肖書富

(福建省明溪縣林業(yè)局,福建 三明 365200)

萌芽杉木與雜交馬褂木混交效果分析

肖書富

(福建省明溪縣林業(yè)局,福建 三明 365200)

采用標準地調(diào)查、樹干解析等方法對福建省明溪縣城關鄉(xiāng)大坪村8年生的萌芽杉木純林及萌芽杉木、雜交馬褂木混交林的樹高、胸徑、蓄積量等進行對比分析，結(jié)果表明：混交林萌芽杉木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優(yōu)勢木樹高分別比杉木純林高12.8%、10.7%、35.0%、34.4%和11.4%；混交林雜交馬褂木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優(yōu)勢木樹高分別比杉木純林的人工實生杉木高67.6%、61.5%、323.1%、319.6%和77.6%；混交林的林分總蓄積比杉木純林高103.4%；混交林林分地上部分總生物量比杉木純林高85.9%；混交林雜交馬褂木與萌芽杉木除在4～6 m高度處存在種間競爭外，其他空間分布合理，有效提高了林地生產(chǎn)力。

萌芽杉木；雜交馬褂木；生長情況；生物量

近年來，我國南方林區(qū)杉木(Cunninghamialanceolata)純林面積不斷擴大，連栽代數(shù)逐漸增加，連栽引起土壤肥力下降，導致林地生產(chǎn)力下降和生態(tài)環(huán)境惡化[1]。同時由于樹種單一和集中連片，杉木森林病蟲害正隨著造林面積的擴大而呈蔓延的趨勢，人們對杉闊混交的造林方式越來越重視，其較高的生物多樣性對維護杉木人工林持續(xù)穩(wěn)定的林地生產(chǎn)力意義重大。雜交馬褂木(Liriodendronchinensis×L.tulipifera)，是利用鵝掌楸為母本，北美鵝掌楸為父本雜交而成的新品種，具有適應性強、生長迅速、樹干高大通直、抗性強和病蟲害少等優(yōu)點[2]，是珍貴的行道樹和庭園觀賞樹種，栽種后能很快成蔭，它也是建筑及制作家具的上好木材[2,3]。目前各地引種雜交馬褂木均取得了較大的成功[2-4]。福建省三明市明溪縣于2007年3月，從南京林業(yè)大學調(diào)運雜交馬褂木苗木，并將其套種于杉木萌芽林中，調(diào)查其生長情況及對萌芽杉木林生產(chǎn)力的促進作用，以期為福建閩西北杉木林區(qū)林地生產(chǎn)力的改善提供理論參考。

1 研究區(qū)概況

試驗區(qū)位于明溪縣城關鄉(xiāng)大坪村22林班20大班2～4小班(26°15′03″ N，117°10′53″ E)。海拔450～570 m，坡向東南，坡度27°，屬Ⅱ類立地，土壤為紅壤，pH值為5.5。該區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L氣候，溫暖濕潤，雨量充沛，水熱條件優(yōu)越，年平均氣溫18 ℃，極端最高氣溫38.5 ℃，極端最低氣溫-8 ℃，全年日照時數(shù)1 761.1 h，無霜期250 d，年均霜期36 d，年均降雨量1 744 mm，年降雨天數(shù)130～150 d，年均空氣相對濕度82%。試驗區(qū)域多年平均降雨量和氣溫見圖1。

圖1 試驗樣地所在區(qū)域月降雨量和月均溫

2 材料與方法

2.1 試驗設計

2007年3月，在明溪縣城關鄉(xiāng)大坪村22林班20大班2～4小班，按照隨機區(qū)組設計A、B 2個處理：A處理為萌芽杉木林中套種雜交馬褂木實生苗；B處理為萌芽杉木林中套種人工杉木實生苗，小區(qū)內(nèi)設面積為20 m×20 m的標準地，四個角點埋木樁作標記，共設計6個小區(qū)6塊標準地，總面積2 400 m2，在每小區(qū)標準地內(nèi)選取5株優(yōu)勢木，測樹高，根據(jù)優(yōu)勢木平均高和林分年齡查福建省杉木地位指數(shù)表[5]，確定地位指數(shù)。

