杉木林下套种南方红豆杉初步研究

易晓冬

(福建省沙县木材经营总公司，福建 沙县 365051)

1 引言

杉木(Cunninghamialanceolata)是闽北山区主要的人工用材树种，以往杉木人工林经营的目标多以中小径材为主，随着人们对生态环境保护的意识增强和市场对大规格材的需求增加，杉木林经营逐渐转为长周期大径材的目标发展。杉木林采伐年限延长就需要考虑林地的持续利用和短期效益问题，在经营大径材的杉木林下种植合适植物是林地收获长短期效益的可行方法。南方红豆杉(Taxuschinensis)是珍贵的材用、药用和观赏树种，该树种具有耐荫的特性[1～3]，通过杉木林下套种南方红豆杉可以充分利用林地空间，长短期效益相结合，有效提高林地的利用率。为此，在沙县开展了杉木林下套种南方红豆杉的试验，探索林下南方红豆杉生长的合适郁闭度以及杉木-南方红豆杉复层林土壤肥力状况，为杉木林下种植南方红豆杉提供参考。

2 试验地概况

试验地位于沙县富口镇岩地村36林班8大班6小班，地理坐标东经117°43′40″、北纬26°25′34″，中亚热带山地气候年降雨量1800 mm左右，年平均气温19.3℃全年无霜期255 d，四季较为明显夏季暑热冬季寒冷低山丘陵地貌，海拔200～300 m，土壤为红壤，立地类型为Ⅱ类地，坡度10～20°。2002年冬，在岩地村36林班8大班6小班营造杉木纯林，2019年3月调查，林分平均胸径14.5 cm、平均树高15 cm，保存密度为1275株/hm2。林下主要植被有金毛蕨等。

3 研究方法

3.1 试验设计

2016年春，在岩地村36林班8大班6小班杉木林下套种南方红豆杉，套种前，先用方格法对杉木林的郁闭度进行计算，根据计算结果将杉木林的郁闭度划分0.40～0.49、0.50～0.59和0.60以上3种，然后分别在不同郁闭度的杉木林下种植2年生的南方红豆杉，套种试验采取随机设计，3次重复，每重复3块试验小区，每小区面积600 m2。套种前进行林下挖穴，穴规格50 cm×40 cm×40 cm，种植株行距2 m×3 m。

3.2 试验林调查

杉木林下套种南方红豆杉后，每年进行生长情况调查。2019年3月，对套种的南方红豆杉进行全面调查，调查每株南方红豆杉的高度、地径。对套种南方红豆杉的试验小区和没有套种南方红豆杉的杉木林地随机布设5个土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm土层分别取土样用于土壤物理性状测定[4，5]。

4 结果与分析

4.1 杉木林下南方红豆杉生长情况分析

通过对郁闭度分别为0.40～0.49、0.50～0.59和0.60以上的杉木林下南方红豆杉的生长情况调查，结果显示(表1)，随杉木林郁闭度增加，南方红豆杉的生长加快，在杉木林郁闭度为0.50～0.59时生长量最大，然后随杉木林郁闭度增加其生长下降。在杉木林郁闭度为0.50～0.59时，南方红豆杉的高度、地径与杉木林郁闭度为0.40～0.49时相比分别增加了24.6%、44.4%，与杉木林郁闭度为0.60以上时相比分别增加了48.3%、73.3%。经方差分析(表2)，不同郁闭度的杉木林下南方红豆杉的高度和地径差异均达到极显著水平。说明杉木林郁闭度对林下南方红豆杉生长的影响很大，本试验中，南方红豆杉生长最合适的上层林郁闭度为0.50～0.59。

4.2 杉木-南方红豆杉复层林与杉木纯林土壤物理性质比较

4.2.1 杉木-南方红豆杉复层林与杉木纯林土壤孔隙状况

通过对杉木-南方红豆杉复层林和杉木纯林土壤的孔隙状况进行测定(表3)，结果显示，杉木纯林的土壤容重大于杉木-南方红豆杉复层林，而杉木纯林的土壤孔隙度、通气度比杉木-南方红豆杉复层林土壤小。

表1 杉木林下南方红豆杉的高度和地径

表2 杉木林下南方红豆杉的高度和地径方差分析

其中0～20 cm土层，杉木纯林的土壤容重比杉木-南方红豆杉复层林土壤增加了2.7%，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度分别比杉木-南方红豆杉复层林土壤减少了1.8%、17.2%、5.2%和8.0%；在20～40 cm土层，杉木纯林的土壤容重比杉木-南方红豆杉复层林土壤增加了1.5%，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度分别比杉木-南方红豆杉复层林土壤减少了4.2%、4.2%、6.8%和10.3%。可见，杉木-南方红豆杉复层林土壤比杉木纯林的土壤疏松通透，说明杉木林下套种南方红豆杉有利于改善土壤的结构。

表3 杉木-南方红豆杉复层林和杉木纯林土壤的孔隙状况

3.2.2 杉木-南方红豆杉复层林与杉木纯林土壤持水量

经过测定杉木-南方红豆杉复层林与杉木纯林土壤持水量，结果见表4。从中可知，杉木-南方红豆杉复层林土壤持水量大于杉木纯林。其中0～20 cm土层，杉木-南方红豆杉复层林土壤自然含水量、最大持水量、最小持水量和毛管持水量与杉木纯林的土壤相比分别提高了6.2%、9.4%、24.6%和22.2%；在20～40 cm土层，杉木-南方红豆杉复层林土壤自然含水量、最大持水量、最小持水量和毛管持水量与杉木纯林的土壤相比分别提高了3.8%、10.3%、39.4%和26.8%。可见，杉木-南方红豆杉复层林土壤保持水土的能力比杉木纯林强，说明杉木林下套种南方红豆杉可以提高杉木林的土壤持水功能。这可能是杉木林下套种南方红豆杉后，由于杉木和南方红豆杉的根系分布在土壤的不同深度，根系的伸展对不同层次的土壤有较好的穿插作用，使土壤变的疏松；另一个原因是由于下层南方红豆

表4 杉木-南方红豆杉复层林和杉木纯林土壤的水分情况

杉的存在，降雨进入林内后被下层南方红豆杉所截留，使得降雨产生的冲击力得到缓解，减少了地表径流，提高了土壤的持水性。

5 结语

杉木林下套种南方红豆杉的试验表明，不同郁闭度的杉木林下南方红豆杉的生长量有差异，在郁闭度为0.50～0.59的杉木林下套种的南方红豆杉生长最好。杉木纯林的土壤容重大于杉木-南方红豆杉复层林土壤，而土壤孔隙度、通气度、持水量均比杉木-南方红豆杉复层林土壤小。杉木林下套种南方红豆杉可以改善土壤结构，提高土壤的持水能力。