郭文福， 蔡道雄

(中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心， 廣西 憑祥 532600)

紅椎大徑材近自然培育適用性分析

郭文福， 蔡道雄

(中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心， 廣西 憑祥 532600)

根據(jù)近自然林經營理念及原則，結合紅椎生物、生態(tài)學特性及木材利用特性，系統(tǒng)地分析了紅椎采取近自然林經營技術培育大徑材的適用性。分析認為，紅椎為南亞熱帶地帶性常綠闊葉林頂極群落的主要建群種，可以采取近自然林目標樹單株培育技術，高效培育大徑材多功能人工林。

紅椎； 大徑材； 目標樹； 近自然林； 適用性

紅椎(CastanopsishystrixAD CD)又名紅錐、赤黎、紅黎等，為我國南亞熱帶殼斗科常綠大喬木，具有優(yōu)異的經濟性狀和重要的生態(tài)價值。我國自上世紀60年代開始發(fā)展了紅椎人工林，面積逾5萬hm2以上[1]，是廣東、廣西、福建等省(區(qū))的主要造林樹種，在云南、貴州、湖南和江西等省也有天然分布和人工造林。經過半個世紀以來的引種馴化、良種選育和造林技術的研究與推廣，紅椎人工林有了良好的技術基礎[1，2]，但紅椎的培育技術仍然以仿效松杉商品材培育模式為主，目前尚無定向培育大徑級用材林的成熟經營技術模式，只能培育低價值中徑材為主的人工林。近自然森林經營是一種順應自然，充分利用自然力的高效低成本森林經營方式，是培育多功能、優(yōu)質大徑材人工林的良好技術途徑[3-8]。本文根據(jù)紅椎生物-生態(tài)學及木材特性，分析其采取近自然林經營方式的適用性，為探索大徑材高效低成本培育技術提供參考。

1 紅椎的樹種特性

1.1 生物學特性

紅椎是南亞熱帶常綠闊葉林的主要建群種及群落頂極種，樹體高大，干形通直，在天然分布中心區(qū)域其樹高達30 m，胸徑達150 cm以上，屬速生、常綠大喬木，紅椎壽命長，逾100年以上。據(jù)對福建華安金山林場的紅椎天然林調查[9]：紅椎 34～38年生樹高可達21.9～23.7 m，胸徑可達20～30 cm，樹高速生期為4～18年生，胸徑速生期為6～14年生，材積速生期為10～27年生，38年生的紅椎材積生長量仍未達到數(shù)量成熟。人工林生長進程與天然林基本相近[10]，在集約經營的人工林中生長速度更快一些，據(jù)2013年在廣西憑祥的調查，30年生紅椎人工林中優(yōu)勢木(目標樹)一般是平均木胸徑的1.5倍，年均胸徑生長量為1.6 cm。因此，紅椎有培育大徑材或特大徑材的生物學基礎。

紅椎天然更新能力強，既可種子繁殖，也可萌芽更新。人工林10年左右即開花結實，15～20年為盛果期。紅椎幼齡期較耐蔭，在密度適中、光照充足的林分中，天然更新的實生幼苗、幼樹密集叢生，生長良好。據(jù)調查[11]，在廣西憑祥中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心，28年生的紅椎人工林冠下幼苗、幼樹和小樹平均密度分別為20 097 株/hm2、920 株/hm2和2 308 株/hm2。紅椎的這種雙重更新方式確定了紅椎群落在這一地區(qū)的頂極群落地位，其它樹種在今后的長期演替過程中也無法取代紅椎[12]。

1.2 生態(tài)學特性

紅椎為南亞熱帶頂極群落建群種，有很強的光照適應性，幼齡期耐陰，成年期喜光。林冠下更新的幼苗幼樹可在微弱光照下生長，隨著樹木年齡增長，樹體的增大，對光照強度要求逐步提高。據(jù)姜英等[13]對2年生苗遮蔭效果研究表明，遮蔭條件下的紅椎幼苗較全光照下生長迅速，苗高在30% 光強下生長最好，地徑在80% 光強下生長最好。而生產上用1年生苗進行跡地全光照種植，幼苗幼樹也能正常成活、成林，但強光條件下，幼樹側枝粗壯，葉量較多，樹干尖削度大，形質稍差。光照強度影響紅椎生殖成熟期，光照充足的人工林10年左右即可開花結實，而林蔭下處于群落亞林層以下的幼樹，即使達20年以上也不會開花結實。側方庇蔭可抑制紅椎側枝生長，形成良好干形，可引導頂梢向上伸長，促進樹高增長。

