杉木火力楠-闽楠异龄复层林生长效果研究

姜承财

(福建省大田桃源国有林场，福建 三明 366101)

1 引言

杉木(Cunninghamialanceolata)是我国特有的速生用材树种，亚热带常绿阔叶林伴生树种，福建省主要造林树种，生长快、产量高、材质优、效益好，人工栽培历史悠久[1]。火力楠(Micheliamacclurei)原产两广和海南，南亚热带速生用材、园林绿化和生物防火树种[2]，也是福建省第一批主要栽培珍贵树种。火力楠与杉木混交造林表现高生产力和生态协调效果[3]；能富集养分，改良土壤，防止杉木连栽地力衰退[4]；引种中亚热带福建省尤溪、永安栽培生长良好[5，6]。闽楠(Phoebeboumei)俗称楠木，我国特有名贵建筑用材、国家二级珍稀渐危种、主要栽培珍贵树种，星散分布于中亚热带常绿阔叶林地带[7～9]。闽楠是福建省乡土阔叶树和第一批主要栽培珍贵树种，木材奇缺，经济价值高，市场前景好。21世纪以来，我国林业科技工作者研究报道闽楠人工林经营效果[10]、良种选育[11，12]，对比不同造林地类型对闽楠成活率保存率和幼林生长影响[13，14]，开展杉木抚育间伐、主伐择伐林冠下套种闽楠试验[15～17]，以期通过杉木大径材培育与闽楠珍贵树种栽培相结合，构建杉阔异龄复层林，实现杉木人工林可持续经营。但是，迄今为止未见有关杉木火力楠间伐修枝不同保留密度套种闽楠生长效果的试验研究报道。

福建省大田桃源国有林场2009年1月份在20 a林龄杉木×火力楠人工林第3次抚育间伐并修枝的4个不同保留密度林分套种闽楠，本文分析其32 a林龄杉木火力楠-13 a林龄闽楠生长效果，旨在为杉木产区和闽楠适宜栽培区培育杉木无节大径材和闽楠珍贵树种高价值林分提供试验基础。

2 试验地概况

福建省大田桃源国有林场地处戴云山脉西侧闽中低山地带，属中亚热带海洋性兼大陆性季风气候区，冬无严寒、夏无酷暑，雨量充沛、温暖湿润，是杉木中心产区和闽楠中心栽培区[18，19]。年平均气温17.8 ℃，1月份平均气温6.3 ℃，7月份平均气温23.2 ℃；年平均降水量162 6 mm；日照时数185 9 h，无霜期275 d，个别年份有降雪。试验林设在桃源管护站土坑123林班2大班9小班(北纬25°45′03″ ～ 25°45′19″、东经117°35′26″ ～ 117°35′41″)，面积3.33 hm2。海拔620 ～ 710 m，坡位下部，坡向东北，坡度24°。土壤为黄红壤，土层厚度105 cm、腐殖质层厚度24 cm，植被为苦竹、乌毛蕨、观音座莲等，属Ⅰ类立地级。前茬为马尾松阔叶树天然林，1989年8 ～ 10月份采伐迹地经劈草、炼山、清杂、挖管茅和杂竹头，按株行距1.67 m × 1.67 m定点，挖明穴、回表土，规格为穴面60 cm × 60 cm、底40 cm × 40 cm、 深40 cm。1990年2月栽植8杉木2火力楠(顺坡4列杉木1列火力楠)。1990～1991年每年4～ 5月份、8～9月份全面锄草松土2次；1992～1993年每年4～5月份全面锄草松土1次；1994年9～10月份深翻土、追施碳酸氢铵250 g/株。1998年10月10 a林龄、2003年10月对15 a林龄先后2次分树种采用下层疏伐法[20]进行抚育间伐，保留密度1350株/hm2。第2次间伐后修枝至离地面高4 m。

3 试验设计与研究方法

3.1 试验设计

田间试验采用完全随机区组(RCB)设计，设置杉木、火力楠第3次抚育间伐保留密度+闽楠套种密度分别为A(450+1050株/hm2)、B(600+900株/hm2)、C(750+750株/hm2)、D(900+600株/hm2)4种组合，以第2次间伐保存密度1275株/hm2为对照,共5种处理(小区)、3次重复(区组)、15个小区。试验设计详见表1。

