米老排馬尾松混交林生長分析及混交模式選擇

洪永輝，林能慶，黃欽忠，張森行，熊玉禎，藍融鈺

(1.福建省龍巖市林業種苗站，福建 龍巖 364000；2.福建省上杭白砂國有林場，福建 龍巖 364205)

米老排(MytilarialaosensisLecomte )是金縷梅科(Hamamelidaceae)殼菜果屬(Mytilaria)常綠闊葉喬木，為南方速生優良用材樹種，在福建、江西多地引種[1]；為南方多省市水土保持、土壤改良及防火林帶的首選優良樹種[2]。馬尾松(PinusmassonianaLamb.)是我國南方山地重要的速生工業原料林樹種，常作為土壤瘠薄山地造林綠化首選樹種。20世紀在Ⅲ、Ⅳ類型立地采用馬尾松造林，多數提倡一鋤法或飛籽造林，民間形成“三年不見林，五年不見人”的傳說。但針葉純林存在生物多樣性單一、森林生態日益惡化、病蟲害嚴重、地力衰退及林分產量不高等突出問題。而我國南方水熱條件優越，樹種繁多，林木生長快，是培育速生高產用材林的重要基地。提高林分質量，改變生態環境，加快土壤改良步伐，關鍵是選擇速生闊葉樹種，營造混交林。福建省上杭開展了廣西米老排引種及針闊混交林營建試驗。為篩選速生闊葉樹種和混交林最佳模式提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況和試驗設計

試驗點位于武夷山脈南段東坡玳帽山延伸的低山丘陵地——龍巖市上杭白砂林場，地處116°30″ E，25°07″ N，海拔500～586 m，年均氣溫19.2 ℃，極端最低溫-6 ℃，年均降水量1 732 mm，無霜期295 d。地貌為高丘，中坡，坡度15～20°，紅壤，林下植物為芒萁骨等，立地類型為Ⅲ類，土層厚度為0.5 m 以上。面積13.3 hm2。試驗地內1991年底進行劈草煉山整地挖穴，穴規格40 cm×30 cm×25 cm。1992年造林，隨著林分生長分別進行2次下層疏伐。

將林地劃分為36個高密度棋盤格式標準地，其面積為12 m×12 m，重復2次，隨機區組排列。每個標準地設計1個混交組合，其混交比例分別采用米1馬1(A1)行間混交和米1馬1(A2)、米2馬1(A3)、米1馬2(A4)、米3馬1(A5)、米1馬3(A6)株間混交等6種混交比例。密度按株行距2 m×1 m(B1)、2 m×1.1 m(B2)、2 m×1.25 m(B3)、2 m×1.67 m(B4)、2 m×2.5 m(B5)、2 m×3.3 m(B6)等6種設計，分別在林分5年生和22年生時對標準地進行調查，其調查因子為樹高、胸徑、冠幅、土壤剖面。

1.2 調查統計分析方法

分別調查樹高和胸徑，采用福建省林業廳編制的《馬尾松、闊葉樹二元立木材積表》計算各樹種單株材積，不同密度單位面積蓄積量按各樹種平均木單株材積乘以相應樹種單位面積株數計算。采用Excle和SAS統計軟件[3]進行數理統計及方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同混交比例和密度林分生長分析

2.1.1 米老排+馬尾松混交林與純林林分生長性狀差異分析 由表1可看出，米老排+馬尾松混交林蓄積明顯高于純林，并隨著林木生長發育，木材蓄積增長速度加快，而米老排一直為林分優勢木，其樹高、胸徑生長速度優于馬尾松。林分在5年生時，混交林蓄積比純林增長27%。而22年生時混交林樹高、胸徑、單株材積均大于馬尾松純林。其混交林蓄積比純林增長186%。而混交林中馬尾松胸徑、樹高生長速度均大于馬尾松純林。但混交林的馬尾松冠幅小于純林馬尾松。研究表明：混交林能促使干形圓滿通直，能充分利用空間，促使馬尾松整枝，并改善林分結構，增加針闊凋落物，增強涵養水源能力，改善林木生長環境，使單位面積蓄積量顯著增加。混交林的經營效益顯著。

