营造杉木火力楠混交林对林分生产力的效果研究

黄述河

(福建省清流国有林场，福建 清流 365300)

1 引言

火力楠又被称为醉香含笑，属于木兰科含笑属常绿乔木，这种乔木高达30 m，胸直径大约1 m，其切面相对光滑，美观耐用，是建筑建设以及家具的优质材料。火力楠对生长的立地条件要求不太严，能耐瘠薄、稍耐旱、适应性较强，是针叶树种混交的理想伴生树种，其与杉木混交造林后能促进杉木林分的生长，增加林分蓄积量，提高林地土壤肥力，可以防治杉木多代连作所造成的土地衰退现象，提高造林的经济效益。

2 火力楠杉木混交栽种培育的现实意义

近些年来，由于我国采用杉木或马尾松等单一纯针叶树种的造林，出现了地力衰退、病虫害增多等生态问题，其次单一的树种的种植，难以构成相对较完善的森林生态系统，且单一树种的栽种，也不利于栽培效益的提高，树种成活率得不到有效保障。鉴于大面积纯林栽植带来的种种弊端，林场于2000年就开始选用优良速生的乡土树种，并采用合适的栽培技术措施进行混交造林，且以杉木纯林作为对照。经过笔者十几年来对火力楠杉木混交林 、纯林生长状况的观察，火力楠和杉木进行混交栽培，可以造成植被之间高低错落，有利于促进混交林的养分循环，给火力楠杉木混交林生态系统中的其它动植物提供生存及发展的重要条件，有利于动植物生长繁殖，进而有利于生物多样化发展，为林地造林时树种搭配、混交比例、林种结构的调整及为培育高产、高效的杉木及火力楠良材提供一定的依据，是克服人工纯林弊端的有效途径之一。

3 火力楠杉木混交林栽培技术分析

3.1 试验地概况

试验地位于福建省清流国有林场007林班03大班010小班(东经116°48′29″，北纬26°1′53″)，地处福建省西北部，武夷山脉中段南侧，九龙溪上游，属于亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，冬少严寒，夏无酷暑，年平均气温17.9 ℃，年平均无霜期256 d，年降雨量1771.3 mm,空气相对湿度为79%。林地以Ⅱ、Ⅲ类地为主，土壤以红壤和山地红壤为主，土层较深厚、肥沃、湿润。

3.2 选择合适的苗木

试验地栽植的火力楠种子和杉木种子都是由市林场管理站种苗中心提供的优质良种，由当地田源乡田口村专业育苗户代育，这杉木和火力楠苗木在苗圃地中都是利用大田育苗的方式进行精心培育。在经过一年的幼苗培育后，栽植的火力楠幼苗高度在40～85 cm，地径的范围在0.45～0.80 cm，杉木幼苗的高度在35～50 cm，而地径范围在0.45～0.63 cm。

3.3 整地造林准备工作

2008年在当年的杉木采伐迹地利用不炼山造林整地方式，经过劈草清理后，采用1.8 m×1.8 m的规格进行定点，挖穴的规格面宽60 cm×60 cm，深度为40 cm，而底部为40 cm×40 cm的明穴，1 hm2种植3075株。试验林主要有3 种类型: 1种是杉木纯林，另2种是以杉木为主要树种，火力楠为伴生树种的混交林，混交模式为行带混交，混交比例为2∶1即每种植2行杉木后，种植1行火力楠(图1)和混交比例为3∶1即每种植3行杉木后，种植1行火力楠(图2)。

图1 混交比例2∶1混交林

图2 混交比例3∶1混交林

3.4 幼林的抚育工作

在试验地的杉木和火力楠种植后，于5月份进行扩穴培土工作，扩穴培土的规格是100 cm×80 cm，扩穴培土有利于为杉木火力楠提供生长空间，也有利于火力楠杉木的根系在土壤中生长，提高杉木火力楠栽种的成活率。在栽种后的前3a每年全面锄草抚育2次，第4、5a每年劈草抚育1次。在幼林抚育期间，可以根据杉木火力楠混交林的生长的实际情况，施加一定的肥料，最好是以磷酸甲为主的，这有利于杉木火力楠混交林的健康生长。

4 研究方法

4.1 标准地设置与调查

2018年6月在进行第一次抚育间伐前，分别在杉木火力楠混交林及杉木纯林林分内，选取立地条件基本相同；海拔高度基本相近；坡向和坡度基本相同；郁闭度基本一致的地方设置 9个标准地，即在上、中、下坡按杉木火力楠不同混交比例和杉木纯林各设1个，每个标准地面积为25.82 m×25.82 m。对标准地内的杉木和火力楠树高、胸径、树冠、枝下高等因子进行全面测量。

