杉木林下套种珍贵树种混交林凋落物现存量研究

刘振峰

(福建省宁化国有林场,福建 三明 365400)

1 引言

我国目前可利用的森林资源存在总量不足、造林树种单一、林种结构不合理等许多方面的缺陷。现如今森林近自然经营模式盛行，以培育优质大径材和珍贵树种为目的已经成为一种趋势。森林近自然经营可以提高地力，提高森林多样性以及提升森林稳定性等优势[1]。

杉木是我国南方的主要树种，过去长期经营人工纯林，既影响到林分结构，也未能合理利用林地，还降低了林分生长力，对整体的造林效果产生了不利影响。为培养大径材杉木和珍贵树种复层混交林，采取在主伐择伐杉木林下套种珍贵树种的模式，实现森林的可持续经营。根据林福星和赵寿云分别在杉木林下套种闽楠和红锥的试验结果，可知其对森林生长确有促进作用[2，3]。米锥、闽楠、红豆杉均为我国主要栽培珍贵树种，在南方大部分林区均有分布，其用途广泛，深受喜欢[4～6]。

森林凋落物或称森林枯落物，一般是指在森林生态系统内的枯枝、落叶、枯立木、枯落树皮、枯死草本、枯死树根、植物的花、果实、种子以及包括动物残骸和他们的异化代谢产物等。这些由地上植物产生并且最后能归还到地表面，作为降解物质和能量来源，从而维持森林生态系统功能持续稳定的所有有机质就是森林凋落物。凋落物现存量主要包含了上层未分解层、中层半分解层以及下层已分解层[7，8]。凋落物分解过程一般包括凋落物粉碎、淋溶以及有机物的分解代谢[9]。一般森林生态系统之中的森林凋落物涵盖大部分林木养分和土壤肥力都与达到林地的凋落物种类、质量和分解速率息息相关[10～12]。

根据相关研究报道，可知次生林凋落物量大,且分解快,周转期短,有利于养分归还和具有良好地力维持的能力[13]。影响森林凋落物现存量的因素有纬度、海拔、树种、林龄等[14]。在相关闽楠凋落物研究中，程煜通过对闽楠天然林林下凋落物现存量的调查，分析了其凋落物层中未分解层和半分解层的储蓄量和含水量，结果表明，闽楠凋落物半分解层占有绝对优势[15]。在珍贵树种凋落物研究方面，何应会，曾佩玲，韦铄星等通过对6年生格木、降香黄檀、红锥等林分凋落物研究，发现其凋落物现存量不具明显优势[16]。

前人对森林凋落物现存量研究主要是针叶-阔叶树种对比以及纯林凋落物研究，杉木林下套种珍贵树种混交林凋落物现存量研究方面报道较少，本文通过研究林下套种米锥、闽楠、红豆杉3种混交林以及杉木纯林森林凋落物现存量，以期为林下套种珍贵树种混交林经营模式和森林凋落物研究提供参考。

2 试验地概述

试验地位于福建省宁化国有林场黄竹坑管护站67林班23大班内(东经116°38′10＂，北纬26°14′17＂)，面积15 hm2，中亚热带季风气候，年平均气温16.3 ℃，空气湿度约为80%，年平均降水量约1750 mm。试验地海拔高度在382～510 m，坡度17°～23°，西南朝向，土壤主要为红壤，厚度约50 cm。该试验地于1998年炼山后营造杉木纯林，2015年主伐择伐后杉木保留株数为45株/hm2，平均胸径25.4 cm，平均树高18.1 m。同年冬季林下套种闽楠、红豆杉、米锥等珍贵树种。

3 材料与方法

3.1 试验设置

2015年在26年生杉木林下套种闽楠、红豆杉、米锥3种珍贵树种，种植密度600株/hm2，混交树种前三年经过劈杂、块锄、施肥等抚育措施。

3.2 林分基本因子调查

2021年7月对杉木32年、混交树种6年的3种混交林以及杉木纯林采取样园调查方式，分别调查杉木米锥混交林、杉木闽楠混交林、杉木红豆杉混交林以及杉木纯林4种林分中杉木、米锥、闽楠、红豆杉的胸径、树高以及冠幅等基本因子(表1)，各组数据取平均值。

表1 不同林分类型主要树种基本因子

3.3 凋落物现存量调查

林分内凋落物的取样方法和现存量估测按照随机加局部控制的试验原则，根据树种、坡向、坡位等因素，在研究的3种混交林以及杉木纯林内分别设置1 m×1 m的小样方各10个，将该范围内可以辨别种类的所有凋落物全部收集。将收集到的所有凋落物按照杉木、混交树种以及其他分类，分别装入布袋。将收集的样品带回实验室，在85 ℃条件下恒温烘干24 h，测定其干重,结果见表2。

表2 不同林分类型凋落物现存量 %

4 结果与分析

4.1 不同林分基本因子比较

在本次所研究的3中混交林分以及杉木纯林中，杉木米锥混交林中杉木平均胸径26.1 cm、树高17.6 m均为最小，杉木红豆杉混交林中杉木平胸径27.8 cm为最大，杉木闽楠混交林中杉木平均树高19 m为最高；混交树种米锥平均胸径2.3 cm、平均树高2.2 m均为最小，红豆杉平均胸径3.1 cm最大，闽楠平均树高2.9 m为最高。

4.2 不同林分凋落物现存量比较

本研究中杉木米锥、杉木闽楠、杉木红豆杉、杉木纯林4种林分，杉木年龄均为32年，杉木林下套种的米锥、闽楠、红豆杉年龄为6年。根据表2可知，各林分中，凋落物现存量差异较大，各林分凋落物单位面积储量大小分别为杉木米锥混交>杉木红豆杉混交>杉木闽楠混交>杉木纯林，混交林凋落物现存量均高于杉木纯林，分别为杉木纯林的1.46倍、1.04倍、1.14倍。各林分凋落物单位面积储量以杉木的凋落物为主，占比74.41%～82.84%，混交树种凋落物占比4.64%～7.8%，其他凋落物主要为干枯草本占比12.53%～22.77%混交林相较与纯林，更能充分利用现有立地条件，改善土壤肥力，提高森林抗灾害能力，森林凋落物现存量是一个动态值，它受限于气候、土壤、地形、地貌、林分类型、动物以及经营活动等因素。在本研究各林分中，杉木米锥混交林凋落物现存量最高，杉木纯林凋落物现存量最小。各林分凋落物现存量中，以来自于杉木的凋落物为主，占比74.41%～82.84%，占绝对优势。混交树种凋落物现存量比重均较小，其中红豆杉凋落物最高，占比7.8%；米锥凋落物最小，占比4.64%，可能原因是混交种树生长特性以及混交树种年龄较小。其他凋落物主要包含草本以及动物尸体等，占比12.53%～22.77%，其中杉木米锥混交林其他凋落物比重最少占12.53%，杉木纯林中其他凋落物最多，占22.77%，这可能是因为混交林对草本养分和光照有影响，对林下草本植物有抑制作用。