紅椎屬深根性樹種，主根明顯，根系發(fā)達，對土壤的適應性強，不苛求立地，但在水肥條件優(yōu)越的環(huán)境下，其生長潛力大。據(jù)黃全能[12]對38年生紅椎天然林的研究，根系垂直分布深達1.5 m以上，側根發(fā)達，集中分布深度為80～90 cm，根幅可達21～25 m2。蔣家淡[14]對紅椎人工混交林的研究，7年生紅椎主根達1.58～1.82 m。天然林多見于由花崗巖、砂頁巖、變質巖等母巖發(fā)育的酸性紅壤、黃壤、磚紅壤性土，而少見于石灰?guī)r發(fā)育的土壤。紅椎也是喜水喜肥樹種，在土壤深厚疏松、濕潤肥沃的立地條件下，表現(xiàn)出較高的生產力；在土層淺薄、貧瘠的石礫土或山脊，生長矮?。辉诘屯莘e水地則不能生長。

紅椎群落既可組成結構復雜的混交林，也可作單優(yōu)樹種組成小片純林。天然群落中一般伴生樹種有荷木、狗牙椎、黃殼桂、羅浮柿和鴨腳木等，次生林中還伴有馬尾松等陽性樹種，有些群落中紅椎的優(yōu)勢度極大，幾乎成為單優(yōu)種群落[12]。楊遠攸等[15]建議南亞熱帶低山丘陵以發(fā)展紅椎與吊皮椎為優(yōu)勢種的森林群系為主，可不斷提高地力，使森林發(fā)育良好，向氣候頂極群落的方向發(fā)展。

1.3 木材利用特性

紅椎木材硬度大，天然防腐能力較強，人工防腐處理容易。心材顏色紅，美觀，容易加工，多作為漁船、橋梁、房屋、家具和農具等用途。紅椎生長應力大，其木材在儲存、制材、干燥及加工過程中極易發(fā)生變形及開裂，速生人工林的木材尤其如此，在一定程度上限制了其高端用途[16]。老齡材及生長緩慢的樹木應力較小，木材開裂較少，材性穩(wěn)定。天然林老齡木材氣干密度平均值0.727 g/cm3，22年生人工林木材基本密度為0.611 g/cm3。

2 近自然林經營原則與方法

2.1 近自然林經營原則

近自然林經營就是人工林的建立和經營，參照當?shù)貪撛诘闹脖蛔匀谎萏嬉?guī)律進行經營。然而，近自然林經營不僅要求人工林經營符合自然規(guī)律，形成健康穩(wěn)定的森林，而且也要符合人類經營目標的森林[4，5]。經營時要遵循以下原則：一是減少人為干預，盡量依靠自然的力量經營森林；二是樹種盡量來自自然下種；三是林分結構要由單層同齡純林轉變?yōu)閺蛯赢慅g混交林；四是采伐要由皆伐轉變?yōu)閾穹ィ晃迨橇值匾３殖掷m(xù)覆蓋，在人為經營森林的過程中，林地地被物應最大限度地保留，不能遭到大的破壞，以保持森林生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調性。

2.2 近自然林經營方法

目標樹單株經營技術，是將一切經營措施集中圍繞在培育優(yōu)選出的目標樹單株個體上，森林撫育只間伐影響目標樹的干擾樹，其他樹木和植物盡量少擾動，既實現(xiàn)了“優(yōu)樹優(yōu)培”，又較大限度地保持和發(fā)展人工林的生物多樣性，是一種低成本、高效率的經營措施，非常適合培育符合可持續(xù)經營目標的大徑級用材林[5-8]。