2.2 造林方式

該試驗地為第1茬杉木萌芽林，前茬為1985年3月人工杉木實生苗造林。2006年5月皆伐，皆伐時平均胸徑14.5 cm，平均樹高13.6 m，優(yōu)勢木平均樹高15 m，地位指數(shù)為14級[5]。2007年3月，對上坡保留伐樁中萌發(fā)出的較粗壯的杉木萌芽條1～2個進行培土，造林時保有樹樁1 350叢·hm-2，實際保留萌芽杉木1 725株·hm-2；然后分別將雜交馬褂木和人工實生杉木苗星狀套種于4叢萌芽杉木中，套種密度為850株·hm-2；再沿水平方向?qū)⒉煞ナＳ辔镌诹值刂羞M行帶狀堆積。定點挖明穴50 cm×40 cm×40 cm，回表土造林，造林前不煉山。在造林當年的第1次撫育中，在原有帶的基礎上，采用擴穴連帶，整理出寬1～1.2 m的固定水平帶，以后撫育只在這個帶中進行，減小撫育強度，以保證幼林生長；前3 a每年9月帶中撫育1次，直至郁閉。

2.3 調(diào)查方法

2014年6月進行標準地調(diào)查，在萌芽杉木混交林和純林分別進行每木檢尺和林下植被群落調(diào)查，記錄雜交馬褂木、人工實生杉木和萌芽杉木的胸徑、樹高、冠幅和枝下高等測樹因子，然后伐標準地內(nèi)各樹種平均木各3株，以2 m為1個區(qū)分段，截取圓盤作樹干解析，并分東西南北不同方位取各區(qū)分段的部分樣品，帶回實驗室，于鼓風烘箱中80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定各樹種各器官含水率。在各標準地內(nèi)均勻布設5個1 m×1 m的小樣方，分灌藤、草本采用全收獲法收獲林下植被的地上部分，含水率的測定方法同喬木。

雜交馬褂木和杉木的材積按照福建省地方標準伐區(qū)調(diào)查設計技術規(guī)程DB35/T88-1998中的材積模型來確定：

杉木V杉=0.000 058 061 860 D1.955 335 1× H0.894 033 04；

雜交馬褂木V闊=0.000 052 764 291 D1.882 161 1×H1.009 316 6；

式中：V為單株材積，單位m3；D為胸徑，單位cm；H為樹高，單位m；蓄積量=單株平均立木材積×林分現(xiàn)有密度。

2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的分析處理和圖表制作均在Microsoft Excel 2007 中完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 萌芽杉木混交林及其純林生長差異

從表1中可看出，A處理萌芽杉木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優(yōu)勢木樹高分別比B處理高12.8%、10.7%、35.0%、34.4%和11.4%；A處理雜交馬褂木的平均胸徑、樹高、單株材積、林分蓄積量和優(yōu)勢木樹高分別比B處理的人工實生杉木高67.6%、61.5%、323.1%、319.6%和77.6%；A處理的林分總蓄積比B處理高103.4%。

在喬木層生長空間分布方面，A處理萌芽杉木的冠幅和枝下高分別比B處理高4.8%和7.7%；A處理雜交馬褂木的冠幅和枝下高分別比B處理高73.7%和75.0%；A處理林分郁閉度(0.9)大于B處理(0.7)。

