300 g·cm-3，明显比杉木纯林(0.33066 g·cm-3)大6.76%，；混交25%、5%福建柏的混交林中，杉木平均胸径分别为14.1 cm、14.2 cm，分别比杉木纯林(12.6 cm)大11.75%、12.54%；所有混交林中，杉木单株立木材积均比纯林(0.07891 m3)大32.78%以上。不同比例混交福建柏的混交林间，杉木的生长差异不显著。可见，只要在杉木人工林中混交5%以上的福建柏，即可有效促进杉木的生长，特别是单株立木材积。同时也可得知，混交5%～25%的福建柏对杉木生长的正向影响相当。然而对杉木木材基本密度的影响，则是混交15%的福建柏的混交林具有最好的正向影响。

表5　不同混交比例混交林中杉木生长LSD多重比较

3.3　不同混交比例对福建柏生长的影响

不同混交比例下，混交林中福建柏生长及木材基本密度的方差分析结果(表6)表明，树高、木材基本密度在不同混交比例间差异达显著、极显著水平，胸径、单株立木材积在不同混交比例间差异均不显著。进一步的LSD多重比较(表7)表明，混交15%、25%的福建柏混交林中，福建柏的平均树高分别为9.21 、9.15 m，均显著高于混交5%福建柏的混交林。而混交5%福建柏的混交林中，福建柏的木材基本密度达到0.40544 g·cm-3，显著大于其它2种混交比例的混交林。可见，不同福建柏混交比例对福建柏的生长影响不像对杉木的影响那样呈现规律性，还需进一步深入研究。

表6　不同混交比例福建柏生长方差分析

3.4　不同混交比例混交林蓄积量比较

福建柏不同混交比例的混交林与杉木纯林蓄积量的对比分析结果(表8)表明，混交25%、15%、5%福建柏的混交林，单位面积总蓄积量分别为178.7907、188.4641、186.2480 m3·hm-2，分别比杉木纯林(154.1394 m3·hm-2)提高15.99%、22.27%、20.83%，以福建柏混交比例为15%时总蓄积量最大，杉木蓄积量也比杉木纯林大6.39%。

表7　不同混交比例福建柏生长LSD多重比较

表8　不同混交比例的混交林蓄积量分析

3.5　不同混交比例混交林林分结构

样地内杉木、福建柏的生长和木材基本密度分布正态性检验图见图1、图2。从图中可知，样地中杉木、福建柏的生长和木材基本密度基本接近正态分布，符合林木生长一般规律。说明混交福建柏比例5%～25%的混交林目前林分结构比较合理，这对林木的生长有利，有较大的生长潜力。当然，随着林木的生长，林分结构、种间关系会发生变化，还需要继续观测，并通过间伐、修枝等措施来调整林分结构和种间关系。

图a、c、e、f中曲线为拟合正态分布曲线，下同。图1　试验林中杉木生长、木材基本密度分布正态性

图2　试验林中福建柏生长、木材基本密度分布正态性

4　结论与讨论

本研究分析了混交5%～25%福建柏的杉木福建柏混交林中杉木的生长和木材密度变化情况，发现在杉木人工林中低比例混交福建柏，对杉木树高、胸径、材积和木材基本密度均产生了一定的促进作用。混交15%的福建柏能使杉木树高生长提高8.61%，木材基本密度提高6.76%；而混交25%、5%的福建柏能使杉木胸径生长分别提高11.75%、12.54%；混交25%、15%、5%的福建柏能使杉木单株立木材积增加，分别比杉木纯林提高32.78%、36.04%、36.53%，混交林分总蓄积量分别比杉木纯林提高15.99%、22.27%、20.83%。总体而言，混交15%福建柏的混交林对杉木人工林生长、木材基本密度和蓄积量均有明显的促进作用。

盛炜彤等[8]对14年生杉木、福建柏混交林(福建柏比例为74.45%)的生长进行分析，认为混交福建柏不仅能有效促进杉木生长，还能延缓杉木高生长衰退。混交林中杉木平均树高、胸径分别比杉木纯林大5.5%、7.8%，13 a林龄时混交林中杉木树高的连年生长量较9 a林龄时低14%，而同期杉木纯林则低35%，提出了福建柏为杉木人工林培育的优良伴生树种这一结论。黄晓东[11]、张任好[12]利用树干解析方法分析了20年生杉木、福建柏混交林中杉木和福建柏树干生长规律，指出杉木和福建柏具有不同的生长势，2个树种混交能形成稳定的复层林结构而协调生长，在Ⅰ类和Ⅱ类立地条件下，应以杉木为目的树种，福建柏为伴生树种营建混交林。

本研究认为在Ⅲ类立地混交15%的福建柏对杉木人工林生长和木材密度有着最佳促进作用，但在此种立地条件、混交比例下，林分结构及其动态变化、地力恢复、生态效应、种间关系等规律的揭示，还需对试验林进行持续跟踪调查、分析，逐步深入研究。

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勘误说明

本刊2017年第4期《孝义市古树名木特征及其保护》一文有误，现在更正如下：

第131页中作者单位“(孝义市园林绿化局园林学院，山西 孝义 032300)”应更正为“(孝义市园林绿化局，山西 孝义 032300)”。