表1 杉木火力楠-闽楠异龄复层林试验设计

2008年11月份对20 a林龄杉木、火力楠进行第3次抚育间伐，保留密度450、600、750、900株/hm2，间伐后对杉木第2次修枝至离地面高8 m。12月在上述4个不同保留密度林内空地块状整地，对应株行距分别为3.08 m × 3.09 m、3.33 m × 3.33 m、3.65 m × 3.65 m、4.08 m × 4.08 m；挖穴面60 cm × 60 cm、底40 cm × 40 cm、 深40 cm明穴、施复合肥250 g/穴。2009年1月份栽植1 a苗龄闽楠(裸根苗，苗高 ≥ 30 cm、地径 ≥ 0.35 cm)，8 ～ 9月份块状锄草。2000 ～ 2001年4 ～ 5月份扩穴锄草，施复合肥250 g/株；8 ～ 9月份全面劈草。

3.2 研究方法

2020年12月份在各试验小区设置20 m×20 m调查样地，每木调查32 a林龄杉木、火力楠树高、胸径；13 a林龄闽楠树高、胸径、冠幅，统计闽楠造林保存率。

单株立木材积估算采用福建省林业勘察设计院1998年编制的二元立木材积公式：

杉木V=0.0000872D1785388607H0.9313923697；

火力楠、闽楠V=0.00005276D1.882161H1.009317。

试验数据采用Excel2003和SPSS19.0软件进行了统计分析。

4 结果与分析

4.1 主林层杉木、火力楠生长效果分析

试验林32 a 林龄杉木、火力楠平均树高、平均胸径、平均单株立木材积和单位面积蓄积，以及杉木平均树高、平均胸径、平均单株立木材积、单位面积蓄积生长差异方差分析结果见表2。

表2 32 a林龄杉木、火力楠生长性状表现及杉木生长性状方差分析

从表2可看出，4种不同处理林分生长均良好。各处理杉木平均胸径27.92 ～ 31.87 cm、平均树高18.81～21.07 m，林分单位面积蓄积量 282.68 ～ 379.02 m3/hm2(年平均蓄积量8.83 ～ 11.84 m3/hm2)均达到福建省杉木最适宜区Ⅰ立地级速生丰产林大径材生长量[16]指标；对照杉木平均胸径未达指标。杉木树干8 m无结疤，通直圆满。

在4种不同处理中，杉木平均树高18.81 ～ 21.07 m、平均胸径27.92 ～ 31.87 cm、平均单株立木材积0.5117 ～ 0.7203 m3，比对照平均树高17.02 m、平均胸径23.33 cm、平均单株立木材积0.338 3 m3，增加10.52 % ～ 23.80 %、19.67 % ～ 36.61 %、51.26 % ～ 112.92 %；火力楠平均树高16.53 ～ 19.08 m、平均胸径18.63 ～ 22.45 cm、平均单株立木材0.2241 ～ 0.3683 m3，比对照平均树高14.96 m、平均胸径16.35 cm、平均单株立木材积0.1583 m3，增加10.49 % ～ 27.54 %、13.94 % ～ 37.31 %；41.57 % ～ 132.66 %。可见抚育间伐套种闽楠，能够促进杉木和火力楠林木生长，这是因为：①间伐时下层疏伐“砍小留大”，直接提高杉木和火力楠的平均直径；间伐后也为保留木提供更多的光照和水分；②劈草抚育和间伐、修枝形成的林内枯草、枝桠和落叶回归林地，一定程度上补偿土壤养分消耗；③闽楠未成林劈草、施肥也在一定程度上增加地力。

表2还可以看出，杉木平均树高差异显著，平均胸径、平均单株立木材积差异极显著，且均随着间伐保留密度的减少而增加；单位面积蓄积量生长差异极显著，但随着间伐保留密度的减少而减少。A处理的单株林木生长最好，平均胸径31.87 cm、平均树高21.07 m、平均单株立木材积0.7203 m3，年平均胸径1.00 cm、平均树高0.66 m、平均单株立木材积0.0225 m3；D处理的单位面积蓄积最高，杉木蓄积345.40 m3/hm2、火力楠蓄积33.59 m3/hm2、林分总蓄积378.88 m3/hm2，年平均杉木蓄积10.79 m3/hm2·a、火力楠蓄积1.05 m3/hm2·a、林分总蓄积11.84 m3/hm2·a。

