毛穎

摘 要：禿杉可以改善杉木連栽地的土壤理化性質(zhì)，杉木、禿杉混交能夠延緩甚至防止地力衰退，探討兩者混交模式具有重要意義。通過開展不同樹種組成、不同立地類型造林對比試驗，結(jié)果表明：不同的樹種組成林分之間，在杉木、禿杉的胸徑、樹高和單株材積生長以及林分單位面積蓄積方面，都有著極顯著差異；不同樹種組成、不同立地類型的交互作用對杉木、禿杉的胸徑、樹高和單株材積生長，以及林分單位面積蓄積的影響均達(dá)到極顯著水平。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地的混交比例，分別以8杉2禿、5杉5禿、5杉5禿為最適宜。

關(guān)鍵詞：杉木；禿杉；混交比例；立地類型；生長量

中圖分類號 S725.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）15-0093-4

禿杉（Taiwania cryptomerioides），為杉科臺灣杉屬常綠樹種，高大喬木，高可達(dá)60m，胸徑可達(dá)3m，分布在中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，為第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)孑遺植物，國家一級保護(hù)植物。禿杉側(cè)枝平展，樹冠廣圓形；幼樹及大樹基部萌生枝條的針葉為兩側(cè)扁的四棱鉆形，微向內(nèi)側(cè)彎曲，先端銳尖，長達(dá)2.2cm，寬約2mm。大樹針葉鉆形，腹背隆起，背脊和先端向內(nèi)彎曲，長3～5mm，兩側(cè)寬2～2.5mm，四面均有氣孔線。禿杉是優(yōu)良珍貴用材樹種，心材紫紅褐色，邊材深黃褐色帶紅，紋理直，結(jié)構(gòu)細(xì)、均勻，可供建筑、家具、板材及造紙原料等用材。

順昌縣是杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.]的中心產(chǎn)區(qū)，但杉木連栽也出現(xiàn)了較為明顯的地力衰退[1-2]。黃承標(biāo)等研究了不同林齡的禿杉純林、杉木純林間的土壤密度、營養(yǎng)元素、腐殖質(zhì)含量的差異，認(rèn)為11年生、14年生的禿杉純林，土壤密度和土壤N、P、K、腐殖質(zhì)等營養(yǎng)成分含量、林分凋落物儲量，均較同齡的杉木純林高[3-4]。由此可見，禿杉樹種對土壤營養(yǎng)成分的攝取量明顯低于杉木，或禿杉樹種對土壤營養(yǎng)成分返還量明顯高于杉木，因此，禿杉與杉木混交，可以減緩甚至避免地力衰退。為此，順昌路馬頭國有林場于2007年開展了杉木與禿杉混交對比試驗，通過不同立地類型、不同混交比例的造林對比試驗，探討不同立地類型、不同混交比例對杉木和禿杉混交林生長的影響，為杉木×禿杉混交造林模式選擇提供理論依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于順昌路馬頭國有林場仁壽工區(qū)005林班72大班010小班、059林班71大班010小班和058林班72大班010小班。005林班72大班010小班為Ⅰ類地，坡度15～20°，山地紅壤，土層厚度2m以上，理化性能良好，腐殖質(zhì)層厚度15～20cm；059林班71大班010小班為Ⅱ類地，坡度15～30°，山地紅壤，土層厚度1m以上，腐殖質(zhì)層厚度10～15cm；058林班72大班010小班立地類型為Ⅲ類地，坡度15～30°，山地紅壤，土層厚度1m以上，腐殖質(zhì)層厚度5～10cm。3個小班前茬均為杉木純林。試驗區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，同時又受大陸性氣候的一定影響，年均氣溫為18.5℃，年均降水量達(dá)到1880mm左右。

2 材料與方法

2.1 試驗材料 禿杉參試苗木為順昌路馬頭國有林場仁壽工區(qū)057林班71大班010小班1989年營造的禿杉林分后代1年生苗木；杉木參試苗木為順昌洋口國有林場第二代種子園種子繁殖的1年生苗木。

