林素嬌

(沙縣林業(yè)局，福建 沙縣 365050)

閩楠Phoebe bournei為樟科楠屬常綠闊葉喬木，為耐陰性樹種，是中國特有二級珍稀瀕危保護(hù)植物[1—3]。其樹干高大通直，木材芳香耐久，紋理結(jié)構(gòu)美觀，為建筑、家具、雕刻工藝和造船等良材[3—5]。由于早期大肆掠奪性采伐，導(dǎo)致天然閩楠資源日漸枯竭。周宗瑞等[6]發(fā)現(xiàn)，閩楠林相整齊，無病無害，大力發(fā)展人工林有較大的發(fā)展前景。近年來，有關(guān)閩楠人工林培育的研究較多，集中在容器育苗、光照條件、造林密度及林下套種等方面[7—13]，但在馬尾松純林下營建閩楠更新層，通過人為合理干擾促進(jìn)閩楠生長的研究較少。目前，針葉人工純林面積大且存在樹種單一、林分質(zhì)量低、生物多樣性下降、景觀效果差、森林火災(zāi)風(fēng)險大、病蟲害多發(fā)、生態(tài)功能低等問題。在馬尾松純林下，綜合考慮閩楠自然屬性和空間結(jié)構(gòu)特征，營建林下閩楠更新層，對于全面提升森林經(jīng)濟(jì)價值，恢復(fù)其生態(tài)功能有重要意義。為此，本文在福建省沙縣進(jìn)行馬尾松林下套種閩楠試驗(yàn)，分析復(fù)層林經(jīng)營與林冠層郁閉度調(diào)控對閩楠生長的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在福建省沙縣國有林場馬尾松大徑材培育基地，該小班為1965年進(jìn)行人工植苗營造馬尾松人工大徑材林。海拔255～356 m，坡度29°，土壤為黃紅壤，腐殖質(zhì)層厚7 cm，土層厚100 cm。2005年按照試驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行皆伐或擇伐，擇伐后郁閉度0.4左右，馬尾松保留密度200～250株·hm-2，于2006年2月采用1年生閩楠裸根實(shí)生苗造林。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，四個處理，每處理三個重復(fù)。處理1為采伐跡地(對照處理)，即對現(xiàn)有馬尾松皆伐后進(jìn)行常規(guī)采伐跡地閩楠更新造林，初植密度為2250株·hm-2；處理2為短期復(fù)層林經(jīng)營處理，擇伐馬尾松林下套種閩楠，閩楠初植密度為1500株·hm-2，在植苗后第5年即2010年11月全面伐除上層馬尾松；處理3為長期復(fù)層林經(jīng)營但不干擾林冠層處理，在擇伐后馬尾松林下套種閩楠，初植密度為1500株·hm-2，套種后對林冠層馬尾松林不做干擾；處理4為長期復(fù)層林經(jīng)營且林冠層郁閉度調(diào)控處理，擇伐后馬尾松林下套種閩楠，初植密度為1500株·hm-2，在套種5年即2010年11月，對林冠層馬尾松林再次擇伐，馬尾松保留密度120～150株·hm-2，林冠層郁閉度0.4左右。不同處理的更新層撫育管理措施一致。每個小區(qū)面積400 m2。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查與處理

于2018年1月進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查，分別測量閩楠的樹高和胸徑，并采用相應(yīng)的公式計算單株材積，統(tǒng)計其小區(qū)平均值作為小區(qū)代表值。在立地相對一致的相鄰樣地內(nèi)選擇平均標(biāo)準(zhǔn)木，要求所選標(biāo)準(zhǔn)木胸徑及樹高與小區(qū)平均值誤差不超過5%，以1 m為區(qū)分段，截取圓盤供樹干解析用[14]。用圖解法確定樹高，計算各有關(guān)因子，繪制各因子生長曲線圖，分析閩楠人工林生長規(guī)律和生長特點(diǎn)[14]。

林木單株材積是其胸徑(D)、樹高(H)和胸高形數(shù)(F)的函數(shù)值，以V=(∏/4)DHF求算[14]。將閩楠樹干解析得到的各年的樹高、胸徑和相應(yīng)形數(shù)分別代入上式，計算出各年齡的閩楠單株材積。

數(shù)據(jù)分析利用EXCEL2003進(jìn)行計算，方差分析用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)層林經(jīng)營與林冠層郁閉度調(diào)控對林下閩楠生長影響

