伐桩及林地地位指数对杉木萌芽更新的影响

连书钗

(福建省洋口国有林场，福建 顺昌 353211)

伐桩萌芽更新是通过伐桩上的休眠芽萌发进而生长形成植株并更新森林的一种经营方式，在桉树、杉木、杨树、泡桐、油茶等多个树种上都有应用[1]。萌芽更新可以缩短生长周期，有效保护地力，营林作业简单，尤其适合于具有较强速生特性和萌蘖能力，主要收获中小径级材及薪炭材的树种[2]。研究表明，除了树种特性及年龄会影响伐桩萌芽更新数量及质量外，伐桩高度、伐桩基径和林地地位指数都能够影响伐桩萌芽数量和质量。庞圣江等[3]研究发现伐桩基径对米老排萌芽植株数量影响显著，对伐桩萌芽植株胸径及高度影响不显著。对香樟不同伐桩高度研究发现，单株平均生物量、萌芽条数、萌芽条高度随伐桩的增高先增加后减小，桩高20 cm时适用于香樟萌芽更新造林[4]。尾巨桉在伐桩高度5～10 cm时，具有较高的萌芽率和较强的萌芽力[5]。水曲柳萌条数量随着伐根直径的增大而增多，但萌条的平均高和根茎却不随伐桩的增大而变化，非生长季节采伐的萌条生长情况明显好于在生长季节采伐后萌发的萌条[6]。

杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.]是我国南方最重要的速生造林树种，其分布栽培面积达893万hm2，材质优良，产量高，蓄积量达6.25亿m3[7]。杉木是我国针叶树中具有极强萌芽力的树种之一，采用伐桩萌芽更新营林方式具有一定的优势。基于萌芽更新技术营造短轮伐期的杉木中小径材林，是杉木人工林定向培育的重要方向。特别是近年来杉木集约化多代连栽经营背景下，杉木人工林生产力下降、地力衰退、水土流失等林地生态问题日益凸显[8-9]。在现有杉木中龄林或近成熟林中，采用中林作业方式，既以目标树经营方式培育杉木大径材，又采用萌芽更新方式培育杉木萌芽林，从而形成由杉木大径材和萌芽矮林混合组成的杉木复层林结构，既可以实现杉木人工林的天然更新，又能够有效提高杉木人工林水土保持、培肥土壤等生态服务功能，是杉木近自然经营的一个重要研究方向[10-11]。目前，对杉木萌芽更新的研究仅见杉木成熟林皆伐后伐桩高度和伐桩基径对萌芽数量的影响。在中林作业方式下，由于林地存在高大的杉木目标树，下层的杉木萌芽更新受到的影响因素和更新效果存在明显差异。然而，针对杉木中龄林间伐后林地地位指数，伐桩基径、高度对杉木人工林萌芽更新的影响研究还未见报道。鉴于此，本试验以福建省洋口国有林场17年生杉木林为研究对象，采用中林作业经营方式，分析中龄林间伐后林地地位指数、伐桩基径、伐桩高度对杉木萌芽更新的影响，从而为杉木中林作业模式下的萌芽更新提供参考。

1 试验地概况

试验林设置于福建省南平市顺昌县洋口国有林场，属武夷山支脉的低山丘陵地带，海拔300～700 m。位于中亚热带海洋性季风气候区，年均气温18.6 ℃，年均降水量1300～2100 mm，年无霜期可达305 d，气候温暖，雨量充沛。土壤以山地红壤为主，土层厚度大于1 m。试验地土壤养分见表1。试验林为17年生的杉木人工林。

表1 试验地土壤养分

2 研究方法

2.1 试验设计

2020年4月，在17年生杉木人工林中选择地位指数分别为16、20、22、24的样地20 m×20 m各3块，共计12块标准样地。样地内进行中林作业模式，在现有1500～1800株·hm-2的林地中进行间伐处理，间伐保留密度为900株·hm-2，保留伐桩萌芽进行自然更新：将伐桩高度划分为2～4、4～6、6～8、8～10 cm 4个组，伐桩基径划分为6～14、14～22、22～30、30～38 cm 4个组。2021年4月，在间伐处理1 a后调查伐桩高度和基径，以及伐桩上的萌芽条数量、高度和根径。

2.2 数据处理

试验数据用Excel 2010软件进行整理及计算和制表(数据形式为平均值±标准差)，运用SPSS 23软件的单因素方差分析(ANOVA)及多重比较，分析不同伐桩高度、伐桩基径以及地位指数处理下杉木萌芽条数量、萌芽条高度和萌芽条根径之间的差异。