计算方法：立木材积按福建省二元材积计算公式计算。

V火力楠=0.000 052 76D1.88 216611H1.0090317

V杉木=0.00005806D1.955335H0.894033

蓄积量=单株平均立木材积X林分保留株数。

数据采用Excel和伐区调查设计软件进行处理。

4.2 土壤样品的采集与测定

分别在标准地内按“S”形布点，分别0～20 cm、20～40 cm土层采集土样，土壤物理性状测定采用环刀法和机械筛分法测定。

5 结果与分析

5.1 杉木火力楠混交林能提高林分的生长量，促进林木生长

从 10 a生杉木火力楠混交林和纯林的生长量状况可以看出(表1)：杉木与火力楠以3∶1混交模式的林木生长效果最佳，其各方面的因子平均值最大，3∶1混交林中林木平均树高、平均胸径与2∶1混交的杉木火力楠混交林和杉木纯林相比分别增大3.41% ,8.34% 和2.57% ,9.4%；平均单株材积和总蓄积量分别增大10.33% ,26.01% 和10.42% ,23.2% ，3∶1混交林中林木的生长速度快于2∶1混交的杉木火力楠混交林和杉木纯林的生长速度。在3种造林模式中，以杉木纯林生产力最低。经调查数据的对比分析，不同混交造林模

表1杉木火力楠混交林和杉木纯林生长量的比较

林分类型 混交比例 树种株/hm2 坡位 保存密度 平均树高h/m 平均胸径d/cm 树冠幅b/m 枝下高h/m 单株材积v/m3 蓄积量m/(m3·hm3)杉木×火力楠 2∶1 杉木 下坡 1905 9.7 11.70 2.45 4.78 0.0598 113.85 火力楠 1005 8.6 9.4 2.82 2.63 0.0324 32.55合计/平均 2910 9.3 10.91 2.58 4.06 0.0503 146.40 杉木 中坡 1920 9.1 10.90 2.45 4.78 0.0499 95.70 火力楠 1005 8.0 9.0 2.82 2.63 0.0278 27.90合计/平均 2925 8.7 10.25 2.58 4.06 0.0423 123.60 杉木 上坡 1995 8.7 9.70 2.45 4.78 0.0399 79.50 火力楠 975 7.6 8.50 2.82 2.63 0.0242 23.55合计/平均 2970 8.3 9.31 2.58 4.06 0.0347 103.05 平均 2935 8.8 10.150.0426 124.35杉木×火力楠 3∶1 杉木 下坡 2175 10.1 11.90 2.45 4.78 0.0639 138.90 火力楠 705 9.2 10.40 2.82 2.63 0.0428 30.15合计/平均 2910 9.9 11.53 2.58 4.06 0.0587 169.05 杉木 中坡 2205 9.7 11.40 2.45 4.78 0.0575 126.75 火力楠 720 8.4 9.4 2.82 2.63 0.0323 23.25合计/平均 2925 9.4 10.91 2.58 4.06 0.0513 150.00 杉木上坡 2190 8.0 9.05 2.76 5.15 0.0315 68.85 火力楠 780 7.8 8.3 2.94 2.72 0.0308 24.00合计/平均 2970 7.95 8.82 2.79 4.54 0.0313 92.85平均 2925 9.1 10.41 0.0470 137.30杉木纯林 杉木 下坡 2925 9.1 10.20 2.30 5.21 0.0451 131.71 杉木 中坡 3015 8.3 9.70 2.30 5.21 0.0380 114.30 杉木 上坡 3045 7.7 8.70 2.30 5.21 0.0291 88.35 平均2995 8.4 9.52 2.30 5.21 0.0373 111.45

式的林分中各树种的树高、胸径、单株材积及林分蓄积量存在显著差异，主要的原因是杉木与火力楠混交后两树种能互利共生，火力楠的树叶干枝等凋落物量大且易分解，分解物能够改良土壤、提高地力质量，为林木生长提供了充足的养分，因而提高了林分的生长量。

5.2 杉木火力楠混交林提高树冠空间分布，促进林分生长

在杉木火力楠混交林(表1)中火力楠的冠幅宽度和树冠厚度比杉木大，树高和枝下高却比杉木小，杉木和火力楠的林冠基本上属于同一个林层，而且林冠结构较为紧密 即能够充分利用营养空间，又能为杉木生长创造较好的侧荫条件，促进了林木的生长，因此混交林生长比纯林较快。

5.3 杉木火力楠混交林提高了林分的光能利用率

杉木火力楠混交林(表1)中杉木的枝叶主要分布在4.7～9.3 m，而火力楠的枝叶主要分布在2.63～8.4 m，可见杉木、火力楠能够分层充分利用光照空间，提高光能的利用率。混交林中杉木的生物量比杉木纯林分布更均匀，杉木的树干尖削度较小，说明与火力楠混交更有利于杉木干形的生长。