2.3 紅椎大徑材近自然培育方法

2.3.1 確定人工林目標樹選擇起始期 紅椎遺傳多樣性較高，實生起源的人工林樹木個體間遺傳變異大，加之一般山地土壤異質性高，水肥分布極不均勻，紅椎純林經過一段時期的生長后，一般是在樹高的高峰生長期結束后，即造林后8～10年期間，樹木個體生長開始出現(xiàn)競爭，林木的高徑生長產生分化，林分11～15年期間林木生長分化趨向穩(wěn)定，可作為選擇目標樹的林分年齡。

2.3.2 選擇和標記目標樹 將遺傳品質好、生活力強、形質好，符合經營目標的少數(shù)優(yōu)勢木選擇出來并建立永久標志，作為大徑材培育的目標樹培育。

2.3.3 干擾樹的選擇及處置 森林撫育經營過程中，定期觀察目標樹周邊是否存在影響其生長的干擾樹，又叫競爭木，并將干擾樹種進行標記與及時采伐，保證目標樹可獲得充分光照、土壤水分和營養(yǎng)條件，以最大限度地促進目標樹的生長，發(fā)揮其優(yōu)勢生產力，實現(xiàn)“優(yōu)樹優(yōu)培”。

2.3.4 采取合理措施促進人工林的自然更新 紅椎的生殖成熟期一般為15年左右，通過對干擾樹的間伐，為目標樹創(chuàng)造充足的生長營養(yǎng)空間，同時也要采取適當措施促進其天然更新，如砍伐干擾樹后盡量保護林下更新小苗幼樹，特別是生長健壯的幼樹。

2.3.5 目標樹擇伐利用 目標樹成熟利用的標志是徑級達到既定的目標直徑，并采取擇伐方式利用。成熟一株伐一株，砍伐目標樹后留下的林窗可被天然更新小樹利用。這樣，經營一段較長的時間后，紅椎人工純林可逐漸轉化成紅椎近自然狀況的復層異齡林。

3 紅椎大徑材近自然培育的適用性

3.1 紅椎為當?shù)刂参锶郝溲萏骓敇O種，適合近自然林經營

紅椎幼齡期耐陰，為中性喜光樹種，其種實為堅果，成年樹木結實豐富，在林蔭環(huán)境中能正常天然更新，在南亞熱帶地區(qū)常綠闊葉林植物群落中為頂極群落主要建群樹種[16]。因此，在紅椎人工林的建立、撫育及采伐等過程中，只要采取適當技術措施，盡量減少人為干預，充分保護和促進紅椎及當?shù)匚锓N的天然更新，使得人工林樹種結構及其演替進程與當?shù)貪撛诘奶烊恢脖挥邢嗨期呄颍谧匀涣τ绊懴?，即可形成結構穩(wěn)定、功能相似，以紅椎為主要建群種的高生產力近自然林。

3.2 紅椎有自然下種更新等優(yōu)良特性，適合近自然林經營

利用紅椎兩個主要特性進行優(yōu)質大徑材近自然培育，可減少營林投入，節(jié)約勞動力。(1)利用其優(yōu)良的天然更新特性，特別是實生種子天然更新能力較強的特性，可減少營林投入，獲得最大的經營效益。紅椎中齡林以上的人工林種實豐富，林下天然更新小苗多，密度高[11]。充分利用其天然下種更新能力，創(chuàng)造條件，促進天然下種實生苗的生長，形成異齡復層紅椎近自然林，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工植苗再造林方式，可克服傳統(tǒng)造林季節(jié)性強、適應性差、成活率低及林分生長不良等低效人工林經營問題。(2)利用林木自然稀疏規(guī)律，培育形質較高的優(yōu)良用材。紅椎密度較大的林分自然整枝良好，適當利用其自然整枝能力，可節(jié)約人工修枝成本。這也是遵守近自然林經營充分利用自然力原則的體現(xiàn)。

