滇南地区高纤维纸浆材桉树混交培育模式探究

胡 敏，李亚茜

(云南省墨江哈尼族自治县联珠镇林业服务中心，云南 墨江 654800)

1 引言

桉属(Eucalyptus)树种简称桉树，原产于澳大利亚，因其生长速度快、木材密度大、适应性强、短轮伐期、出材率高等优点[1],在我国南方大量种植。目前国内大范围推广的良种有20余个,种植面积已达646.74万hm2,云南省桉树种植面积42.24万hm2[2]。桉树作为高纤维纸浆材培育，其有着三方面优势：一是生产快速，单位蓄积高；二是纤维含量高，强度大；三是抗寒、抗风、抗病虫害[3]。然而，随着桉树人工纯林的多年持续经营和多代连栽，分布由点、线到面，导致了土壤理化性质严重退化、地力衰退、植株生长不良、病虫害频发、虫害种类增多等问题日趋严重[4]，既影响桉树的多年、多代持续经营，又对当地生态环境造成了一定威胁。杉木是重要的速生丰材树种，生长周期较桉树长，中性偏阴，根系浅。桉树生长快，根系深，树体高大，阳性。理论上桉树与杉木混交经营，可改变桉树纯林结构功能单一的同时，通过长短结合，提升林木生长量和林木质量。混交林分中的凋落物总量比桉树纯林高，有利于养分元素的归还，增加单位面积的养分储存量[5]。

国内桉树混交研究主要代表性成果有唐仕明[6]通过调查桉树与大叶相思的行间混交情况，发现桉树与大叶相思混交可以改善土壤、涵养水源、调节气候、促进生态平衡；郑海水等[7]对雷林1号桉与大叶相思进行株间、行间、双株、2∶1行间混交等不同方式实验，结果表明雷林1号桉与大叶相思进行1∶1混交结构最优，比其他模式产量更高。国外近两年桉树混交最新研究成果代表性的有Epron等[8]通过使用活立木生物量、枯落物和土壤CO2通量的碳预算方法和耦合测量法，评估了桉树与相思混交林的地下碳通量、净初级生产力和地上地下分区的影响。而桉树与杉木混交经营模式的生长量研究较少，桉树与杉木混交经营，前期高速生长的桉树占据上层空间成为优势木，促进了生长空间受到挤压的杉木的生长[10]。以桉树木材短期收益，弥补杉木经营周期长的不足，利用桉树、杉木不同空间层次生长特性，最大限度利用生长空间，实现“长短结合”持续经营，丰富群落物种，改善生态环境。本文试图对比桉树纯林和桉树+杉木混交培育经营模式在相同立地条件下生长状况，通过测量单株和样地成活率保存率、胸径、树高、蓄积、枯落物厚度等方面，进行统计分析，来探讨桉树+杉木混交林多年可持续经营的可行性，以期改善桉树人工纯林群落结构，促进生态系统良性化，达到桉树林地多年可持续经营[9]。

2 研究区概况

墨江县地处滇南地区，是云南省重点林区的重要部分，林业作为支柱产业，系普洱林产业的重要原料供应地，且临近拥有年产10万t纸浆厂的云南云景林纸股份有限公司，桉树作为纸浆材培育，保障产量的重要性不言而喻。研究区位于墨江县联珠镇南部曼处村，桉树纯林面积6.62 hm2，桉树+杉木混交林面积3.83 hm2作为实验地。地理坐标东经101°33′54″，北纬23°17′43″，最低海拔680～790 m，坡度18°～37°，坡向东南、西北走向，土壤类型为赤红壤，土层厚度大于110 cm。

3 研究方法

3.1 实验材料

根据“适地适树”的种植原则，引进在当地适宜生长的巨尾桉DH33-27轻基质组培苗[11]。进行移栽时幼苗株高达到4 cm，选择基部有3～4条白色根须、生长健康、没有损伤的幼苗放入营养袋中，添加黄土，做好保温保湿以及除菌杀毒防晒工作。移栽7 d之后，喷雾施肥促生长，每周2次，在此期间应适当打开遮阳网让其适应阳光照射[11]。一个月后将幼苗置于自然环境下炼苗，并加强水肥和病虫害防治管理，经过2个月时间炼苗之后，当幼苗长至20 cm时进行造林种植[12]。杉木苗选择一年生苗高35 cm以上，粗壮且根系发达的苗木。

3.2 实验设计

试验区桉树纯林、桉树+杉木混交林种植株行距为2.5 m×3.0 m，植坑规格为50 cm×50 cm×30 cm，造林密度1429株/hm2。混交林采用星状混交方式，按照桉树与杉木比3∶1的比例进行混交种植。整地时预留植被带和生态沟，保护林下植被和林地凋落物[13]，每穴施基肥300 gNPK复混肥和250 g钙镁磷。第二年雨季前进行抚育和追肥，每珠追肥500 gNPK，第三年追肥每珠700 gNPK[14]。