3 结果与分析

3.1 不同伐桩高度对杉木萌芽更新的影响

不同伐桩高度对杉木萌芽更新的影响不同(表2)。萌芽条数量，以伐桩高度2～4 cm的最多，分别是伐桩高度4～6、6～8、8～10 cm的2.05、2.30、2.91倍，且差异显著(P<0.05)；伐桩高度8～10 cm的最少。萌芽条高度随伐桩高度的增加呈先增加后减小的趋势，以伐桩高度6～8 cm的最大，分别是伐桩高度2～4、4～6、8～10 cm的1.16、1.08、1.35倍，且伐桩高度6～8 cm的显著高于伐桩高度8～10 cm的(P<0.05)；伐桩高度8～10 cm的最小。萌芽条根径，以伐桩高度4～6 cm的最大，分别是伐桩高度2～4、6～8、8～10 cm的1.03、1.02、1.56倍，但差异不显著(P>0.05)；伐桩高度8～10 cm的最小。

3.2 不同伐桩基径对杉木萌芽更新的影响

不同伐桩基径对杉木萌芽更新的影响不同(表3)。萌芽条数量随着伐桩基径的增大而减小，以伐桩基径6～14 cm的萌条数量最多，分别是伐桩基径14～22、22～30、30～38 cm的1.06、3.06、7.03倍，且显著高于伐桩基径22～30、30～38 cm的(P<0.05)。萌芽条高度随着伐桩基径的增加呈先增加后减小，以伐桩基径22～30 cm的最大，分别是伐桩基径6～14、14～22、30～38 cm的1.27、1.05、1.00倍，且显著高于伐桩基径6～14 cm的(P<0.05)；伐桩基径6～14 cm的最小。萌芽条根径，以伐桩基径14～22 cm的最大，分别是伐桩基径6～14、22～30、30～38 cm的1.22、1.15、1.09倍；伐桩基径6～14 cm的最小。不同伐桩基径对萌芽条根径的影响不显著(P>0.05)。

3.3 不同地位指数对杉木萌芽更新的影响

表2 不同伐桩高度杉木萌芽情况

表3 不同伐桩基径杉木萌芽情况

表4 不同地位指数杉木萌芽情况

不同地位指数对杉木萌芽的影响不同(表4)。萌芽条数量随着地位指数的增加呈现先增加后减小的趋势。其中，以地位指数18的萌芽数量最多，分别是地位指数16、20、22的1.04、1.17、5.89倍。萌芽条高度，以地位指数20的最大，分别是地位指数16、18、22的1.19、1.32和1.14倍，且与地位指数18的差异显著(P<0.05)；地位指数18的最小。萌芽条根径，以地位指数20的最大，分别是地位指数16、18、22的1.35、1.51、1.42倍；地位指数18的萌芽条根径最小，且与地位指数16、20、22间的差异显著(P<0.05)。

4 结论与讨论

本研究分析了不同伐桩高度、基径，地位指数对杉木萌芽条数量、萌芽条高度、萌芽条根径的影响。结果表明，伐桩高度2～4 cm和4～6 cm的萌芽条高度、萌芽条根径较大，萌芽条数量随着伐桩高度的增大而减小，伐桩高度对杉木萌芽条数量和萌芽条高度的影响显著(P<0.05)。伐桩基径6～14 cm的萌芽条数量最多，22～30 cm的萌芽条高度最大，14～22 cm的萌芽条根径最大，伐桩基径对萌芽条数量和萌芽条高度的影响显著(P<0.05)。地位指数18的杉木萌芽条数量最大，地位指数20的杉木萌芽条高度和萌芽条根径最大，地位指数对萌芽条数量的影响显著(P<0.05)。因此就本研究而言，地位指数16～22、伐桩高度2～6 cm、伐桩基径14～30 cm时木萌芽更新效果较好。研究结果可为中林作业模式下杉木大径材和萌芽矮林组成的复层林萌芽更新、杉木短轮伐期小径材经营模式下的萌芽更新造林提供参考。

总体上，杉木萌芽条数量和萌芽条高度随着伐桩高度的增大而减小。这与田晓萍[12]的研究一致。陈梦俅等[13]研究也表明，萌芽条数量随着伐桩高度和伐桩直径的增加而减小。高健等[14]研究表明，低伐桩高度(0～5 cm和6～10 cm)萌芽条数量较多。因为较低伐桩高度距离根系近，所以活力最大，萌发成条的效果较好。杉木萌芽数量不仅受林龄、伐桩高度、基径、地位指数等影响，还受到采伐季节、伐根完整度、采伐方式等外在因素的影响[15-16]。此外，在其它树种上的研究表明，间伐处理的温度、迹地炼山与否、地形、坡位、萌芽代数等因素也会影响林木萌芽更新[17-18]。因此，对杉木中林作业模式下的萌芽更新情况研究还需要综合其它影响因素进行长期深入研究。