不同栽培管理模式对杉木大径材人工林生长的影响

摘 要 森林经营管理模式对人工林生长具有显著影响，为确定适宜的杉木大径材人工林管理模式，通过正交试验分析比较9种不同的管理模式对杉木大径材人工林生长的影响。结果表明，不同管理模式下杉木树高增长量、胸径增长量、单株材积增长量和林分蓄积增长量之间均存在显著差异（p<0.05）；T1 200N200P500的树高增长量最大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的胸径增长量较大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的单株材积增长量较大，T1 500N200P0和T1 200N200P500的林分蓄积增长量较大；综合来看，推荐采用T1 200N200P500模式（疏伐保留密度1 200 株·hm-2，氮肥施用量200 g·hm-2，磷肥施用量500 g·hm-2）进行杉木大径材人工林经营，而T1 200N0P250和T1 500N100P250两种管理模式的林分蓄积增长量未能补偿疏伐减少的林分蓄积量，不推荐采用这两种管理模式进行森林经营。

关键词 杉木；大径材；人工林；疏伐；施肥

中图分类号：S791.27；S714 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.057

杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.]为杉属柏科常绿高大乔木，株高可达30 m，胸径在2.5～3.0 m，外皮灰褐色、内皮淡红色；大枝平展，小枝近对生或轮生；叶在主枝上辐射伸展，呈披针形或条状披针形，革质、竖硬、有光泽；球果卵圆形，苞鳞革质，种子扁平，长卵形或矩圆形，3粒；花期4月，果期10月[1-3]。杉木是我国南方地区重要的用材树种之一，生长速度快，适应性强，在山坡、山谷、河岸等地均可生长[4-5]。杉木木材具有纹理美观、质地坚韧、耐腐蚀、易加工等优点，广泛应用于建筑、家具、造船等领域[6-7]。随着我国经济的快速发展和生活水平的提高，人们对杉木大径材的需求日益增加，现在华南、华东、华北、长江流域等地区均有广泛种植[8]。

近年来，国内外学者针对管理模式对林分生长的影响展开了大量研究。高溢鸿研究了不同间伐方式对樟子松人工林林木生长的影响，结果表明留优去劣间伐方式最优，机械疏伐间伐次之，常规间伐最次[9]。白明锐等研究了不同抚育措施对核桃树生长的影响，结果表明相较于自然生长，经除草、耕翻、施肥、整形修剪、树干涂白、病虫害防治等抚育管理后的核桃树生长指标和产量有效提高[10]。周建华研究了不同抚育措施对桉树大径材生长的影响，结果表明采用人工割灌除草+块状抚育措施条件下，桉树树高、胸径、单株材积最大，人工农药灭灌除草抚育措施次之，仅施肥最次[11]。王国强研究了不同抚育措施对栓皮栎人工林生长的影响，结果表明抚育管理可有效促进栓皮栎人工林的生长，抚育间伐+施肥+修剪对栓皮栎人工林生长的促进作用最强[12]。RAMOS等分析了未疏伐、栽植55个月时疏伐35%、栽植81个月时疏伐35%、栽植81个月中疏伐70%+除萌、栽植81个月时疏伐70%等5种不同疏伐处理对桉树无性系生长的影响，结果表明栽植81个月中疏伐70%+除萌最大径级桉树的数量最多，在栽植55个月时疏伐35%也可使最大径级桉树的数量增加，但略次于前者，未疏伐的桉树林分蓄积量更高[13]。WU等分析了造林方式对樟子松林生长的影响，结果表明天然苗木造林在幼龄林时的生长速率高于播种造林，但前者的生长速度较慢，总体来看，播种造林优先于天然苗木造林[14]。MELO等分析了使用氮、磷、钾肥对桉树无性系人工林生长的影响，结果表明桉树对氮肥的响应逐渐增加，林分生产力有所提高；磷肥施用时，林分生产力的提高随林分年龄的增加而降低，即幼林对磷元素的需求量更大；不同年龄的林分对钾元素的需求量均有所增加[15]。

