毛竹杉木混交林生產(chǎn)力和空間結(jié)構(gòu)研究

[摘要] 對(duì)14年生的杉木毛竹混交林、杉木純林和毛竹純林的生長(zhǎng)狀況、林分生物量和地上、地下空間結(jié)構(gòu)研究，結(jié)果表明，在杉木毛竹混交林中，杉木密度適宜，能有效提高杉木和毛竹的生長(zhǎng)量、生物量和充分利用營(yíng)養(yǎng)空間。杉木密度為1525株/hm2、毛竹密度為580株/hm2的混交林具有最大的生長(zhǎng)量和生物量，而且林分地上、地下空間結(jié)構(gòu)合理，是杉木毛竹混交林中的優(yōu)化模式。

[關(guān)鍵詞] 杉木 毛竹 混交林 生產(chǎn)力 空間結(jié)構(gòu)

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國(guó)南方山地重要的用材樹種，但由于大面積的純林和連栽帶來(lái)地力衰退、林分生產(chǎn)力下降和生態(tài)環(huán)境的惡化，成為跡地更新的突出問題[1]。毛竹(Phyllostachys pubescens)是我國(guó)竹林中分布最廣、面積最大和價(jià)值最高的經(jīng)濟(jì)竹種，杉木與毛竹混交，既可以改善林地生產(chǎn)力，防止地力衰退，維持生態(tài)平衡，又能充分利用營(yíng)養(yǎng)空間，增加單位面積林產(chǎn)品和林副產(chǎn)品的產(chǎn)量[2]。為了進(jìn)一步了解毛竹杉木混交林生長(zhǎng)特性和種間關(guān)系，本文對(duì)14年生的毛竹純林、杉木純林和毛竹杉木混交林的生產(chǎn)力及空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較研究，從而為毛竹杉木混交林的科學(xué)經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省建甌市小松鎮(zhèn)上仰林場(chǎng)，地理坐標(biāo)為北緯26°39′54″~27°20′26″，東經(jīng)117°58′45″~118°57′11″，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年均降雨量1663.6mm，年均蒸發(fā)量1499.2mm，年均相對(duì)濕度81%，日照總時(shí)數(shù)1829.3h，年均氣溫18.7℃，極端最高氣溫41.4℃，極端最低氣溫-8.4℃，無(wú)霜期269d，日均溫≥10℃的活動(dòng)積溫為5899.4℃，持續(xù)265d，海拔高300~500m之間，土壤為山地紅壤，主要植被有芒萁、里白、山蒼子等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置杉木密度為A:500株/hm2、B:1175株/hm2、C:1525株/hm2、D:1775株/hm2四塊杉木毛竹混交林及E:杉木純林、F:毛竹純林共6個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積25.8m×25.8m。

1.3 調(diào)查分析

分樹種實(shí)測(cè)樣地內(nèi)毛竹和杉木的樹高、胸徑、冠幅和枝下高，求算平均值，根據(jù)樹種的平均樹高和胸徑確定毛竹和杉木的標(biāo)準(zhǔn)木，按照Monsi分段法進(jìn)行生物量測(cè)定，即對(duì)標(biāo)準(zhǔn)木以2m為一區(qū)分段，分別測(cè)定各段的干、枝和葉等器官鮮重，根系采用壕溝全挖法，分根樁、根稱重，并測(cè)定其根幅、根深和根密集區(qū)范圍。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分生產(chǎn)力

2.1.1 林分生長(zhǎng)狀況

從表1看出，混交林中樹種生長(zhǎng)受杉木密度影響較大，杉木的平均胸徑和單株材積隨杉木密度的增大而逐漸減少。從立木蓄積量來(lái)看，杉木密度為1525株/hm2的林分總立木蓄積量為130.6m3/ hm2，比杉木純林大得多，同時(shí)毛竹平均胸徑也比毛竹純林大56.60%。可見，適宜密度的杉木與毛竹混交，不僅促進(jìn)了杉木生長(zhǎng)，而且對(duì)毛竹生長(zhǎng)也很有利。杉木密度過大將造成樹種間競(jìng)爭(zhēng)加劇，導(dǎo)致毛竹生長(zhǎng)不良，養(yǎng)分缺乏；密度太小又達(dá)不到混交的互利作用，無(wú)法充分利用地力。所以，營(yíng)造杉木毛竹混交林時(shí)，杉木密度控制是需要考慮的一個(gè)主要問題。

2.1.2 林分生物量

從表2可知，不同密度的杉木與毛竹混交，林分總生物量差異很大。在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，杉木生物量和林分總生物量均最大，杉木生物量達(dá)115.67t/ hm2，比杉木純林生物量大23.28%，說(shuō)明適宜密度的杉木與毛竹混交可提高單位面積總生物量和杉木干材量，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。從各器官組成看，在這些混交林中，杉木各器官生物量大小順序?yàn)楦桑靖救~＞枝，葉與枝的差比為26~27%，在杉木純林中葉與枝差比高達(dá)82.9%。而毛竹的各器官生物量大小順序?yàn)楦桑緲叮救~＞根，枝與葉的差比為10~26%，在毛竹純林中枝與葉的差比超過33%。

2.2 林分空間結(jié)構(gòu)