5.4 杉木火力楠混交林改良了林地土壤结构，改善了林分涵养水源功能

与杉木纯林相比，杉木火力楠混交林的林分结构比较复杂，空间分布层次较多，能够形成大量的凋落物，覆盖在林地地表层，减少林地水分的蒸发，涵养了林地水源，对土壤物理性质起着很好的改善作用。从杉木火力楠混交林与杉木纯林的物理性状分析(表2)可以明显看出，杉木火力楠混交林林地的土壤持水量、孔隙状况及通气度等物理性质均明显高于杉木纯林。以杉木火力楠混交林林地厚度为0～20 cm层土壤为例，混交林林地土壤在该层次密度比纯林该层次土壤密度低9.1%和10.0%，重量湿度、最大持水量、毛管持水量和田间持水量分别比纯林林地土壤增加7.5%、8.5%，6.6%、9.0% 和13.9%、15.4% ，总孔隙增加12.3%、13.0% ，通气度提高10.2%、11.1% ，说明杉木火力楠混交能够改善土壤物理性质，使混交林林地土壤具有良好的团聚体结构，土壤的通气性、透水性及保水性均能得到相当程度的提高。原因在于杉木火力楠混交后，火力楠的枯枝落叶量丰富，有利于土壤中各种微生物的活动，改变了土壤理化性质，对疏松土壤及形成良好的结构起到了一定作用，使林地水分的容蓄能力增加，从而使混交林表现比纯林更好的涵养水源、保持水土的功能。

表2杉木火力摘混交林与杉木纯林水分物理性状比较

林分类型 坡位 层次/cm 容量g/cm3 重量湿度/% 毛管持水量/% 最大持水量 /%总孔隙度/% 毛管空隙度/% 杉木×火力楠 下坡 0～20 0.95 39.22 45.50 57.27 54.50 44.50 2∶1 20～40 1.03 32.43 43.86 54.06 51.00 42.00 中坡 0～20 0.99 35.73 46.61 56.85 55.00 45.50 20～40 1.14 31.65 36.73 41.33 48.50 43.00 上坡 0～20 1.05 34.83 42.95 50.54 53.00 45.00 20～40 1.33 33.62 30.47 35.23 45.50 41.00 平均 0～20 1.00 36.59 45.02 54.89 54.17 45.00 20～40 1.17 32.57 37.02 43.54 48.33 42.00杉木×火力楠 下坡 0～20 0.93 40.27 46.97 61.50 56.5 0 44.00 3∶1 20～40 0.99 34.72 42.68 58.29 53.00 43.00 中坡 0～20 0.96 36.56 47.54 58.32 56.00 45.50 20～40 1.10 32.74 37.92 42.75 49.00 44.50 上坡 0～20 1.07 33.96 42.77 49.35 52.50 46.00 20～40 1.33 32.08 30.05 33.67 45.0 41.00 平均 0～20 0.99 36.93 45.76 56.39 55.00 45.17 20～40 1.12 33.18 36.88 44.90 49.00 42.83杉木纯林 下坡 0～20 0.97 37.25 41.05 54.21 51.00 41.50 20～40 1.12 30.43 39.58 50.22 47.00 40.50 中坡 0～20 1.08 33.65 39.74 52.34 49.00 41.00 20～40 1.29 31.73 37.25 46.76 44.50 38.50 上坡 0～20 1.24 31.06 38.20 48.65 46.00 39.5 20～40 1.47 31.34 30.45 40.27 43.50 38.00 平均 0～20 1.10 33.99 39.66 51.73 48.67 40.67 20～40 1.29 31.16 35.76 45.75 45.00 39.00

6 火力楠杉木混交林栽种的注意事项分析

在火力楠杉木混交林栽种过程中，火力楠的冠幅生长速度比杉木生长快，所以要采取有效措施控制火力楠生长过程中对杉木的影响，尽量避免火力楠生长挤压杉木生长空间的问题出现。此外，在火力楠杉木混交林栽

种过程中，即使是同一个区域，火力楠杉木混交林栽种位置不一样，也会有不同的生长效益出现(表1)，尤其是在上坡位置，3∶1混交林模式中林木平均树高、平均胸径、蓄积量等都比2∶1混交的杉木火力楠混交林模式较小，所以在火力楠杉木混交林的栽种过程中，要注意在上坡位置栽植时要合理选择混交比例，这样可以提高林木的生长量。

在火力楠杉木生长一定时间后，必须安排抚育间伐工作，这样有利于在火力楠杉木生长过程中的环境优化，进而保证混交林更好的生长，提高火力楠杉木的生长质量。一般在混交林的,8～10年间安排第一次间伐，进行第一次抚育间伐时可以蓄积16%～30%的(株数的21%～35%)强度进行有效采伐；14～16年间安排第二次间伐，第二次抚育间伐采伐强度为蓄积的15%～25%(株数的20%～30%)进行，每次间伐后必须确保郁闭度达0.6以上。抚育间伐时一定要遵循抚育间伐的原则，保证火力楠进一步生长的能力，通过抚育间伐后可以合理地控制火力楠杉木混交林的林木密度，有效改善火力楠杉木混交林的生长环境，进而提高混交林的生长效益。

7 结语

在林业生产中为了避免栽植纯林带来地力衰退、产量下降、病虫害严重、生态恶化等弊端，通过笔者通过多年的森林培养探索分析，发现杉木火力楠混交林的生长效果明显优于单一火力楠或杉木的生长效果，如果能够进一步提高杉木火力楠混交林的栽培技术，不仅可以提高林分的生长量、又可以改良土壤的肥力。通过试验地几种不同混交比例的对比，杉木火力楠3∶1 混交模式造林的林分生长效果较好，产生的经济效益最佳。因此用火力楠与杉木混交造林栽培的模式值得在南方林区推广。