单株桉树材积=0.000088547×H0.83159×D1.81232，单株杉木材积=0.00007947559×H0.91284379×D1.8289544。

3.3 数据调查

在试验区的桉树纯林和桉树+杉木混交林中不同坡向、坡度各设置4个30 m×20 m的固定样地，于第2年、第4年、第6年(采伐前)5月份，对样地内所有样木进行检尺，检尺统一在上坡方向1.3 m处进行，树高的测量在上坡方向利用测高器反复两次取平均值，进行统计分析，测算样地保存率、株数、平均树高、平均胸径、单株蓄积、样地蓄积、 hm2蓄积等指标，并挖出土壤坡面调查枯落物厚度。统计结果见表1和2。

表1 桉树纯林生长状况

表2 桉树+杉木混交林生长状况

4 结果与分析

4.1 成活率/保存率

纯林样地初植密度为86株，桉树+杉木混交林样地初植密度为桉树64株，杉木22株。由表1和表2对比可知，桉树+杉木星状混交模式中，样地桉树成活率没有明显的差异，均较高，仅有个别样地杉木成活率低于85%。可以分析得出样地成活率与纯林、混交林模式没有较明显的影响。

4.2 平均树高和平均胸径

桉树+杉木混交林样地中桉树平均树高、平均胸径均高于纯林。桉树与杉木生长习性不同，桉树占据了上层空间，而杉木生长较慢，占据中下层空间，避免了同一冠层树种恶性竞争，最大限度里利用了光、热和生长空间(图1、图2)。

图1 纯林与混交林平均树高对比

图2 纯林与混交林平均胸径对比

4.3单株蓄积

桉树+杉木混交林样地中桉树的单株蓄积均高于桉树纯林，且随着年份增加差值有扩大趋势。一方面，桉树属于强阳性速生树种，在幼、中龄林时期占据主林冠层，可以最大限度的吸收和利用太阳能，生长空间的扩张使得桉树生长量提高[15]。杉木属于中性偏阴树种，生长速度慢于桉树，主要占据中下层林，而桉树又具有长枝下高，短冠长，窄冠幅的特点，从桉树生长层透下的光和热满足了杉木生长需要，较大的高度差，杉木生长空间亦足够[16]；另一方面，桉树幼、中龄林对肥料的需求大于幼龄杉木，两种树种快速生长时间上的差异，导致施肥相同的情况下，桉树+杉木的混交模式桉树肥料供给大于纯林(图3)。

图3 纯林与混交林单株蓄积对比

4.4 样地总蓄积

桉树一代林时期，桉树+杉木样地总蓄积略小于桉树纯林，但差距不大，到第树龄6年时，差距在0.26～1.12 m3之间。按趋势推测，到二代桉树以后，随着杉木生长空间的扩大和肥料的供给，样地总蓄积将超过桉树纯林(图4)。

图4 纯林与混交林样地平均蓄积对比

4.5 样地枯落物厚度

桉树纯林和桉树+杉木混交林枯落物厚度差异不明显，因为桉树、杉木均属于深根型的树种，在幼树时期，枝叶不够繁茂，自身的枯落物相对较少，对土壤的改善作用较为有限[17]。随着树龄增加，树林逐渐郁闭，枯落物逐年增多，通过微生物的不断作用，土壤的肥力能将得到改善，降低了土壤容重，提高了毛管孔隙度，保水锁水作用更明显[18]。可以预测，桉树与杉木混交的凋落物较纯林更多，较高的土壤有机质含量和发达根系有利于良好的土壤结构的形成，土壤的理化性质将得到进一步的改善[19]。

5 结论与讨论

本实验在云南省墨江县联珠镇南部曼处村设立桉树纯林与桉树+杉木混交林各4个样地，连续6年监测样地内桉树和杉木生长状况，通过对样木的成活率保存率进行测算，胸径、树高、枯落物厚度的测量，并计算单株平均蓄积和样地总蓄积。结果表明：①样地内样木成活率和保存率与纯林或混交林经营模式无必然联系；②前期高速生长的桉树占据上层空间，生长相对缓慢的杉木占据中下层，生长空间被挤压，为了获得更多的光、热及生长空间，而努力生长，造成了杉木树高快速增大[20]。而桉树的树高和冠幅明显高于杉木，对杉木的胸径造成一定负面影响[21]。桉树混交林内桉树较纯林拥有更多的光、热和生长空间，平均树高和胸径均大于桉树纯林，随着年份的增加，差值也有扩大趋势。③混交林模式的桉树单株蓄积均高于纯林，样地总蓄积前6年均低于纯林，但差距不大。可以预测，二代林以后，随着桉树的采伐，杉木生长空间的扩大，混交林样地总蓄积将远大于桉树纯林。④桉树混交林样地较纯林样地枯落物厚度差异不明显，但随着样地的郁闭，枯落物的增加，微生物的作用，桉树混交林样地的土壤理化性质将优于纯林样地，而多年连续经营的桉树纯林土壤养分比例将逐渐失调，进而影响幼龄桉树生长，形成“小老树”[23]。