2.2 試驗設(shè)計 采用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，包含5個水平（10杉、8杉2禿、5杉5禿、2杉8禿、10禿），3個處理（Ⅰ類地、Ⅱ類地、Ⅲ類地），3個重復(fù)（上、中、下坡位各設(shè)置1個區(qū)組），小區(qū)規(guī)格20m×20m，株間混交。試驗區(qū)周圍種植杉木、禿杉作為保護(hù)行，株間混交，混交比例2[∶]1。

2.3 試驗處理 （1）林地準(zhǔn)備：2007年11月劈雜、煉山、整地、挖小明穴（40cm×40cm×30cm），每穴施放鈣鎂磷100g。（2）種植與補(bǔ)植 2008年2月雨后造林，株行距2m×2m；2008年4月對死、缺株按試驗設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)植。（3）撫育管理 2008—2010年連續(xù)撫育3年。2008年6月、9月分別全面鋤草、培土、扶苗、除萌一次；2009年、2010年均在5月、9月分別全面鋤草、培土1次，5月份結(jié)合除草松土施肥1次，施肥量為鈣鎂磷100g。2015年10月，進(jìn)行一次衛(wèi)生伐，清除被壓木、雜灌、層間藤本植物。

2.4 數(shù)據(jù)采集與處理 2017年5月，對各試驗小區(qū)分樹種每木檢尺，統(tǒng)計株數(shù)，計算小區(qū)平均胸徑，根據(jù)小區(qū)平均胸徑選擇小區(qū)平均木。伐倒平均木，實測樹高，并按1m區(qū)分段截取圓盤，進(jìn)行樹干解析，計算單株材積。以各小區(qū)平均木的胸徑、樹高、單株材積代表小區(qū)平均水平。

純林蓄積生長量計算公式為：

V=V0×n×10000/400 （1）

其中，V0為平均木單株材積，n為小區(qū)株數(shù)。

混交林蓄積生長量計算公式為：

V=10000（n1V1+n2 V2）/400 （2）

其中，n1、n2分別為小區(qū)內(nèi)杉木和禿杉株數(shù)，V1為杉木平均木單株材積，V2為禿杉平均木單株材積。

變異系數(shù)C·V=（標(biāo)準(zhǔn)差/平均值）×100 （3）

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 分樹種統(tǒng)計5種林分在3種立地類型上的胸徑、樹高、單株材積平均表現(xiàn)和株數(shù)，結(jié)果見表1。將各試驗小區(qū)的平均胸徑、平均樹高、單株材積和單位面積蓄積量數(shù)據(jù)分別進(jìn)行雙因素方差分析。單位面積蓄積量的多重比較采用Duncan法。

