毛竹林中套种枳椇的经营效果分析
2020-08-28林榕华
林榕华
(三明市梅列区洋溪林业工作站,福建 三明 365011)
毛竹(Phyllostachysheterocycla)是一种重要的经济竹种,生长迅速、经营周期短、见效快[1]。自20世纪80年代开始,毛竹林面积不断扩大。迄今,福建省毛竹林面积已达100万hm2以上[2]。三明市梅列区洋溪镇位于毛竹中心产区,全镇毛竹林面积3 853.33 hm2,占全镇林地面积的77.1%,对乡镇林业经济的发展发挥了重要作用。过度的毛竹林扩张,尤其是经营毛竹纯林,需要依靠强大的人为干扰手段以维持毛竹林生态系统的稳定和生长。强大的人为干扰容易导致竹林地水土流失,引起地力衰退和严重的病虫危害[3-6],同时也影响了其它阔叶树种的生存和发展[7-8]。针对本镇毛竹林的经营现状,有目的地在毛竹林中套种阔叶树种,构建竹阔混交林是一种具有现实生产价值和深远生态意义的经营模式。为此,我们在洋溪镇新街村进行了毛竹林中套种阔叶树种枳椇的试验研究。枳椇(Hoveniaacerba)系鼠李科落叶大乔木,为中亚热带乡土阔叶树种[9],是一种多用途的树种。枳椇生长快,树干通直,木材结构细致坚硬,木材紫红色,为建筑和细木工家具优质用材,属于国家二类商品用材[10-11]。有人把枳椇当作野生果树,其食用部位为肥厚、扭曲、形似鸡爪的肉质果柄[12],独具一种偏淡的甘甜,清香可口。枳椇种子有较高的药用价值,能清热利尿、止渴除烦,具有解酒毒、护肝、抗衰老、抗疲劳等功效[13-15],亦是养生保健之佳品。独特的果柄、挺直的树干、秀美的枝叶、淡黄绿色的花朵,赋予其较高的景观价值。在毛竹林中导入枳椇,旨在调节现有毛竹纯林较简单的竹林结构,增强竹林抵御病虫害的能力,改善竹林地土壤肥力,促进竹林的近自然可持续经营,同时保护和发展枳椇这一珍贵树种,增加竹林的非木质利用途径。
1 试验地自然概况
试验地建立在福建省中部偏北的三明市梅列区洋溪镇新街村。梅列区位于武夷山脉西南段,地理坐标26°14′~26°25′N、117°30″~117°47′E,气候温暖湿润,雨量充沛,年平均气温19.4 ℃,≥10 ℃积温6 550 ℃,年平均降水量1 726 mm,降水量大于蒸发量,全年空气平均相对湿度79%,适宜毛竹林生长发育。试验林位于海拔550~670 m的缓坡,属于较肥沃立地类型,土壤pH5.6,为山地红壤,20世纪80年代后期经低产林改造后培育为笋竹两用毛竹纯林。2015年底立竹密度2 775~3 630株/hm2,平均胸径9.1~9.3 cm。
2 试验方法
2014年底选择生境和竹林生长状况相似的区段,分别建立3个区组,每个区组内设5个小区,每个小区30 m×30 m。试验设5个处理。(1)Z20处理。以8 m×8 m株行距确定枳椇种植点,砍伐种植点2 m半径范围内的毛竹;在中心点进行块状整地,穴规格50 cm×50 cm×30 cm。2015年春采用1年生枳椇容器苗造林,苗高约80 cm、地径约0.7 cm。(2)Z23处理。枳椇种植点确定及整地措施同Z20。2015年春采用3年生枳椇容器绿化大苗造林。苗高约3 m,修剪干高1.5 m以下的萌芽枝,地径约3.5 cm。(3)Z24处理。在Z23处理的基础上,另外将2 m~4 m半径圆环内的毛竹,保留3~4盘枝,切断以上部分竹梢。(4)CK处理。保留原有竹林经营措施,不套种枳椇。