將不同處理12年生閩楠的樹高、胸徑與單株材積統(tǒng)計分析。從表1可知，不同處理對閩楠的樹高、胸徑和單株材積有極顯著影響，不同處理對閩楠的樹高、胸徑和單株材積促進(jìn)作用依次為處理4＞處理3＞處理2＞處理1。三種林下套種的復(fù)層林經(jīng)營模式處理較對照處理采伐跡地在單株材積指標(biāo)上的促進(jìn)作用最為明顯，增長幅度在54.34%～126.45%之間；其次是對胸徑的影響，增長幅度為16.40%～34.36%；再次是對樹高的影響，增長幅度為14.14%～29.16%。

林冠層馬尾松的樹冠生長是動態(tài)的過程，導(dǎo)致林下閩楠的生長光照環(huán)境亦在變化。據(jù)調(diào)查，處理2、處理3、處理4的林冠層郁閉度在植苗后第5年達(dá)0.65，林下光強(qiáng)約為全日照的35%。處理2在植苗第5年全面伐除上層馬尾松，閩楠處于全光照條件。處理3在植苗后第12年郁閉度為0.85，林下光強(qiáng)約為全日照的15%。處理4于植苗后第5年11月林冠層馬尾松部分伐除，林冠層郁閉度控制在0.4左右，林下光強(qiáng)約為全日照的60%，至植苗后第12年郁閉度約為0.50，林下光強(qiáng)約為全日照的50%。自植苗后第6年起，處理4的林下閩楠的光照強(qiáng)度較處理3可增加20%～30%的全日照，林下光強(qiáng)保持在全日照的50%～60%。處理2在閩楠幼齡期由上層提供庇蔭環(huán)境驟然轉(zhuǎn)換至全日照環(huán)境，由此產(chǎn)生光照抑制作用，且顯著高于因全面伐除上層馬尾松而產(chǎn)生的空間釋放促進(jìn)作用，說明閩楠幼齡期生長階段的光環(huán)境因子作用占據(jù)主導(dǎo)地位。處理4較處理3可顯著促進(jìn)閩楠生長，其原因有二，一是隨著閩楠年齡的增長，對光照強(qiáng)度要求較高，處理4林下光強(qiáng)保持在全日照的50%～60%，利于其生長。與處理4比較，處理3的光照條件逐漸不利于閩楠生長。二是處理4伐除了部分林冠層馬尾松，進(jìn)一步釋放地上和地下生長空間，緩解了伴生樹種與閩楠的營養(yǎng)競爭，使得閩楠營養(yǎng)供給較處理3豐富。

表1 不同處理林下閩楠生長性狀分析Table 1 Growth characters of Phoebe bournei interplanted by different patterns

2.2 對林下閩楠生長規(guī)律的影響

2.2.1 樹高生長規(guī)律 根據(jù)樹干解析結(jié)果，不同林分閩楠高生長過程見表2。由表2可知，不論是在對照采伐跡地的全日照條件下造林，還是三種不同復(fù)層林經(jīng)營模式處理的林下套種，閩楠人工林在1～12齡階段樹高連年生長量及平均生長量均呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，樹高連年生長量與平均生長量曲線沒有交錯，表明前12年閩楠人工林處在樹高生長速生期。在前6年的樹高連年生長量、平均生長量與總生長量方面，處理4、處理3和處理2均大于對照處理1，而處理4、處理3和處理2間無明顯差異。處理4、處理3、處理2的閩楠在植苗造林后前5年均處在復(fù)層林結(jié)構(gòu)的下層，林下閩楠光環(huán)境相近，能滿足閩楠幼齡階段對光照的需求，有利于樹高生長。在7～12年期間，閩楠的樹高連年生長量、平均生長量與總生長量均呈現(xiàn)出處理4＞處理3＞處理2＞處理1，處理4、處理3分別于7年齡和9年齡起樹高連年生長量超過1 m，進(jìn)入快速生長階段。

表2 不同處理林下閩楠樹高生長Table 2 Height growth of Phoebe bournei interplanted by different patterns

