萌芽培土及不同除萌方式對杉木生長的影響

邱昆明

(福建省連城縣國有林場,福建 龍巖 366200)

杉木〔Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.〕有強大的萌芽能力，有不斷從根莖處萌發新芽的特征，尤其是在杉木主干采伐后，在一定的條件下，其伐根休眠芽會生長出大量新芽，并生成多代新芽。若不對其新芽進行處理，會導致多株叢生的狀況。這將進一步導致水分和養料的浪費，降低林地木材的產量和質量。杉木萌芽林因為原伐根在土壤中有強大根系，因此在前期生長過程中的穩定性和生長速度都比實生林高，從維持和促進森林生態系統的穩定性和森林生態景觀多樣性的角度考慮，萌芽更新一部分杉木林，適宜鑲嵌不同的森林綴塊，可使森林景觀及結構多樣性。連城縣自古就有栽植和培育杉木的歷史。為達到提高杉木跡地二代人工林經營管理水平，促進萌芽條的發育，從2013年開始，對杉木萌芽條進行培土和對其萌發的萌芽條進行3種不同的除萌方法進行試驗，對其生長狀況進行跟蹤測定并分析。

1 基本情況

試驗地位于連城縣文亨國有林場田頭工區42林班7大班3、4小班，地處116°46 ′48″—116°47′16″ E，25°34 ′46″～25°34′58″ N，年均溫為19 ℃，極端高溫38 ℃，極端低溫-5.6 ℃，為中亞熱帶海洋性季風氣候，年均日照時數1 761 h、年均降雨量1 700 mm，年均相對濕度78%，年無霜期291 d。土壤類型為紅壤，呈微酸性；土層較深厚、疏松、排水良好，立地質量等級為Ⅱ級，植被多為山烏桕、白背葉野桐、黃瑞木、柃木、山礬、蕨類、五節芒、芒萁等。更新前為人工杉木一代林，2013年8月進行皆伐，采伐時年齡21年，同年12月進行不煉山全面劈雜的林地清理，2014年根據試驗設計要求分別2次除萌、1次除萌和不除萌3種不同除萌，并同時對萌芽條進行培土或不培土的試驗，當年對整個林地進行一次挖茅頭和全面劈雜撫育，2015和2016年各進行一次全面劈雜撫育。

2 試驗設計

2.1 試驗設計方法

2014年對皆伐的杉木一代林采伐小班，進行隨機的區組分配，在基本相同的坡向、坡位和立地、相應海拔高分別設立3個區組(3個重復)，在各個區組內分設6區塊(小區)，共設18個小區，各小區面積相等，都是100 m2(水平距10 m×10 m)。用羅盤儀對小區邊界進行測定，并對各小區四個角樁用PVC管進行標記固定以便后期觀測。各區組內的小區采取培土因素A(分別為培土A1、不培土A2)和除萌因素B(分別為不除萌B1、1次除萌B2、2次除萌B3)雙因素共組合為6個方式的方法進行試驗。

2.2 試驗作業方式

2014年的6月上旬進行2次除萌的第一次除萌，方法是在伐根的上部或者兩邊留下兩條較為健壯的萌芽條，將其余萌芽條清除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。第二次除萌在同年9月上旬開展。此次除萌，從保留的兩個萌芽條中選留更為健壯的一株，將另外一株用工具(修枝剪或劈刀)清除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。

2014年7月上旬，對試驗小區的萌芽條分別進行培土和不培土。培土的方法是將萌芽條周圍的表土往萌芽條堆集，盡量將整個伐根埋在土中，土層覆蓋伐根面3～5 cm。

1次除萌方式同樣在2014年9月上旬完成。在伐根基部上方選擇健壯的一株萌芽條進行保留。除此之外的萌芽條皆用工具(修枝剪或劈刀)去除，在此過程中，保證保留萌芽條的完整。

不除萌方式：對伐根萌芽條不進行任何人為干預而任其自然生長。

2.3 試驗數據采集及分析

2.3.1 2014年12月下旬，觀測到該試驗區組內的杉木萌芽條當年生長狀況已趨于穩定，從而對各小區生長狀況進行調查。調查方法采用對每個小區進行每木檢尺測量杉木萌芽條的地徑、樹高，不除萌方式由于萌芽條較多，為便于比較，每個伐根采用單株最高萌條代表其生長值。

2.3.2 為了比較成林(4年)后各試驗的結果，2017年12月下旬，對試驗小區進行調查。因樹冠的大小 (冠幅)反映了樹木的生活力和生產力，是森林生長收獲可視化的重要參數，因此本次在調查地徑、樹高、株數的基礎上，同時進行了冠幅調查。

2.3.3 因林木生物量能反映林木與環境在能量流動和物質循環上的關系，從而數據化表達其生長狀況，因此，4 年調查時，為便于綜合分析林木的生長狀況，采用范少輝等人[2]建立的杉木單株各器官生物量與地徑、樹高的回歸生長模型來計算單株生物量，其方法是通過杉木的葉、枝、干、皮分別不同的模型計算出林木單株的生物量：如： 樹干生物量WS= 4.190 782×(DG2×H)1.030 663+41.929 12(其中DG為地徑、H為樹高)。由于杉木萌芽條其根系吸收水分和養分不僅有自身后期生長的根系，也有從原伐根根系吸收，所以本試驗未考慮根系生物量。

2.3.4 采用斷面積平均法(地徑平方和法)計算出每個小區杉木萌芽條的平均地徑；用算術平均法計算出小區平均樹高、平均冠幅、單株平均生物量，試驗結果分析均采用小區平均數進行。對調查數據利用Excel2003進行計算、統計處理，方差分析采用SPSS19.0進行，各試驗方法差異顯著性兩兩比較采用q檢驗法。

