杉木闽粤栲异龄复层林林木生长状况及土壤理化性质研究

乐兴钊

(福建沙县林业局，福建 沙县 365500)

杉木闽粤栲异龄复层林林木生长状况及土壤理化性质研究

乐兴钊*

(福建沙县林业局，福建 沙县 365500)

以杉木林下栽植的闽粤栲更新林为研究对象，以杉木纯林、闽粤栲纯林为对照，对异龄复层林的林分结构、林木生长、生物量、土壤理化性质、林分物种多样性等进行调查分析。结果表明：在间伐后的杉木纯林林下栽植闽粤栲，可提高闽粤栲栽植成活率，杉木间伐保留最佳密度为600 株/hm2，林下栽植闽粤栲合理密度为1 200 株/hm2。异龄复层混交林中杉木与闽粤栲均生长良好，杉木平均树高和胸径比对照分别提高了23.8%和30.0%，林分土壤肥力提高19.05%。杉木林下栽植闽粤栲异龄复层混交林更新技术，可为培育针阔异龄复层林和南方杉木纯林的改造与经营管理提供理论依据。

异龄复层林；闽粤栲；间伐；林分改造；经营管理；杉木

在福建西北地区林分采伐更新及荒山造林绿化时常常大面积营造以杉木(Cunninghamialanceolata)或马尾松(Pinusmassoniana)为主的纯林，其林分结构简单，生物多样性贫乏，森林生态系统脆弱，地力逐渐衰退，林地生产力下降，林分自身抗灾能力弱，各种自然灾害频发，有害生物猖獗[1]。树立高效、科学的经营理念，改变纯针叶林的现状，提高林分的生态功能，成为当前林业生产急需解决的问题[2]。闽粤栲(Castanopsisfissa)是福建乡土阔叶树种之一，生长速度快，是优质食用菌用材，其林分生长稳定，具有很好的生态功能。为掌握杉木闽粤栲异龄复层林的林分特性及其土壤理化性质，探索不同间伐强度杉木林对套种闽粤栲的影响，笔者于2006年在福建省沙县进行杉木林下栽植闽粤栲，营建杉木闽粤栲异龄复层林，以期改善原有针叶纯林的林分结构及生态功能，为杉木纯林的改造与经营管理提供理论依据。

1 研究区概况

试验区设在福建省沙县夏茂林场，海拔450～570 m，年平均气温19.5 ℃，无霜期305 d，年均降雨量1 897 mm，相对湿度82.9%。林分面积86.8 hm2，立地类型均为Ⅱ类。林下植被主要有铁线蕨(Adiantumcapillus-veneris)、地菍(Melastomadodecandrum)、桂花(Euryajaponica)、地杨梅(Luzulacampestris)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)等(表1)。

2 材料与方法

2.1 试验林分建立

2006年初选择试验林设立标准地，大小为20 m×20 m。在标准地上开展每木调查，进行间伐及林下更新试验。2006年6月对杉木林进行间伐[3]。保留木均匀分布，伐后密度设450 株/hm2、600 株/hm2、750 株/hm2、900 株/hm2等4个处理，分别以A、B、C、D表示。间伐后清理林地，于各试验林内设立3块20 m×20 m的标准地。然后于保留木间挖穴，规格50 cm×40 cm×30 cm。于2007年春季选用1年生闽粤栲合格实生苗进行栽植造林[4]。闽粤栲栽植密度1 200 株/hm2，栽植后开展抚育。在立地条件类似的相同树龄的杉木纯林中设立3块对照标准地，规格为20 m×20 m，以CK表示，该标准地不进行间伐和套种。于2016年9月选择立地条件类似的10 年生闽粤栲纯林，设立3块规格为20 m×20 m的标准地，用ck表示。