2.2.2 胸徑生長規(guī)律 由表3可知，在前6年的閩楠胸徑連年生長量、平均生長量與總生長量方面，處理4、處理3、處理2均大于對照處理1，而處理4、處理3、處理2間無明顯差異。在7～12年期間，閩楠的胸徑連年生長量、平均生長量與總生長量均呈現(xiàn)出處理4＞處理3＞處理2＞處理1。處理3在7～12年齡階段年生長量維持在0.9 cm左右，處理4于9年齡起胸徑連年生長量超過1 cm。處理4較處理3的閩楠胸徑生長好，其原因是處理4能及時調(diào)整上層結(jié)構(gòu)，緩解了上層馬尾松與閩楠的種間競爭，有利于林下閩楠胸徑生長。處理3閩楠胸徑生長較處理2好，是因?yàn)樘幚?在7～12年齡期間其生境能夠滿足幼齡閩楠生長所需的弱光條件。處理2因其前6年生境適合幼齡期閩楠生長，為后期生長打下了良好的基礎(chǔ)，其胸徑生長較對照處理1為好。

表3 不同處理林下閩楠胸徑生長Table 3 DBH growth of Phoebe bournei interplanted by different patterns

2.2.3 單株材積生長規(guī)律 由表4可知，四個處理的閩楠人工林在1～12年齡階段其單株材積連年生長量和平均生長量均呈逐年上升的趨勢，單株材積連年生長量與平均生長量曲線沒有交錯，表明前12年閩楠人工林處在單株材積速生期。

分析四種處理的閩楠1～6年齡階段單株材積生長規(guī)律可知，林下套種閩楠處理2、處理3、處理4均優(yōu)于對照處理1采伐跡地造林，表明閩楠適合在林下更新層培育。分析7～12年齡階段四種不同處理的閩楠單株材積生長情況，處理2優(yōu)于處理1，這是由于早期的復(fù)層林經(jīng)營為處理2奠定良好的庇蔭生長條件。處理3的7～12年齡階段閩楠單株材積連年生長量均高于處理2，表明全日照光照對7～12年齡的閩楠材積生長有較強(qiáng)烈的抑制作用，說明7～12年齡閩楠的理想光照條件仍是林下較弱光環(huán)境。7～12年齡階段的處理4的閩楠單株材積連年生長量高于處理3，這是因?yàn)樘幚?的光照強(qiáng)度長期保持在50%～60%之間，能夠給閩楠生長全過程提供良好的光照條件，而處理3在林下閩楠1～6年齡階段光照強(qiáng)度由全日照的40%左右，逐漸降低至12年齡的全日照20%左右，不能滿足閩楠隨年齡增長對光照需求增加的變化。

表4 不同處理林下閩楠單株材積生長Table 4 Individual volume growth of Phoebe bournei interplanted by different patterns

3 結(jié)論

不同的林下套種模式對閩楠樹高、胸徑和單株材積生長有極顯著影響。三種林下套種的復(fù)層林經(jīng)營模式均比采伐跡地造林可顯著促進(jìn)閩楠生長，說明采用復(fù)層林經(jīng)營模式進(jìn)行閩楠資源培育較理想。

在1～12年齡階段，閩楠人工林樹高、胸徑和單株材積連年生長量及平均生長量均呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，處在生長速生期。

在復(fù)層林經(jīng)營模式林下套種閩楠，并進(jìn)行林冠層郁閉度調(diào)控，長期保持林冠層郁閉度在0.4～0.5，可提高幼齡期閩楠的抗逆性、光合作用能力以及吸收營養(yǎng)能力，有利于閩楠生長，是進(jìn)行閩楠復(fù)層林經(jīng)營的關(guān)鍵技術(shù)。

在幼齡期，影響閩楠樹高生長的光照因子作用大于種間競爭因子，占據(jù)主導(dǎo)地位。

馬尾松-閩楠復(fù)層林能形成較合理的林分結(jié)構(gòu)。馬尾松枝葉分布高于閩楠，側(cè)根與須根形成的根系分布較閩楠更深。無論地上與地下結(jié)構(gòu)，還是種群結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)，復(fù)層林結(jié)構(gòu)更加合理，擴(kuò)大了營養(yǎng)空間，提高林分整體光能利用率，促進(jìn)林木生長。

采用馬尾松林下植苗方式，誘導(dǎo)馬尾松純林形成馬尾松-閩楠復(fù)層混交林，能夠改良土壤，使其通透性更好，保水能力更強(qiáng)，有效提高林分的整體水源涵養(yǎng)功能。