4.2 亚林层闽楠生长效果分析

试验林13 a林龄闽楠保存率、平均树高、平均胸径、平均冠幅、平均单株立木材积和单位面积蓄积及其平均树高、平均胸径、平均冠幅、平均单株立木材积生长差异方差分析结果见表3。

表3 13 a林龄闽楠生长性状表现及其方差分析

从表3看出，4种不同处理的13 a 林龄闽楠保存率较高，达88.83 % ～ 92.20 %，说明杉木林下栽植能提高闽楠成活率和保存率。原因在于闽楠耐阴、忌强光[9]，杉木、火力楠树冠为闽楠新造幼苗遮荫，有利闽楠成活。这在饶金才[13]、喻焰[14]对比杉木林下套种和迹地更新闽楠造林成活率已得出结论。

4种不同处理的闽楠造林保存率、平均树高、平均胸径、平均冠幅、平均单株立木材积，均随着间伐保留密度减少而增加。这是因为光照有利于闽楠幼树光合产物的积累[9]。杉木火力楠保留密度越低，林内光照越多，闽楠幼树光合产物就越多、生长也就越好。

方差分析结果，在4种不同保留密度的杉木林下套种闽楠，造林保存率差异不显著；平均树高、平均冠幅差异显著，平均胸径、平均单株立木材积和单位面积蓄积差异极显著。A处理的闽楠生长最好，保存率92.10 %；平均树高5.76 m(年均0.44 m)、平均胸径6.86 cm(年均0.53 cm)、平均冠幅2.63 m、平均单株立木材积0.011 7 m3，单位面积蓄积量11.33 m3/hm2。

5 小结与讨论

以福建省大田桃源国有林场杉木火力楠-闽楠异龄复层林为研究对象，分析20 a林龄杉木×火力楠，经过3次抚育间伐2次修枝的4个不同保留密度(450、600、750、900 株/hm2)林分套种闽楠(1050、900、750、600株/hm2)生长效果，结果表明：随着间伐保留密度减少，杉木、火力楠保留木平均胸径生长增加，有利于培育杉木优质大径材。主林层杉木火力楠树冠能为林冠下闽楠新造幼苗幼树提供遮荫，能提高闽楠造林成活率和保存率。随着上层林木保留密度减少，闽楠树高、胸径、冠幅生长增强。在保留密度450 株/hm2杉木火力楠林冠下套种1050 株/hm2闽楠，12a后杉木火力楠-闽楠异龄复层林保存密度1400 株/hm2，林分蓄积293.99 m3/hm2，其中，主林层32 a林龄杉木保存350株/hm2、平均胸径31.87 cm(其中，≥ 36 cm的单株83株/hm2，占23.71 %)、平均树高21.07 m、平均单株立木材积0.7203 m3、单位面积蓄积252.11 m3/hm2，火力楠保存83株/hm2、平均胸径22.45 cm、平均树高19.08 m、平均单株立木材积0.3683 m3、单位面积蓄积30.57 m3/hm2；亚林层13 a林龄闽楠保存967株/hm2、保存率92.10 %、平均胸径6.86 cm、平均树高5.76 m、平均冠幅2.63 m、平均单株立木材积0.0117 m3、单位面积蓄积11.31 m3/hm2。本试验研究结果可作为杉木产区和闽楠适宜栽培区培育杉木无节大径材和闽楠珍贵树种高价值林分的栽培模式在生产上推广应用。

吴载璋等[21]研究光照条件对闽楠人工林生长的影响，结果表明，闽楠幼树能耐一定荫蔽，但随着林龄增长，需光量增强，成林需要全光照。本研究杉木、火力楠已经间伐12 a，郁闭度已达到0.5 ～ 0.8，林内光照减弱；而闽楠也随着林龄增长需光量增加，后续主林层杉木、火力楠需进一步主伐择伐或主伐皆伐，为闽楠生长提供全光照。