表1 米老排+馬尾松混交林與純林生長比較

表2 米老排+馬尾松不同混交比例林分生長比較

2.1.2 米老排+馬尾松不同混交比例林分生長性狀差異分析 由表2看出，混交比例直接影響混交的成效和蓄積量。米老排+馬尾松混交林在5年生、22年生時林分蓄積差異十分顯著。5年生以馬1+米2株間混交比例最優，其次是馬1+米1行間混交；各混交比例林分單位蓄積在12.23～26.91 m3·hm-2之間，其中：A1～A3的混交比例蓄積量高于馬尾松純林15.33 m3·hm-2，而A4～A6的混交比例單位蓄積量均低于馬尾松純林。其林分蓄積排列為A3>A1>A2>A5>A6>A4。分析可知：A1～A3其造林密度較低，為2 000～3 500株·hm-2，而A4～A6其造林密度高達4 500～5 500株·hm-2。說明密度過大有利于林分郁閉，但因林木競爭激烈，造成林木生長緩慢。米老排為常綠闊葉樹，幼年期枯枝落葉少，無法發揮涵養水分的作用。但隨著林木生長和衛生伐及下層間伐等營林措施實施，22年生時各混交林分化顯著，形成以米老排為優勢的混交林，馬尾松多數為被壓木，不同混交比例和方法按蓄積排序為A3>A1>A4>A2>A5>A6，其林分蓄積在233.79～458.80 m3·hm-2之間，均高于馬尾松純林114.03 m3·hm-2。表明米老排速生，其枯枝落葉增多，具有涵養水分、改善地力作用。前期造林密度偏大，林木競爭激烈，林木自然整枝大，直接影響到林木后期生長。

分析可知，A1、A3、A5混交比例通過下層疏伐及衛生伐現為米老排純林，疏伐后保留株數排序為A5>A3>A4>A6>A1>A2。因此，合理的混交比例和方式有利于林木生長。米老排是營造混交林首選速生樹種。

2.1.3 米老排+馬尾松不同造林密度對混交林林分生長性狀差異效應 合理的造林密度能使林分盡快郁閉，促使林分生長發育，可獲得較高的收益。造林密度大，幼林郁閉早，會影響林木生長發育，直接影響林分產量和質量。林分過密導致林木競爭激烈，林分分化明顯，樹高、胸徑生長顯著下降，形成低效林分；密度小郁閉晚，直接影響林分的穩定性和林木生長發育及幼林撫育的年限。

表3 米老排+馬尾松混交林混交密度生長差異比較分析

表3表明，5年生不同造林密度混交林林木生長差異顯著，林木胸徑、樹高生長直接受密度控制，不同密度的混交林分平均胸徑在4.02～6.63 cm，排序為B6>B5>B4>B3>B1>B2，最大單株胸徑為6.7 cm。平均樹高在3.08～5.48m，其排序為B6>B5>B4>B3>B2>B1，最大單株樹高為6.15 m，而不同密度馬尾松純林胸徑在3.5～5.7 cm、樹高在2.95～4.05 m。其排序與混交林基本相同。混交林或馬尾松純林最大胸徑、樹高均出現密度2 m×3.3 m標準地內，表明密度越稀，光合作用越明顯，胸徑、樹高生長越快。低密度的混交林胸徑和樹高生長明顯大于純林。從林分蓄積分析可知，高密度純林馬尾松單位蓄積高于混交林林分蓄積，而低密度的混交林蓄積明顯大于純林。其林分蓄積排序為B4>B5>B6>B1>B2>B3。而馬尾松純林蓄積排序為B1>B3>B4>B2>B6>B5。表明前期造林密度越大，其單位面積蓄積越大，但混交林的單位蓄積變化與米老排相關。到近成、過熟林分更能充分體現混交林分生長優勢，22年生林分通過下層疏伐和衛生伐，其混交林林分蓄積顯著高于馬尾松純林，混交林林分蓄積比對照馬尾松純林增長1.56～7.3倍。混交林中米老排處于林分上層為優勢樹種，其混交林分蓄積排序為B4>B5>B6>B3>B1>B2。表明合理的造林密度可獲得最大的經濟效益。

2.2 米老排+馬尾松不同混交比例和密度的方差分析

分析可知，5年生、22年生混交林胸徑均值為4.92 cm、16.53 cm，變異系數為15.78%、8.04%；樹高均值為3.86 m、16.11 m，變異系數為10.11%、7.41%；單株材積為0.005 3 m3、0.207 m3，變異系數為29.24%、27.59%；單位蓄積量為18.47 m3·hm-2、229.83 m3·hm-2，變異系數為43.36%、28.95%。方差分析可知：密度對5年生林分樹高生長影響存在不同程度差異，22年生時胸徑、樹高其生長存在不同程度差異，其胸徑、樹高差異均達極顯著水平；而其他方面均無顯著差異(表4)，而22年生林分蓄積僅在混交林與純林存在極顯著差異。