表1 试验林分概况

2.2 试验方法

2.2.1 林木生长量测定

林下栽植10 a后，于2016年10月在标准地上开展每木调查，测定胸径、树高、枝下高等，计算分析闽粤栲、杉木的立木材积和生长量[5-6]，分析异龄复层林和对照林分的杉木和闽粤栲生长量。

2.2.2 标准木根系测定

在各标准地上选取胸径、树高与平均值相近(误差≤±5%)的3株树木作为标准木。将标准木伐倒，从伐桩由内向外挖掘，以10 cm为1层分层挖掘，挖出标准木整个根系，绘制根系横纵断面图[7]，分析根系的生长分布状况，测定粗根(d≥3 cm)、侧根(1≤d<3 cm)、细根(d<1 cm)根重。

2.2.3 土壤分析测定

在间伐后及栽植10 a后，分别在标准地内按土层深度采集土样，分0

3 结果与分析

3.1 异龄复层林闽粤栲和杉木生长状况

3.1.1 闽粤栲栽植成活率、胸径和树高生长量

方差分析结果表明(表2)：不同保留密度的杉木林下栽植闽粤栲成活率有显著差异，成活率随杉木保留密度的增加而增加，表明幼龄闽粤栲喜阴湿，在杉木林下栽植闽粤栲可提高成活率。栽植10 a后闽粤栲平均胸径为8.63 cm，最大胸径9.81 cm，变异系数2.327%；平均树高为8.72 m，最高树高9.46 m，变异系数2.261%。A处理与其它处理间闽粤栲的树高、胸径生长差异均极显著(P=0.007 3)，各处理林分蓄积亦有显著差异。胸径平均增长量从大到小依次为B>C>A>D，树高平均增长量从大到小依次为D>C>B>A，与闽粤栲纯林相比，平均胸径提高3.5%～12.9%，平均树高提高1.2%～8.4%。B处理胸径生长较好，与闽粤栲纯林胸径生长差异极显著(P=0.006 2)。表明异龄复层林中的闽粤栲生长状况正常。

表2 不同间伐强度下杉木林内闽粤栲的生长

注：数据后同列具相同字母表示差异不显著，小写字母表示P<0.05，大写字母表示P<0.01，下同

3.1.2 闽粤栲年生长量

林下栽植10 a后异龄复层林闽粤栲胸径总生长量达7.31 cm，年生长量最大值0.98 cm，出现在第9年；闽粤栲树高生长达8.51 m，连年生长量最大值也出现在第9年，最大值1.15 m；胸径、树高年平均生长量分别为0.31～0.73 cm·a-1、0.39～0.85 m·a-1。10年生闽粤栲树高、胸径生长率均超过10%，表明闽粤栲长势良好，已进入速生期(表3)。因此杉木林下开展闽粤栲栽植更新措施得当，技术可行。

表3 异龄复层林闽粤栲胸径与树高生长

3.1.3 杉木生长量

各处理的杉木胸径生长量与对照间差异极显著(表4、表5、表6)，B、C处理与A处理间杉木胸径生长量差异亦为极显著，B处理与C处理间差异不显著，B处理的胸径生长量最大。各处理的杉木高生长量和材积生长量与对照间差异均极显著(表7)，各处理间差异不显著。杉木间伐后株数不同程度地减少了，但材积年生长量提高，表明杉木林下栽植闽粤栲，将单一针叶纯林改建为异龄复层混交林后，林分结构发生了变化，提高了土壤肥力，促进了杉木的高、径生长。

表4 不同密度林分杉木生长量

表5 不同密度林分杉木胸径生长量方差分析

表6 不同密度林分杉木胸径生长量多重比较

表7 不同密度林分杉木树高与材积生长量方差分析

3.2 根系生长分布状况

异龄复层林各土壤层的根量、根幅均大于杉木纯林(表8)，表明杉木林下栽植闽粤栲能增加土壤有机质，改善土壤结构，促进异龄复层林根系生长，根系的分布范围扩大，根量增加，有利于林分涵养水源。