Z20处理、Z23处理、Z24处理,在枳椇树高低于10 m的时间内,2 m半径范围内不保留新竹,所有笋体全部挖去,其余区域,在每年的3-4月出笋盛期保留大于笋体平均胸径的竹笋约600个/hm2,年底砍伐每年保留新竹数量相应的老竹。套种后1~3 a,在枳椇种植株周围1 m半径范围内,每年进行1次除草松土,结合除草松土砍除2 m半径范围内的新竹。其余竹林管理采取与CK处理相同的经营措施。
枳椇造林后当年底调查造林成活率,2019年底调查造林保存率。产笋量采用现场称重,累加得出每年(度)产量。每年测定砍伐老竹和新竹的胸径,2019年地全面测定现存立竹的胸径。计算各年度产材量和2019年底现存竹材量,采用的经验公式:
W=0.0959D2.3638。
式中:W为产材量或现存竹材量;D为相应的平均胸径。
使用Excel软件和DPS软件进行数据处理和统计分析。
3 结果与分析
3.1 枳椇造林成活情况
枳椇造林成活情况与毛竹林内生长环境特点和枳椇的生物学特性密切相关。由不同处理枳椇造林生长状况测定结果可知,不同处理的造林成活情况存在差异,枳椇造林成活率依次为Z24处理>Z23处理>Z20处理,造林保存率表现出与造林成活率相同的规律(表1)。Z24处理造林成活率和保存率分别比Z20处理增加了61.5%和73.1%;Z23处理处理造林成活率和保存率分别比Z20处理增加了59.0%和68.6%;Z24处理造林成活率和保存率分别比Z23处理增加了2.5%和4.5%。比较结果表明,Z24处理的造林成活率和保存率最好,这与毛竹林内光照强度与裸地相比,光照强度自上而下逐步降低有关。在没有定点砍伐毛竹的林内,光照强度较低,无法满足较喜光枳椇所需要的光照条件。因此,在现有生长发育良好的毛竹林中,要套种枳椇,必须适度释放生长空间,增加透光度,以满足枳椇生长发育的光照需求。值得提出的是,从Z20处理与Z23处理的比较中可知,Z23处理造林成活情况好于Z20处理,这与苗木的大小有关。毛竹林内光照强度从上至下依次减弱,Z20处理采用1年生苗,苗高较低,苗木生长于竹林的底层,光照较弱,造林成活率较低,只有39.2%。按照国标造林技术规程(GB/T15776-2006)[16]的要求,造林成活率低于40%的必须重造,因此可以认为Z20处理营造枳椇没有成功。Z23处理使用3年生绿化大苗,苗高约3 m,明显高于Z20处理,苗木可以获得的光照也明显高于Z20处理,而且苗木体量较大,具备更高的抵御能力和竞争力,所以Z23处理造林成活情况好于Z20处理。
Z24处理与Z20处理比,造林成活情况更好,亦是因为光照的因素。前者增加了半径2~4 m圆环范围内切断竹梢的技术措施,降低了邻近毛竹对枳椇植株的光照胁迫,增加了光照强度。在毛竹林中套种枳椇要提高造林成活率和保存率,选择Z24处理是较好的技术措施。
表1 不同处理枳椇造林生长状况
3.2 枳椇林分生长状况
树高和胸径生长是林分生长好坏的主要指标。Z24处理与Z23处理相比平均树高、平均胸径相差无几;Z24处理、Z23处理与Z20处理相比年平均树高分别增加37.8%和41.5%,年平均胸径分别增加63.5%和51.9%。经方差分析,Z24处理、Z23处理与Z20处理比年平均树高、平均胸径生长量差异均达到极显著差异(表1),表明Z24处理、Z23处理平均树高和平均胸径均极显著高于Z20处理,说明Z24处理和Z23处理枳椇高径生长良好,Z20处理植株生长衰弱,显然处于被压状态,随着林分生长进程很有可能最终被淘汰。
Z23处理树高略高于Z24处理,胸径生长则降低7.1%,这是Z23处理在一定程度上受到毛竹胁迫的响应。从树冠幅也可以看出:Z24处理树冠幅达到2.96 m,具备一定体量,占据相对独立的生长空间,已经逐渐摆脱了毛竹的胁迫;Z23处理树冠幅2.43 m,与邻体毛竹间仍然处于对光合空间的竞争状态,需要采取必要的人为干扰措施以摆脱毛竹的胁迫。如何采取必要技术措施有待于进一步试验研究。