3.3 紅椎林有很好的森林自肥特性，近自然經營低成本培育大徑材

培育紅椎大徑級用材林，優(yōu)質的立地及可持續(xù)的營養(yǎng)供應是高產穩(wěn)產的基礎。目前紅椎造林及幼林撫育均施化肥[1，2]。從長遠效果看，早期施肥并非必要。生產實踐中，林地大量施用化肥會破壞土壤微生物環(huán)境，壓抑微生物正常活動，致使土壤自然肥力逐步衰退。一個健康正常的森林生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，包括土壤營養(yǎng)物質，都處于一種自然平衡狀態(tài)并有一定的緩沖能力。紅椎人工林枯落物多，在南方高溫多雨的水熱條件下，養(yǎng)分分解轉化速度很快，林地土壤肥沃。據(jù)黃全能等[17]在福建華安的研究，紅椎天然林土壤中各種營養(yǎng)元素含量豐富，土壤容重、孔隙度、持水量及林下凋落物的水源涵養(yǎng)功能均比一般杉木人工林優(yōu)越。因此，通過撫育措施，將間伐小徑木及其枝葉留在林分中，并歸集到目標樹周邊，增加微環(huán)境中的枯落物量，以及通過混交林營造或保護林分中的天然植被，增加林分生物多樣性等措施，可達到提高自然肥力等生態(tài)平衡調節(jié)能力。

3.4 近自然的紅椎人工混交林，森林總體效益高

近自然人工林是一種由多樹種組成的異齡、多層次結構的森林，其生物多樣性豐富，森林健康、穩(wěn)定性高。林分越是接近自然，各樹種間的關系就越和諧，與立地越適應，產量也就越高。當森林發(fā)展到一定的階段，許多立地也會呈現(xiàn)出自然現(xiàn)象[4]。模擬天然植被群落結構，造林更新實行“生態(tài)化”，建成“近自然”的多級結構穩(wěn)定的林分，以保證綜合效益的持續(xù)發(fā)揮。紅椎雖可營建純林，并可形成較高生產力的人工林，但跡地更新造林時，營造樹種科學配置、混交比例合適、混交方式科學的混交林，可提高林分的總體效益，縮短大徑材的生產周期。南方林區(qū)采取紅椎與松(杉)進行小塊狀混交或多行帶狀混交方式營造的混交林，種間關系容易協(xié)調，生產力較高。這種方式的伴生樹種松(杉)按中小徑材經營，較短時間內可間伐利用，采取近自然林的目標樹單株經營法，最終培育出高價值的紅椎大徑材，是一種以短養(yǎng)長的經營模式，值得推廣應用。

4 結語

紅椎為我國南亞熱帶季風常綠闊葉林頂極植被群落的主要建群種，具有培育高價值、多功能大徑級用材林的生物學-生態(tài)學基礎和潛力，通過近自然林經營，可改變傳統(tǒng)造林經營目的不明確、生產低效、經濟效益差的培育技術問題。在荒山荒地、采伐跡地上通過人工造林，構建以紅椎為目標優(yōu)勢樹種的混交林，或通過對松杉人工林改造，形成松(杉)紅椎異齡混交林，采取目標樹單株經營技術定向培育，可高效低成本實現(xiàn)大徑級用材林的經營目的。

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(文字編校：龔玉子)

TheapplicabilityanalysisongrowingforlargediametervaluablewoodofCastanopsishystrixbyclose-to-natureforestmanagement

GUO Wenfu， CAI Daoxiong

(Experimental Center of Tropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Pingxiang 532600， China)

Based on the forest management theory and technology of closed-to-nature forest，this paper made a systematic analysis on the applicability of the close-to-nature forest management technology to grow large diameter valuable wood forCastanopsishystrixby understanding of its biological，ecological characteristics and wood utilization features.As a dominative tree species in climax of south-subtropical evergreen broadleaf forest，it could be concluded that this species can be taken the target tree cultivation for big diameter wood and multi-function plantation.

Castanopsishystrix； large diameter wood； target tree； close-to-nature forest； applicability

2014-10-13

中國林科院基本科研業(yè)務費專項資金項目(CAFYBB2014MB006)；“十二五”科技部科技支撐項目研究團隊(2012BAD22B0105)。

郭文福(1962-)，男，教授級高工，廣西北流市人，主要從事森林培育技術研究與推廣。

S 75

A

1003 — 5710(2015)01 — 0079 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 01. 019