3 結(jié)果與分析

3.1 胸徑生長比較

3.1.1 杉木胸徑生長比較 從表1可知，10杉、8杉2禿、5杉5禿、2禿8杉等4種不同樹種組成林分中，杉木參試群體平均胸徑為12.1cm，不同樹種組成林分的杉木平均胸徑變動范圍為10.4～13.0cm，5杉5禿最大，8禿2杉次之，10杉最小，從杉木胸徑在3種立地類型中的整體平均表現(xiàn)來看，5杉5禿混交比例最好。從表2方差分析結(jié)果可知，不同樹種組成林分之間的杉木胸徑生長差異達(dá)到極顯著水平，杉木與禿杉混交，對杉木的胸徑生長有極顯著的影響。分立地類型比較，不同樹種組成林分杉木平均胸徑、變動范圍和變異系數(shù)，Ⅰ類地分別為13.1～15.7cm、14.9cm和5.9%，Ⅱ類地分別為9.8～12.7cm、11.6cm和8.2%，Ⅲ類地分別為8.2～11.2cm、9.9cm和9.3%。變異系數(shù)大小，Ⅲ類地>Ⅱ類地>Ⅰ類地，杉木與禿杉混交比例對杉木胸徑生長的影響大小，隨立地類型的變化而變化，立地條件越差，影響越大。在樹種組成和立地條件的交互作用上，杉木胸徑生長達(dá)到極顯著差異水平（見表2），要選擇杉木、禿杉的混交比例，應(yīng)分不同的立地類型進(jìn)行。在Ⅰ類地中，杉木胸徑生長表現(xiàn)出8杉2禿>5杉5禿>8禿2杉>10杉，其中5杉5禿、8禿2杉之間相差較小；在Ⅱ、Ⅲ類地中，杉木胸徑生長均表現(xiàn)出8禿2杉>5杉5禿>8杉2禿>10杉。由此可見，對杉木胸徑生長最為有利的樹種組成比例，Ⅰ類地為8杉2禿，Ⅱ、Ⅲ類地為8禿2杉。在好的立地條件（Ⅰ類地）下，禿杉以20%比例與杉木混交，促進(jìn)杉木胸徑生長效果最佳；在中等（Ⅱ類地）或較差（Ⅲ類地）的立地條件下，禿杉的比例越大，對杉木胸徑生長的促進(jìn)作用越顯著。

3.1.2 禿杉胸徑生長比較 從表1可知：8杉2禿、5杉5禿、2禿8杉、10禿等4種不同樹種組成林分中，禿杉參試群體平均胸徑為11.8cm，4種林分的禿杉平均胸徑變動范圍為10.8～12.9cm，8杉2禿最大，平均12.9cm；5禿5杉次之，平均12.0cm；8禿2杉再次之，平均11.5cm；10禿最小。從表2可知，不同樹種組成林分之間的杉木胸徑生長差異達(dá)到極顯著水平，說明杉木與禿杉混交，對禿杉的胸徑生長有極顯著的影響。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中，禿杉胸徑生長均表現(xiàn)出8杉2禿>5杉5禿>8禿2杉>10禿，對禿杉胸徑生長最為有利的樹種組成比例，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地均為8杉2禿。不同樹種組成林分禿杉平均胸徑、變動范圍和變異系數(shù)，Ⅰ類地分別為12.8～15.3cm、13.8cm和5.6%，Ⅱ類地分別為10.6～12.5cm、11.7cm和4.9%，Ⅲ類地分別為9.1～10.8cm、10.0cm和5.5%。各立地類型中不同樹種組成林分的禿杉胸徑變異系數(shù)大小，表現(xiàn)為Ⅰ類地>Ⅲ類地>Ⅱ類地，Ⅰ類地上不同樹種組成對禿杉胸徑生長的影響略大于Ⅲ類地；Ⅱ類地上禿杉胸徑生長受混交比例的影響最小。在樹種組成與立地類型的交互作用上，禿杉胸徑生長達(dá)到極顯著差異水平。

3.2 樹高生長比較

3.2.1 杉木樹高生長比較 從表1可知：杉木參試群體樹高生長平均水平為10.0m，10杉、8杉2禿、5杉5禿、8禿2杉等4種樹種組成林分杉木平均樹高變動范圍為8.7～10.8m，不同樹種組成林分的杉木高生長差異較大。從表2可以看出，10杉、8杉2禿、5杉5禿、8禿2杉等4種不同樹種組成林分間的杉木樹高生長達(dá)到極顯著差異水平。10杉林分的杉木平均樹高最低，僅為7.8cm；8禿2杉林分杉木平均樹高最高，達(dá)到10.8m。8杉2禿、5杉5禿林分杉木平均樹高分別為10.1、10.4cm。在3種立地類型中，除Ⅱ類地的5杉5禿、8禿2杉林分的杉木樹高相同外，其他各立地類型林分樹高均為8禿2杉>5杉5禿>8杉2禿>10杉。Ⅱ類地林分杉木樹高為8禿2杉=5杉5禿>8杉2禿>10杉。從杉木樹高變化趨勢上看，禿杉混交比例的越大，杉木的樹高生長越快，與禿杉混交，有利于杉木樹高生長速度的提高。由此可見，對杉木樹高生長最為有利的樹種組成比例，Ⅰ、Ⅲ類地為8禿2杉，Ⅱ類地為8禿2杉、5杉5禿。不同樹種組成林分杉木樹高間的變異系數(shù)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地分別為4.4%、6.0%、8.6%，樹種組成對杉木樹高生長的影響，Ⅲ類地>Ⅱ類地>Ⅰ類地?？梢姡旖槐壤土⒌仡愋偷慕换プ饔眠_(dá)到了極顯著的差異水平，在不同的立地類型中，禿杉所占比重的變化，對杉木高生長促進(jìn)作用的大小有著極顯著的差別。