Z24处理在枳椇生长到9 a林龄时,形成了相对稳定的竹阔混交林分结构,表明毛竹纯林可以采取Z24处理改建成毛竹枳椇组成的竹阔混交林。
3.3 新竹平均胸径
毛竹的平均胸径是毛竹林生产力大小的重要表征值之一,是立地条件、群体结构和经营管理水平的综合反映[17]。毛竹林普遍存在大小年现象,且试验效果往往需要经过2个大年才能显现。为此,以2018-2019年的年度测定值进行分析。由毛竹林2018-2019年度竹林生长状况和产量测定结果(表2)可知,不同处理毛竹林平均胸径依次为:Z24处理>Z23处理>CK处理>Z20处理。Z24处理新竹平均胸径最大,Z20处理最小。Z24处理、Z23处理与CK处理比平均胸径增加2.7%和1.1%,Z20处理比CK处理还降低约1.0%。经方差分析,各处理平均胸径未达到显著水平,但存在一定程度差异。Z24处理、Z23处理新竹平均胸径较高,这与混交枳椇树种为深根性落叶树种有关。一方面枳椇每年均有大量枝叶归还林地,枝叶又分解较快,其与毛竹枝叶凋落物混合后可能也促进了毛竹凋落物的分解速率,从而加快了营养物质循环;另一方面枳椇从深层土壤中吸收营养物质,通过凋落物归还到竹林地表面,提高了表土层土壤营养物质供应。反观Z20处理,由于套种枳椇失败,毛竹林又失去了一定面积的叶面积指数,竹林平均胸径降低亦属自然。
表2 不同处理毛竹林生长状况与产量测定结果
3.4 产笋量
4种处理中产笋量依次为:Z24处理>Z23处理>Z20处理>CK处理。经方差分析,Z24处理与CK处理的产笋量间差异达到显著水平,Z23处理、Z20处理与CK处理产笋量虽然未达到显著水平,但产笋量分别提高了16.1%和5.2%,表明Z24处理、Z23处理、Z20处理均增加了笋产量(表2)。毛竹林在生长发育过程中,尤其是鞭芽转化过程中需要较高的光照条件,Z24处理、Z23处理和Z20处理定点砍伐了一定数量的毛竹,提高了林内光照强度,促进了鞭芽转化为笋芽数量,提高了笋产量。
3.5 竹材量
竹材量可分为产材量和现存竹材量两个部分。在4种处理中,产材量最高为Z24处理,其次是Z23处理,分别比CK处理增加17.2%和11.6%。经方差分析,Z24处理、Z23处理与CK处理比,产材量间差异未达到显著水平,但存在一定差异,这与试验采取留笋养竹技术措施有关。由于Z24处理、Z23处理留笋养竹的数量增加相应砍伐毛竹数量也增多,使得产材量提高。
现存竹材量则是CK处理最高,其次是Z24处理。CK处理现存竹材量最高是由于CK处理现存立竹数较多的缘故,而Z24处理现存竹材量较高与平均胸径增大有关。经方差分析,CK处理与Z24处理、Z23处理现存竹材量间差异未达到显著水平,但与Z20处理比差异达到显著水平。
4 小结
现有毛竹林采取定点释放空间后,套种枳椇,可以构建成毛竹枳椇混交林分。试验结果表明:在毛竹林中定点砍除2 m半径范围内毛竹,切断2~4 m半径圆环内竹梢,选择3 a苗龄绿化大苗造林的Z24处理,枳椇造林保存率达到98.7%,8 a林龄平均胸径达6.8 cm,平均树高9.0 m,竹林立竹数2 895株/hm2,年平均产笋量2 360.8 kg/hm2,年平均产材量14 996.6 kg/hm2,现存竹材量56.834 t/hm2。在维持竹林分较高生产力的同时,改善了林分结构,增强了抵御力和稳定性,也保护和发展了枳椇这一珍稀多用途树种。其经营效果优于Z23处理、Z20处理和CK处理,具有良好的经营效果,建议在适宜地区大力推广种植。