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珍贵用材树种闽楠-杉木异龄复层混交林研究现状与展望

2021-12-01范祥祯程亚平杨艺薇葛永金

农村实用技术 2021年6期
关键词:混交林幼树杉木

范祥祯 程亚平 杨艺薇 葛永金

(1.遂昌县自然资源和规划局浙江,浙江 丽水 323300;2.庆元县庆元林场,浙江 丽水 323000;3.丽水市林业技术推广总站,浙江 丽水 323000;4.丽水市自然资源和生态环境研究所,浙江 丽水 323000)

闽楠为樟科(Lauraceae)楠木属(Phoebe Nees)常绿高大乔木,是我国特有的珍贵用材与优良观赏树种[1]。1999年国务院公布的《国家重点保护野生植物名录(第一批)》,闽楠被列为国家Ⅱ级珍稀濒危植物,目前野外种群主要集中在少数几个自然保护区及风水林中[2]。闽楠2007年被列入国家林业局提出的我国主要栽培珍贵树种参考名录。浙江省2008年发布的《浙江省珍贵树种资源发展规划纲要(2008-2020)》中,闽楠也被列入优先推荐的21个树种珍贵用材树种,目前已培育大量苗木,广泛应用于珍贵用材基地建设、林相改造、林下更新等林业工程建设。

1 影响闽楠纯林生长的相关因素

在闽楠现存的野外种群中,闽楠种子能正常萌发,幼苗、幼树生长发育正常,种群大小结构呈稳定增长型,在林窗中闽楠幼苗生长良好[3-4]。但种子传播由于重力作用,主要集中在母树周围,限制了闽楠种群的扩散[5]。因此除了建立自然保护区进行就地保护外,引种造林成为利用和开发闽楠资源的重要手段[6]。

如何营造优质高效的闽楠大径材人工林,是除闽楠野生资源保护外,人们开发和利用闽楠资源的另一个关注点[7-10]。然而在珍贵用材基地建设营林过程中,火烧迹地或采伐迹地上营造的闽楠纯林生长或同龄混交林效果不甚理想,根据笔者前期的调查研究,可能与以下因素有关:(1)火烧迹地或采伐迹地未形成适宜闽楠幼树生长所需的光照、温度和湿度等微环境,闽楠幼树期需要适度遮荫,光照强度过高或过低均影响其生长[11-12]。(2)在亚热带地区,夏季存在相当严重的阶段性干旱,如2003年及2013年的夏季都有持续一个月高温干旱天气,迹地造林由于缺乏上层林冠的保护,相对于林下环境,造林的闽楠苗木受到的胁迫更为严重,空气和土壤中水分含量过低可能严重影响闽楠的成活和生长。即使能够不顾经济成本,在夏季对新造林的闽楠幼树进行遮荫和水分管理,我国南方地区每年能用于发展珍贵用材树种的采伐迹地和火烧迹地的面积也很有限,不利于闽楠规模化推广应用。

2 营造闽楠-杉木异龄复层混交林的优势及意义

异龄复层混交林既能在保证森林结构稳定,又能提供木材产出,在针叶林下引种早期需适度遮荫的珍贵用材树种,营造“针叶树种-珍贵用材”异龄复层混交林林,越来越多受到人们的关注。在林业生产实践中,杉木与闽楠异龄复层混交林,杉木阔叶化改造28年后的闽楠林分生产力比单纯营造闽楠纯林的生产力要高。王文意对早期在杉木伴生下的闽楠人工林生长规律的研究,与杉木混交的闽楠人工林,在树高、胸径和材积等方面都显著高于闽楠纯林。在杉木林下套种其他树种,效果也好于营造纯林,如杉木林下套种南方红豆杉,在生长12 年生后,南方红豆杉林分的胸径、树高、冠幅也显著大于迹地更新造林。

根据笔者前期组织的杉木林林分结构特征的调查研究发现,在杉木林下引种目标树种闽楠,有以下几个有利条件:(1)林分土层较深厚,立地较好,林下其他阔叶树竞争少;(2)林分基本处于间伐利用阶段,林分郁闭度可随闽楠生长过程需要而调整;(3)现有大部分杉木林分林龄在30~40年左右,土壤基本熟化,腐殖质含量较高;(4)杉木林分面积在浙江省内或国内有较大规模,具有可推广的空间。

与迹地造林不同,在林下营造异龄复层混交林,上层林冠能为引种树木幼苗的生长提供一个特殊林下微环境,林下光照的强度和组成上都与采伐迹地和火烧迹地存在很大差异。林冠对环境温度和湿度的变化幅度也有缓冲作用,在冬季和夏季更为明显。

林下微环境与林分结构密切相关。营造复层异龄混交林时,一般需要对上层林分进行间伐,以释放林下所引种目标树种生长所需资源。有学者(Yan,2016)在不同郁闭度落叶松林中,引种阔叶树种(阳性树种和耐荫树种),研究他们在不同间伐强度下生物量、叶形态结构、叶片养分及生理指标的变化,发现相对阳性树种,耐荫树种更能有效适应林下环境,同年Sun则研究了红松在阔叶林不同大小林窗下的净光合速率、暗呼吸速率、叶片中叶绿素含量及N元素含量的变化。Bamonde(2005)研究了墨西哥高山云雾林不同郁闭度下Quercus germana,Q. xalapensis和Magnolia dealbata等3个树种苗木的存活率和生长情况。但林分间伐强度以及以及由此而产生的林下微环境,仍需要针对不同林分及引种的目标树种,进行具体研究[33]。

3 闽楠-杉木异龄复层混交林研究进展及展望

目前关于闽楠在杉木林下种植方面的研究,只涉及到生长情况,尚未涉及到针对杉木林下微环境变化特征,以及闽楠幼苗(幼树)的响应与适应机理方面的研究,笔者通过模拟林下环境,针对闽楠对光照和水分形态和生理生化响应机理,做了部分前期性研究,笔者2014年利用2年生闽楠容器苗进行光照的控制性试验,利用大棚搭建遮阳网,进行不同梯度光照处理,结果显示其在50%光照强度下生长最佳,与王振兴[11]对5年生的闽楠幼树的研究结论一致,说明闽楠幼树期需要适度遮荫,光照强度过高或过低均影响其生长。笔者者也曾经利用2年生闽楠容器苗模拟夏季间断性干旱,进行干旱胁迫和复水试验,结果表明夏季严重的阶段性干旱,不利于闽楠的生长,空气和土壤中水分含量可能严重影响闽楠的生长过程。

然而上述研究只是在大棚控制性试验,而控制性试验不能完全模拟林下微环境,尤其是林下散射光强、空气温度和相对湿度、土壤温度和湿度等。此外杉木林间伐强度对林下微环境的影响及闽楠对杉木林下微环境响应机理和生态适应性也没有进行系统性的研究。

今后研究的方向建议直接将试验布置在杉木林下环境中,通过设置杉木林不同郁闭度下闽楠复层异龄混交林固定样地,对林分微环境进行长期持续跟踪监测,研究闽楠幼树期对林分微环境的形态、生理生化响应机理及相关基因表达,探讨其对不同郁闭度的杉木林下微环境的响应与适应机理,为杉木林等人工林下种植包括闽楠在内的珍贵用材提供相应的理论依据。

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