表8 不同林分的根系生长分布比较

3.3 异龄复层林土壤分析

3.3.1 土壤结构

异龄复层林00.25 mm的水稳性团聚体含量达84.16%，比杉木纯林、林下栽植前分别增加7.42%、16.47%。异龄复层林0

表9 不同林分土壤结构变化

注：粒径为干筛数值，括号内为湿筛数值

3.3.2 土壤孔隙度

异龄复层林的各土层总孔隙度均得以增加(表10)，其中0

表10 不同林分土壤的孔隙状况

3.3.3 土壤水分

林下栽植闽粤栲后，土壤持水性能得以提升(表11)。异龄复层林0

表11 不同林分土壤水分参数

3.3.4 土壤养分

林木树种组成，凋落物的数量及现存量，营养元素的归还速率直接影响到土壤养分。异龄复层林与林下栽植前相比，其各项土壤养分指标皆有所提升(表12)，其中0

表12 不同林分土壤养分参数

4 结论与讨论

对杉木纯林采用机械均匀间伐措施，在林下栽植闽粤栲，可提高闽粤栲成活率，杉木间伐最佳保留密度为600 株/hm2，林下栽植闽粤栲合理密度为1 200 株/hm2。

在杉木林下栽植闽粤栲，形成异龄复层混交林，林分各项指标持续趋好，林分结构稳定。异龄复层林能促进林木生长，提高林分生物量，同时根系生长加强，根总量增加、分布空间扩大。异龄复层林林中凋落物增多，分解速率加快，土壤的密度变小，有机胶结物增多，有利于改善孔隙状况，使土壤结构趋于合理，土壤的理化性质持续向好，土壤各种养分含量增加，养分循环加快，进而促进杉木和闽粤栲生长。

我国南方地区现有大面积的针叶林纯林，通过合理间伐，选择适宜的树种，在其林下栽植阔叶树，培育针阔异龄复层混交林，改造原有的林分结构，可有效解决大面积的地力衰退和水土流失问题。

[1] 洪宜聪.不同植物源杀虫剂对闽粤栲食叶害虫防治效果分析 [J].西南林业大学学报，2015，35(5)：71-76.

[2] 周洋，郑小贤，王琦，等.福建三明栲类次生林主要树种更新生态位研究 [J].西北林学院学报，2015，30(04)：84-88.

[3] 福建省质量技术监督局.DB35/T76-2003.主要针叶造林树种抚育间伐技术规程 [S].福州：福建省标准化研究院，2003.

[4] 福建省质量技术监督局.DB35/T1525-2015.闽粤栲栽培技术规范 [S].福州：福建省标准化研究院，2015.

[5] 施恭明，江希钿，林力，等.福建省阔叶树二元材积方程修订 [J].武夷学院学报，2015，34(3)：10-14.

[6] 江希钿，黄烺增，杨锦昌.杉木人工林林分出材率表编制方法的研究 [J].浙江林学院学报，2000，17(3)：294-297.

[7] 李鹏，李占斌，赵忠.根系调查取样点数确定方法的研究 [J].水土保持研究，2003，10(1)：146-149.

[8] 洪宜聪.杉木闽粤栲混交林分特征与水土保持功能研究 [J].江苏林业科技，2016，43(5)：18-24.

福建省地方标准项目“闽粤栲栽培技术规范”(闽质监标[2015]94号)；福建省标准化专项资金“闽粤栲栽培技术规范”(闽财建指[2016]75号)资助；三明市林业科技研究项目“闽粤栲栽培技术规范”(明财(农)指[2015]54号)资助；三明市科技项目“不同更新方式闽粤栲林分特征与高效培育关键技术”(明科成[2016]14号)。

乐兴钊(1968-)，男，汉族，福建沙县人，工程师，研究方向为森林培育与环境研究，(E-mail)honghyc_886@sina.com。

S763.38

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1004-2180(2017)02-0034-06