3.2.2 禿杉樹高生長比較 8杉2禿、5杉5禿、8禿2杉、10禿等4種不同樹種組成林分中，禿杉參試群體樹高生長量平均水平為9.8m，不同樹種組成林分的禿杉平均樹高生長變動范圍為8.6～10.8m，方差分析結(jié)果表明（見表2），不同樹種組成林分間的禿杉樹高生長差異達(dá)到極顯著水平；林分的樹種組成變化，對禿杉的樹高生長有著極其明顯的影響。4種不同樹種組成林分禿杉樹高，Ⅰ類地變動范圍為10.8～12.4m，變異系數(shù)4.2%；Ⅱ類地為9.0～11.3m，變異系數(shù)7.5%；Ⅲ類地為7.4～8.6m，變異系數(shù)5.2%。禿杉樹高生長受樹種組成比例的影響程度，Ⅱ類地最大，Ⅲ類地次之，Ⅰ類地最小。3種立地類型中，禿杉的樹高生長速度，均表現(xiàn)為8杉2禿>5杉5禿>8禿2杉>10禿，對禿杉樹高生長最為有利的樹種組成比例，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地均為8杉2禿。從表2方差分析結(jié)果可以看出，在混交比例、立地類型交互作用上，禿杉樹高生長的差異達(dá)到極顯著水平。

3.3 單株材積比較

3.3.1 杉木單株材積比較 從表1可以得出，4種不同樹種組成林分杉木的平均單株材積存在差異，其中，8禿2杉最大，達(dá)到0.063m3，5杉5禿、8杉2禿、10杉分別為0.060m3、0.056m3、0.042m3。表2方差分析結(jié)果表明，4種不同樹種組成林分的杉木單株材積存在極顯著差異。同一立地類型不同樹種組成林分間的杉木單株材積存在較大的差異，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中，杉木單株材積都表現(xiàn)為8禿2杉>5杉5禿>8杉2禿>10杉。其中，Ⅰ類地中8禿2杉、5杉5禿、8杉2禿之間差別微小，但都與10杉有較大差異；Ⅱ類地中，8禿2杉、5杉5禿相差很少；Ⅲ類地中，5杉5禿、8杉2禿相差很少。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中，增加禿杉的比例，都有利于杉木單株材積的增長。因此， 參試的3種混交比例中，8禿2杉是最有利于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中杉木單株材積生長的混交比例。從表2可知，不同的樹種組成、不同立地類型間的交互作用對杉木單株材積生長的影響，存在著極顯著的差異。不同樹種組成林分杉木單株材積間的變異系數(shù)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地分別為9.6%、13.7%、16.2%，樹種組成對杉木單株材積生長的影響，Ⅲ類地>Ⅱ類地>Ⅰ類地。