2.2.1 林分空間分布

從表3可知，混交林中杉木的冠幅隨杉木密度的增大而減少。合理密度的杉木毛竹混交，毛竹樹冠能得到較大地?cái)U(kuò)展，占據(jù)了相當(dāng)部分的水平空間，不至于因生長(zhǎng)在杉木下層形成樹冠狹窄，得不到足夠的營(yíng)養(yǎng)空間而影響生長(zhǎng)。杉木和毛竹的根系在土壤中分布明顯不同，毛竹的根幅、根深、根密集范圍明顯比杉木小，因此，通過混交不僅可以明顯增加地下營(yíng)養(yǎng)空間利用率，而且不會(huì)造成根系對(duì)地下營(yíng)養(yǎng)利用的激烈競(jìng)爭(zhēng)。混交林中適宜的杉木密度對(duì)杉木和毛竹冠幅及地下根系生長(zhǎng)都有利，從而促進(jìn)杉木和毛竹的高徑生長(zhǎng)。

2.2.2 毛竹林地下結(jié)構(gòu)

在毛竹林地下網(wǎng)絡(luò)中，壯年鞭所占比例大小，對(duì)竹林的影響很大。壯年鞭有較強(qiáng)的生命力，壯芽較多，這就意味著來(lái)年春筍較多，竹筍產(chǎn)量也會(huì)更高，相應(yīng)地其成竹量也會(huì)較多[3]。從表4可見，在杉木密度為1525株/hm2混交林中壯年鞭分布較為合理，平均節(jié)間長(zhǎng)為5.1cm，平均鞭徑為2.6cm，鞭段占30%，鞭長(zhǎng)占45.9%，體積占49.8%；而幼年鞭、老年鞭平均節(jié)間長(zhǎng)分別為4.7cm、4.9cm，平均鞭徑分別為2.6cm、2.3cm。在其它模式中各齡竹鞭體積所占比例很不合理，有的老齡鞭所占比例高達(dá)33%，而在毛竹純林中幼齡鞭體積所占比例為41.1%，各齡鞭所占比例相差很大。

從總體上來(lái)考慮，幼、壯、老齡鞭應(yīng)各占一定的比例。在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，各齡鞭可以相互利用、協(xié)調(diào)發(fā)展。老齡鞭生命力較弱，在人為控制下（人工挖除），老齡鞭釋放土壤空間，腐爛后當(dāng)作肥料，對(duì)幼、壯齡鞭的生長(zhǎng)均有一定的作用；幼齡鞭的生長(zhǎng)可以帶動(dòng)整個(gè)竹林的生長(zhǎng)，擴(kuò)展竹林范圍，擴(kuò)大林分竹鞭的生存空間。因此，幼、老鞭所占比例不能太高或太低。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，杉木毛竹混交林中，毛竹竹鞭上的芽數(shù)發(fā)生相當(dāng)大變化。在杉木密度為1525株/hm2混交林中竹鞭上壯、弱芽比例接近1:1，而在其它各模式中，不是壯芽太多，就是弱芽太多，出筍成竹時(shí)間集中，竹林密度急劇增大或急劇減少，土壤肥力沒有一個(gè)緩沖時(shí)期，管理跟不上，使得竹林生長(zhǎng)不良，竹林不能得到合理的調(diào)整。

3 結(jié)論與討論

3.1 適宜的杉木密度所形成的杉竹混交林不僅能促進(jìn)杉木生長(zhǎng)，也有利于毛竹生長(zhǎng)。杉木和毛竹的根系在土壤中不同層次分布，能有效提高地下營(yíng)養(yǎng)空間的利用率。

3.2 適宜的杉木毛竹混交密度不僅能提高林分總生物量，而且具有改善立地條件的作用，在杉木密度為1525株/hm2的混交林中，杉木平均胸徑、總蓄積量均比其它混交林大。

3.3 鞭根和竹根的多少意味著吸收營(yíng)養(yǎng)能力的大小，竹鞭上具有許多鞭節(jié)，鞭節(jié)上的芽隨時(shí)間的推移而改變其形態(tài)。鞭節(jié)上芽的數(shù)量在不同鞭齡的竹鞭上有所不同。再者，由于鞭齡增長(zhǎng)，鞭體的水分和養(yǎng)分含量均減少，由此在林地地下結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)中，應(yīng)該注意去老扶幼，使幼齡鞭有充裕的地下空間和養(yǎng)分條件，有利于新鞭生長(zhǎng)和筍芽的萌發(fā)。從竹鞭分布規(guī)律中可以看出，林內(nèi)要有足夠水分和養(yǎng)分，竹鞭中的側(cè)芽才能得到充分的萌發(fā)。3~4年生的竹林發(fā)筍的主要竹鞭，在經(jīng)營(yíng)時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好萌芽。在深翻時(shí)，切不可挖斷竹鞭及竹根。

參考文獻(xiàn)

[1] 俞新妥.杉木人工林地力和養(yǎng)分循環(huán)研究進(jìn)展[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，1992， 12 (3):264~275.

[2] 鄭郁善.毛竹經(jīng)營(yíng)學(xué)[M].廈門:廈門大學(xué)出版社，1998.

[3] 倚奇江.不同經(jīng)營(yíng)類型毛竹筍用林的地下鞭根系統(tǒng)調(diào)查研究[J].浙江林業(yè)科技，2000，20(3):31~34.