长期以来，广西杉木人工林主要采用传统管理模式，以追求快速生长和提高木材产量为主要目标，但这在一定程度上导致了杉木大径材的品质下降和生长潜力未能充分发挥[16]。在杉木大径材培育中，间伐、施肥、除草、林下套种等管理模式对杉木的生长具有重要影响[17-18]。研究不同管理模式对杉木大径材人工林生长的影响，对提高杉木大径材的产量和木材品质具有重要意义。目前，广西国有大桂山林场（以下简称大桂山林场）主要经营树种之一就是杉木，经营面积达7 518.38 hm2，蓄积量高达731 430 m3[19]。笔者以大桂山林场为研究区域，通过正交试验分析了不同管理模式对杉木大径材人工林生长的影响，旨在为该林场开展杉木大径材人工林抚育工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

大桂山林场位于广西东北部，地理坐标为东经111°20′5″～111°54′39″、北纬23°58′33″～24°14′25″，属于低山丘陵地貌。该地属亚热带季风气候区，年平均气温19.3 ℃，极端最高温度39.7 ℃，年降水量2 056 mm，年平均日照时间1 586.6 h，年平均相对湿度82%，无霜期353 d。该地区土壤类型以山地红壤为主，土壤质地包括黏壤土和壤土，pH值为5.0～5.5；土层厚度以中、厚（土层厚度不小于40 cm）为主，腐殖质层厚度一般小于5 cm，土壤肥力普遍偏低。大桂山林场森林资源丰富，土地总面积39 410.12 hm2（不含鳄蜥国家级自然保护区），其中林地面积38 553.54 hm2，占97.8%；现有维管束植物162科494属868种。

1.2 试验设计

研究共设置2种不同管理模式，分别为疏伐管理、施肥+割灌除草管理，其中疏伐管理共设置3个处理，疏伐保留密度分别为1 200株·hm-2、1 500株·hm-2和2 250株·hm-2（对照组），记为T；施肥+割灌除草管理共设置6个处理，施用肥料均为有机无机复混肥（含有机质15%）；控制氮肥施用量为0 g·株-1、100 g·株-1和200 g·株-1，记为N；控制磷肥施用量为0 g·株-1、250 g·株-1、500 g·株-1，记为P。试验采用正交试验设计，分别为T1200N0P250、T1 500N200P0、T1 200N200P500、T1 200N100P0、T1 500N0P500、T2 250N100P500、T1 500N100P250、T2 250N200P250和T2 250N0P0。于2020年春季在广西国有大桂山林场选取9个长势、林分密度一致，无病虫害发生的杉木人工林作为研究区域，林龄均为10年。在每个研究区内分别设置3块100 m×100 m的试验样地进行重复试验。

1.3 抚育管理措施

在疏伐管理的试验样地进行疏伐，采伐林地内增长量相对较低、干形不利于出材的林木，采伐试验样地总株数的25%。施肥+割灌除草管理时，于杉木春季生长期（一般于每年5月）进行施肥处理，施肥前在幼树树冠滴水线（即离树中心约50 cm）偏下处开一条长35 cm、宽20 cm、深20 cm的方形施肥沟，将肥料均匀撒施于沟内并回土覆盖，肥料选用有机无机复混肥[总养分含量30%，m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=15∶6∶9]，施肥量为0.50～0.75 kg·株-1，然后回填挖出的土；于每年6—8月全面劈除林地内灌木、藤条和杂草，伐桩高度不超过15 cm。常规经营模式即不进行额外抚育管理，仅定期进行疏枝整理。

1.4 指标测定

于2023年秋季进行生长指标测定，测定时在每个试验样地内随机选取20株杉木测定其树高和胸径。树高采用勃鲁莱氏测高仪测定，胸径使用胸径尺测定树木距离地面1.3 m处直径。

1.5 数据处理与分析

使用Excel软件进行数据统计，并根据树高和胸径计算杉木的单株材积[V=mgh+3。其中，V为杉木单株材积，单位为m3·株-1；m为胸高断面积，单位为m2；g为杉木平均实验形数，取0.429；h为树高，单位为m]，并根据单株材积计算林分蓄积量。胸高断面积通过杉木胸径按圆形面积公式计算得出。使用SPSS软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），多重比较方法使用最小显著差数法（Least Significant Difference，LSD），显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同管理模式对杉木树高和胸径生长的影响