表1 8年生萌芽杉木混交林及其純林生長差異

注：“—”表示該項目無數(shù)據(jù)，下同

3.2 林分地上部分生物量

3.2.1 萌芽杉木混交林及其純林地上部分生物量 由于杉木萌芽林樹根主要依附前茬生長，挖掘工作量大，統(tǒng)計林分地下部分生物量較困難，因此，本研究主要分析林分地上部分生物量。由表2可知，A處理萌芽杉木地上部分單株喬木的干、枝、葉生物量及單株總生物量分別比B處理高68.1%、15.2%、16.7%和48.0%；A處理雜交馬褂木地上部分單株喬木的干、枝、葉生物量及單株總生物量分別比B處理高366.0%、223.8%、141.2%和285.9%；A處理萌芽杉木和雜交馬褂木地上部分喬木層生物量分別比B處理高47.4%和282.5%；A處理混交林地上部分喬木層總生物量比B處理高99.1%；A處理林下植被地上部分生物量比B處理低29.7%；A處理林分地上部分總生物量比B處理高85.9%。

表2 8年生萌芽杉木混交林及其純林地上部分生物量 kg

圖2 萌芽杉木混交林喬木樹種地上部分生物量垂直分布

3.2.2 萌芽杉木混交林喬木樹種地上部分生物量垂直分布 從圖2中可看出，萌芽杉木混交林中，平均單株萌芽杉木和雜交馬褂木干、枝、葉各器官生物量分別為15.3、3.8、2.8 kg和21.9、6.8、4.1 kg，各器官生物量大小依次為干>枝>葉；雜交馬褂木枝、葉生物量主要集中分布于喬木層的第3層(4～6 m)和第4層(6～8 m),分別占單株枝葉總量的35.8%和40.4%；萌芽杉木枝、葉生物量主要集中分布于喬木層的第2層(2～4 m)和第3層(4～6 m),分別占單株枝葉總量的33.3%和42.4%；在喬木層第3層，萌芽杉木和雜交馬褂木枝葉出現(xiàn)部分交叉，存在一定程度的種間競爭，為保證林木木材產(chǎn)出，可適時做好修枝和撫育間伐?？傮w上看，萌芽杉木混交雜交馬褂木，其林木垂直分布較合理，種間相互抑制生長的作用程度較小。

4 結(jié)論與討論

4.1 參考福建省杉木地位指數(shù)表可知，萌芽杉木連栽林的地位指數(shù)有下降的趨勢，而萌芽杉木混交雜交馬褂木林的地位指數(shù)則上升至16級，究其原因可能是：雜交馬褂木屬落葉闊葉樹種，葉片大，枯枝落葉層厚，凋落物凋落量高，K、Mg等養(yǎng)分元素的歸還量為吸收量的30%以上，N、P、Ca等養(yǎng)分元素的歸還量則達40%以上，有改良土壤的良好作用[7]；闊葉樹種凋落物分解速度快于針葉樹，經(jīng)過幾年土壤表層腐殖質(zhì)的不斷積累與分解，混交林土壤肥力較高，促進了林分的生長；在生長初期，由于杉木、雜交馬褂木速生持續(xù)年限的差異性，形成了較為合理的冠層分布，其中，喜強陽性的雜交馬褂木居林冠上層，而幼齡杉木耐陰居于亞林層，合理利用空間，提高了林地生產(chǎn)力。

4.2 混交林中萌芽杉木的胸徑、樹高、冠幅、枝下高和單株材積均高于杉木純林。這是主要是由于混交林中雜交馬褂木的庇護和林分增加的凋落物有關。楊玉盛等[1]研究表明，單一樹種多代連栽、煉山造林會引起土壤肥力下降，導致林地生產(chǎn)力降低和生態(tài)環(huán)境惡化。雜交馬褂木是速生樹種，在生長初期，其寬大的樹冠可為混交林中的萌芽杉木提供溫濕度適宜的萌生環(huán)境，因此，根據(jù)兩個樹種不同的生長特性，適時調(diào)整林分密度，可充分利用光照、水分、養(yǎng)分，實現(xiàn)林分水平層面的合理鑲嵌；此外，馬褂木屬落葉闊葉樹種，凋落葉凋落量大，分解快，可有效提高土壤肥力，可為對立地質(zhì)量要求較高的杉木的生長提供充足的養(yǎng)分來源。對混交林和純林中的萌芽杉木平均木進行樹干解析發(fā)現(xiàn)，在頭5 a內(nèi)，雖兩種林分中萌芽杉木的樹高、胸徑和材積生長量基本相同，但5 a后，混交林中萌芽杉木各指標生長量逐漸高于純林萌芽杉木，從另外的角度證明，萌芽杉木混交雜交馬褂木可有效提高林地生產(chǎn)力。