表5 米老排+馬尾松不同混交比例和密度單株材積多重比較

說明：表格中左下角為22年生多重比較值，右上角為5年生多重比較值(下同)

表6 米老排+馬尾松不同混交類型、比例、方法和密度林分蓄積多重比較

2.3 米老排+馬尾松不同混交比例和密度單株材積、林分蓄積多重比較

為檢驗分析不同混交比例和密度的造林成效，分別采用Duncan方法進行多重比較，分析可知22年生不同混交比例其林分單株材積和單位蓄積無顯著差異，僅馬1米1株間混交與馬3米1株間混交對蓄積生長存在顯著差異。樹高分析可知，行間混交平均樹高最大，與株間混交差異達極顯著，而株間混交之間無顯著差異，僅馬3米1(A6)與其他株間混交有一定的差異。而低密度(B4、B5、B6)混交平均樹高在18.3～18.8 m之間，與高密度(B1、B2、B3)混交樹高差異達極顯著水平。胸徑分析可知，行間混交平均胸徑最大，與株間混交達顯著和極顯著差異。而低密度(B6、B5)平均胸徑在19.09～20.61 cm，與其他混交密度達極顯著差異。5年生不同混交比例和密度其單株材積其林分蓄積和單株材積差異達極顯著。而5年生混交密度和比例對樹高、胸徑生長影響基本與22年生相同。說明馬尾松、米老排混交在幼齡時，其生長量直接受混交比例和密度的控制，但因林分株數不同造成單株材積和蓄積有一定的差異，通過下層疏伐和衛生伐，根據培養目標調整林分結構，才能實現最大化收益目標。

2.4 米老排+馬尾松混交林最優模型選擇

綜上所述，米老排+馬尾松混交林中馬尾松不論是樹高、胸徑、蓄積等生長指標，還是生長速度等方面，均優于馬尾松純林。說明混交起到促進馬尾松個體和群體生長的作用。而營建混交林能否成功的關鍵是混交比例與密度的選擇。馬尾松造林地一般選擇在Ⅲ、Ⅳ類林地，存在立地條件差，地力衰退現象。而米老排生物量較大，其枯枝落葉多，能有效地提高林地利用率和改善生態環境。但米老排幼年生長快，枝葉濃密，葉面指數高，對強陽性樹種馬尾松來說，光照較弱勢必影響其生長[4]。因此選擇合理的造林密度和混交比例，能合理調節米老排與馬尾松之間的種間關系，獲得最大經濟效益。研究表明營造米老排、馬尾松混交林，應采用2 m×1.67 m密度挖穴，米老排、馬尾松按1∶1行間混交為最佳混交模式。可實現改善地力和提高馬尾松生長量目的，并通過營林措施及撫育間伐逐步將林分改造為以米老排或馬尾松為優勢的林分。研究表明米老排是現有馬尾松人工純林及大徑材培育近自然改造復層林或異齡混交林首選樹種[5-8]。

3 結論與討論

營造米老排、馬尾松混交林能改善生態環境，涵養水源，提高林分的生產力[2-9]。是現有馬尾松純林改造使之演變為針闊混交復層林和異齡林分首選闊葉樹。

經對米老排、馬尾松混交試驗林5年生和22年生林分生長數據分析表明：5年生、22年生混交林分胸徑均值為4.92 cm、16.53 cm，樹高均值為3.86 m、16.11 m，單株材積為0.005 3 m3、0.207 m3，單位蓄積量為18.47 m3·hm-2、229.83 m3·hm-2，混交林中馬尾松樹高、胸徑、蓄積等生長指標和生長速度等方面，均優于馬尾松純林。說明混交起到促進馬尾松個體和群體生長速度。研究表明，營造米老排、馬尾松混交林應采用2 m×1.67 m密度挖穴，米老排、馬尾松按1∶1行間混交為最佳混交模式。可實現改善地力和提高馬尾松生長量目的，并通過營林及撫育間伐措施逐步將林分改造為以米老排或馬尾松為優勢的林分。

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