3.3.2 禿杉單株材積比較 從表1可以得出，4種不同樹種組成林分中，禿杉的單株材積存在較大差異，其中，8杉2禿最大，平均達(dá)到0.062m3，5杉5禿、8杉2禿、10禿依次遞減，分別為0.055m3、0.050m3、0.044m3。隨著林分中禿杉比重的增加，禿杉單株材積呈下降趨勢。表2方差分析結(jié)果表明，4種不同樹種組成林分間的禿杉單株材積，存在極顯著差異。同一立地類型不同樹種組成的林分之間，禿杉在單株材積生長上也存在較大的差異。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中，禿杉單株材積均為8杉2禿>5杉5禿>8禿2杉>10禿，增加禿杉比重，不利于禿杉單株材積生長，因此，8杉2禿混交比例，是最有利于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中禿杉單株材積生長的混交比例。方差分析結(jié)果表明，不同立地質(zhì)量等級、不同混交比例的交互作用對禿杉單株材積的生長，存在極顯著的差異。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地中4種不同樹種組成林分的禿杉單株材積間變異系數(shù)分別為9.7%、12.3%、9.6%，禿杉單株材積生長對林分樹種組成的敏感性上，Ⅱ類地>Ⅰ類地>Ⅲ類地。

3.4 林分蓄積量比較 在單位面積蓄積量上，5種參試林分總體平均水平為126.25m3·hm-2，不同混交比例林分間的差異達(dá)到統(tǒng)計學(xué)上的極顯著水平，樹種組成與立地類型的交互作用也達(dá)到極顯著差異水平（見表2）。單位量面積蓄積最大的是8杉2禿混交林，達(dá)到142.75m3·hm-2；5杉5禿混交林次之，為141.17m3·hm-2，；10杉純林蓄積量最小，單位面積蓄積103.46m3·hm-2；8禿2杉和10禿純林的單位面積蓄積量分別為134.68m3·hm-2、108.89m3·hm-2，均大于10杉純林。對不同樹種組成林分單位面積蓄積量進(jìn)行多重比較，結(jié)果表明，8杉2禿與5杉5禿間差異不顯著，與其他林分間差異均達(dá)到極顯著水平；5杉5禿與8禿2杉、10禿純林、10杉純林之間差異均達(dá)到極顯著水平。同一立地類型中的5種不同樹種組成林分，在單位面積蓄積上也存在較大差異。從表1可以看出，不同樹種組成林分的單位面積蓄積量大小，Ⅰ類地為8杉2禿>5杉5禿>8禿2杉>10杉>10禿；Ⅱ類地為5杉5禿>8杉2禿>8禿2杉>10禿>10杉；Ⅲ類地為5杉5禿>8禿2杉>8杉2禿>10禿>10杉，其中，5杉5禿、8禿2杉分別為98.27m3·hm-2、98.07m3·hm-2，差距不明顯。由此可見，杉木與禿杉混交，對提高單位面積蓄積量明顯有利，但禿杉所占比例不宜太大，在立地條件優(yōu)良的Ⅰ類地上，宜采用8杉2禿混交比例，禿杉比重加大，單位面積蓄積量隨之下降；在立地條件中等的Ⅱ類地上，宜采用5杉5禿混交比例，禿杉比重降低或加大，均會導(dǎo)致單位面積蓄積量下降；在立地條件較差的Ⅲ類地上，采用5杉5禿、8禿2杉混交比例均可，加大禿杉比重，有利于提高單位面積蓄積量。

4 結(jié)論與討論

禿杉為第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)孑遺植物，國家一級保護(hù)植物，其在生態(tài)學(xué)特性、材質(zhì)用途、生長表現(xiàn)以及栽培技術(shù)措施等方面與杉木之間存在許多共性，但在對土壤理化性質(zhì)的負(fù)面影響遠(yuǎn)小于杉木。通過杉木、禿杉混交，可以有效減緩甚至避免杉木連栽導(dǎo)致的地力衰退。不同樹種組成、不同立地類型的杉木、禿杉混交造林對比試驗結(jié)果表明：