单因素方差分析结果表明，不同管理模式下杉木树高和胸径增长量之间均存在显著差异（p＜0.05）。多重比较结果如表1所示。由表1可知，从树高来看，T1 200N200P500的杉木树高增长量最大，显著高于其他8个管理模式（p＜0.05），其次为T1 200N0P250、T1 200N100P0、T1 500N0P500和T1 500N100P250，四者之间不存在显著差异，其中T1 200N100P0和T1 500N100P250与其他4种管理模式之间存在显著差异（p＜0.05），而T1 200N0P250和T1 500N0P500则与T2 250N200P250之间不存在显著差异（p＜0.05），再次依次为T2 250N200P250、T1 500N200P0和T2 250N100P500，三者之间存在显著差异（p＜0.05），且均显著高于T2 250N0P0（p＜0.05），T2 250N0P0的树高增长量最小。从胸径增长量来看，3种保留株数1 200 株·hm-2的胸径增长量均较大，其中T1 200N200P500和T1 200N100P0的胸径增长量更大，二者之间不存在显著差异，且显著高于其他7个管理模式（p＜0.05），其次为T1 200N0P250，再次分别为T1 500N0P500、T1 500N100P250和T2 250N200P250，三者之间不存在显著差异，但显著高于其他3个管理模式（p＜0.05），然后分别为T1 500N200P0和T2 250N100P500，二者之间存在显著差异（p＜0.05），且均显著高于T2 250N0P0（p＜0.05），T2 250N0P0的胸径增长量最小，为（2.297±0.144）cm。

2.2 不同管理模式对杉木材积生长的影响

由表2可知，T1 200N200P500和T1 200N100P0管理模式下的杉木单株材积增长量较大，分别为（0.142 5±0.008 9）m3·株-1和（0.149 9±0.010 1）m3·株-1，二者之间不存在显著差异，但显著高于其他7个处理（p＜0.05），其次为T1 200N0P250和T1 500N200P0，T1 200N0P250显著高于其他6个处理（p＜0.05），而T1 500N200P0则与T1 500N0P500和T1 500N100P250之间不存在显著差异；再次为T1 500N0P500和T1 500N100P250，显著高于其他3个处理，而3种保留株数2 250株·hm-2的单株材积增长量较小，三者之间不存在显著差异。T1 500N200P0和T1 200N200P500管理模式的林分蓄积量增长量较大，二者之间不存在显著差异，但显著高于其他7个处理（p＜0.05），其次分别为T1 200N100P0和T1 500N0P500，二者之间不存在显著差异，但显著高于其他5个处理（p＜0.05），再次为T2 250N100P500、T2 250N200P250和T2 250N0P0，三者之间不存在显著差异，但显著高于其他2个处理（p＜0.05），而T1 200N0P250和T1 500N100P250的林分蓄积量增长量最小，分别为（141.254±12.523）m3·hm-2和（140.256±0.382）m3·hm-2，二者之间不存在显著差异。

3 结论与讨论

通过正交试验详细分析疏伐管理和施肥+割灌除草管理2类共计9个管理模式对杉木大径材人工林生长的影响。研究结果表明，不同管理模式下杉木树高、胸径增长量、单株材积和林分蓄积量之间均存在显著差异（p＜0.05），T1 200N200P500的杉木树高增长量最大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的桉树胸径增长量较大，而T2 250N0P0的杉木树高和胸径增长量均最小。由此可见，疏伐处理可有效促进杉木的生长，尤其是大量施氮肥和磷肥时，除促进其胸径生长的同时可以有效促进其纵向生长。T1 200N200P500和T1 200N100P0的杉木单株材积增长量较大，这是由于较强的疏伐强度和施肥处理有利于促进杉木生长；无论施肥量如何，3种保留株数中2 250 株·hm-2的杉木单株材积增长量均最小，这是由于较高的林分密度、较小的林隙限制了杉木的生长，导致其单株材积较低。T1 500N200P0和T1 200N200P500的杉木林分蓄积增长量最大，T1 500N200P0施肥量低于T1 200N200P500，但单位面积内杉木株数更高，因此林分蓄积量较高，而T1 200N200P500虽然疏伐强度高于T1 500N200P0模式，但其施肥量较大，单株材积较高，因此林分蓄积也较高。而T1 200N0P250和T1 500N100P250两种模式的林分蓄积增长量小于对照组，说明这两种管理模式经营下，林分生长未能补偿疏伐减少的林分蓄积量，不推荐采用这两种管理模式进行森林经营。

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（责任编辑：张春雨）