4.3 近年來，隨著中、小徑材在民用和短期工業(yè)用材需求的增加，為避免盲目性生產(chǎn)帶來損失，利用杉木萌芽早期生長快、成本低的優(yōu)點，將其與雜交馬褂木混交，不但可以克服萌芽杉木林密度低的缺點，還可促進林分提早郁閉，又可利用闊葉樹改良林地土壤質(zhì)量，是培育杉木中、小徑材短、平、快的較好辦法。而雜交馬褂木既可以作珍貴的行道樹和庭園觀賞樹種，又可用于建筑及制作家具[2,3]，是明溪引進改造低產(chǎn)低效林分較好的新品種，可在南方林區(qū)推廣應用。

[1] 楊玉盛,何宗明,陳光水,等.杉木多代連栽后土壤肥力變化[J].土壤與環(huán)境,2001,10(1):33-38

[2] 韓東鋒.雜種馬褂木在楊凌地區(qū)的適生性研究[J].北方園藝,2011(11):76-79

[3] 謝汝根.雜種馬褂木幼林生產(chǎn)潛力初步分析[J].安徽農(nóng)學通報,2011,17(4):96-97,111

[4] 楊康輝.福建邵武引種雜種馬褂木幼林初步研究[J].林業(yè)勘察設計,2013(2):100-105

[5] 孟憲宇.測樹學[M].2版.北京: 中國林業(yè)出版社, 1996：109-110

[6] 孟憲宇.測樹學[M].3版.北京: 中國林業(yè)出版社, 2006：301-307

[7] 王章榮.鵝掌楸屬樹種雜交育種與利用[M].北京: 中國林業(yè)出版社,2005

Mixed Effect of GerminatedCunninghamialanceolatawith HybridizedLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera

Xiao Shufu

(Bureau of Forestry in Mingxi County, Fujian Province,Sanming 365200, China)

The tree height, DBH and the volume of eight-year-old germinated pure forest ofCunninghamialanceolata, and the mixed forests (germinatedCunninghamialanceolataandLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera) in Daping Village, Chengguan township, Mingxi County, Fujian Province were compared and analyzed by sample plot investigation and stem analysis methods.Result shows that:the average DBH, the tree height, the individual volume,the stand volume and the dominant height of germinatedCunninghamialanceolatain the mixed forest increased by 12.8%, 10.7%, 35.0%, 34.4% & 11.4% respectively than that of the pure forest;the average DBH, the tree height, the individual volume,the stand volume and the dominant height ofLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipiferain the mixed forest increase by 67.6%, 61.5%, 323.1% & 319.6% and 77.6% respectively than that of pure and artificial seedling forest ofCunninghamialanceolata;the total volume and above ground biomass of the stand in the mixed forest increase by 103.4% & 85.9% respectively than that of the pure forest;there was interspecific competition betweenLiriodendronchinensis×Liriodendrontulipiferaand germinatedCunninghamialanceolatain the mixed forest with the height of 4-6 m, however, rational distribution in other space, and finally could improve the forest land productivity effectively.

germinatedCunninghamialanceolata;Liriodendronchinensis×Liriodendrontulipifera;growth;biomass

1005-5215(2015)01-0007-03

2014-11-12

肖書富(1971-)，男，福建三明人，工程師，從事森林資源經(jīng)營管理工作.

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.01.003