（1）不同的混交比例，對杉木、禿杉的胸徑、樹高和單株材積生長，以及林分單位面積蓄積，都有著極顯著影響。在相同的立地條件下，杉木、禿杉混交林，不管混交比例如何，杉木、禿杉的胸徑、樹高、單株材積，以及林分單位面積蓄積量，均較杉木純林、禿杉純林具有明顯的生長優(yōu)勢。參試群體總體的胸徑、樹高、單株材積平均表現(xiàn)最好的林分，杉木分別為8杉2禿、8禿2杉、8禿2杉，禿杉分別為8杉2禿、8杉2禿、8杉2禿；林分單位面積蓄積量表現(xiàn)最好的是8杉2禿。

（2）在杉木、禿杉的胸徑、樹高、單株材積，以及林分單位面積蓄積量生長表現(xiàn)上，不同樹種組成比例、立地類型的交互作用影響均達(dá)到極顯著水平。營造杉木、禿杉混交林，應(yīng)根據(jù)造林地的立地類型選擇不同的混交比例，分類造林。Ⅰ類地中胸徑、樹高、單株材積表現(xiàn)最好的林分，杉木分別為8杉2禿、8禿2杉、8禿2杉；禿杉分別為8杉2禿、8杉2禿、8杉2禿；林分單位面積蓄積表現(xiàn)最好的是8杉2禿。在好的立地條件下，一定的禿杉比例，有利于杉木徑高、材積生長，但過高的禿杉比例，不利于禿杉徑高、材積生長，也降低了林分蓄積。因此，Ⅰ類地以8杉2禿混交比例為最佳。Ⅱ類地中胸徑、樹高、單株材積表現(xiàn)最好的林分，杉木均為8禿2杉（在樹高、單株材積表現(xiàn)上，5杉5禿與8禿2杉差異不明顯），禿杉均為8杉2禿，林分單位面積蓄積表現(xiàn)最好的是5杉5禿。禿杉比重越高，禿杉生長速度越低，可能是由于在未經(jīng)間伐的情況下禿杉種內(nèi)競爭劇烈所致。禿杉有利于改善林地土壤理化性質(zhì)，提高杉木生長速度；杉木早期生長速度較禿杉快，在中等立地條件下，適宜選用5杉5禿混交比例，以后經(jīng)過間伐杉木，來擴(kuò)大禿杉的個體生長空間。Ⅲ類地中，胸徑、樹高、單株材積表現(xiàn)最好的林分，杉木均為8禿2杉，禿杉均為8杉2禿，林分單位面積蓄積量表現(xiàn)最好的是5杉5禿、8禿2杉。Ⅲ類地立地質(zhì)量較差，林地生產(chǎn)力低，樹木生長速度慢，也宜選擇5杉5禿混交比例，在保證獲得最好蓄積量的前提下，利用杉木生長比禿杉快的特點，促進(jìn)林分盡快郁閉，并發(fā)揮禿杉的土壤改良能力，逐步提高林地生產(chǎn)力。

（3）杉木早期速生，小徑材具有一定的市場價值，而禿杉的后期生長速度快，大徑材心材比率高，色澤好，木材物理性質(zhì)好[5]，市場價值高。杉木與禿杉混交，在培育過程中逐步間伐杉木，保留禿杉，以培育中、大徑材，是杉木與禿杉切實可行的經(jīng)營管理模式。本文根據(jù)造林對比試驗數(shù)據(jù)，對杉木純林、8杉2禿、5杉5禿、8禿2杉和禿杉純林等5種林分各樹種在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等3種立地類型上的胸徑、樹高、單株材積，以及林分蓄積生長量等進(jìn)行統(tǒng)計分析與比較，探討了杉木與禿杉不同比例混交的造林效果，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等3種立地類型選擇了最適宜的混交比例，為杉木、禿杉混交造林模式選擇提供了科學(xué)依據(jù)。不同混交比例林分在不同立地類型中的后期表現(xiàn)有待于進(jìn)一步的觀察。試驗林經(jīng)過一次衛(wèi)生伐作業(yè)，杉木、禿杉之間的比例稍有變化，可能對試驗分析結(jié)果產(chǎn)生一些影響。

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（責(zé)編：張宏民）