3 試驗結果分析

3.1 各試驗方式結果分析

3.1.1 1年時萌芽條地徑和樹高生長狀況，見表1。

3.1.2 雙因素交互作用對地徑和樹高影響方差分析

由表2和表3得出，萌芽條培土與不培土相比，其地徑和樹高生長差異達極顯著水平(F值大于F0.01)；3種除萌方式的地徑和樹高生長差異也達到極顯著水平(F值大于F0.01)。本次試驗未發現培土因素與除萌方式之間的交互作用顯著影響，區組間也未發現差異顯著。

表1 不同處理生長1a杉木萌芽條地徑和樹高的生長狀況 cm

表2 不同處理1 a杉木萌芽條地徑方差分析

表3 不同處理1 a杉木萌芽條樹高方差分析

3.1.3 各處理方式對地徑和樹高生長影響 萌芽條培土與不培土相比，其地徑和樹高生長差異達極顯著水平，培土的地徑為3.29 cm，比不培土的2.67 cm大23.2%；培土的樹高為86.83 cm，比不培土的66.65 cm大30.3%。

3種除萌方式地徑和樹高生長差異極顯著之間仍需兩兩比較，對此采取q檢驗法展開多項比較：

表4 不同除萌方式1 a地徑和樹高多重比較(cm)

3.2 4年時各試驗方式結果分析

3.2.1 4年時萌芽條冠幅和生物量生長狀況

表5 不同處理生長4 a杉木萌芽條冠幅和生物量的生長狀況

3.2.2 考慮雙因素交互作用對冠幅和生物量影響方差分析

表6 不同處理4 a杉木萌芽條冠幅方差分析

由表6和表7得出，萌芽條培土與不培土相比，其冠幅和生物量生長差異達極顯著水平(F值大于F0.01)；3種除萌方式的冠幅和生物量生長差異也達到極顯著水平(F值大于F0.01)。培土因素與除萌方式之間的交互作用本次試驗未發現顯著影響，區組間也未發現差異顯著。

表7 不同處理4 a杉木萌芽條生物量方差分析

3.2.3 各處理方式對冠幅和生物量生長影響的比較 萌芽條培土與不培土對比，其冠幅和生物量生長差異達極顯著水平，培土的冠幅X_Aj為2.03 m，比不培土的1.77 m大14.7%；培土的生物量X_Aj為8.41 kg株-1，比不培土的6.78 kg株-1大24.0%。

3種除萌方式冠幅和生物量生長差異極顯著之間仍需兩兩比較，對此仍采用q檢驗法展開多項比較：

表8 不同除萌方式4 a冠幅和生物量多重比較

當a=0.01水平時，冠幅W2=0.18、W3=0.22；生物量W2=0.79、W3=0.92，由表8可知，以上3種除萌方式對杉木萌芽4年時冠幅生長的影響差異都達到極顯著水平，二次除萌與不除萌以及一次除萌與不除萌之間生物量的生長差異也達到了極顯著水平；當a=0.05水平時，生物量W2=0.55，由此可判斷出二次除萌與一次除萌之間4 a時生物量生長差異達到顯著水平。

4 總結和討論

4.1 杉木萌芽條生長的關鍵是自身要具有完整獨立的營養器官，最重要的是在1～2年內其萌生的伐根死亡前形成自己完整的根系。試驗表明：對伐根上萌生的萌芽條培土，在改善其生長的水、肥、氣、熱條件的同時，促進了萌芽條通過伐根的根系吸收養分，同時加快了自己根系的生長，使自己的根系也能吸收水分和土壤養分，從而促進了萌芽條的生長。

4.2 通過1年和4年兩次觀測分析，通過采伐后第二年對杉木萌芽條采用不除萌、1次除萌、2次除萌3種方式的除萌處理，會對其后萌芽條的地徑、樹高、冠幅、單株生物量生長狀況產生明顯的影響。其中對于其萌芽條生長狀況最好的處理方法是2次除萌，1次除萌效果次之，不進行除萌的處理方法對于其生長狀況是最不利的。

4.3 一年兩次的除萌處理方式中，第一次是在杉木生長最為旺盛的6月進行。僅保留2株萌芽條的做法，可以使水分和養料集中被保留株吸收，以得到更好的利用。保留株在這種狀況下能夠迅速發育成長。與此同時，伐根的其他部位出現的2次萌芽相對于保留株也處于劣勢地位，并不能對保留株形成大的影響。第二次除萌是在杉木生長勢頭減緩的9月，此時將兩株中較為健壯的一株保留，而將另外一株和新生的萌芽全部剔除。此時的保留株基本已近一米的樹高，具有充分吸收伐根養分的能力，在與其他萌芽的競爭中，處于絕對的優勢，從而抑制了3次萌芽的發生。

4.4 除萌時間應在9月。此時除萌，因為時間較晚，伐根上的萌芽已經出現很多，養分的分散現象嚴重。一般情況下，其中的單株，其株高、地徑大小都要比兩次除萌方式的保留株更小。相比一年兩次除萌處理的保留株而言，其個體高度、地徑更小；對伐根養分的吸收更少。因而，雖然此時杉木生長已開始減弱，但依然會有2次萌芽出現。這就導致次年仍需一次除萌工作。就工作量而言，兩種處理方法是相近的。但后者除萌時間推遲，會導致當年樹高和地徑生長量減少，4年后的冠幅和生物量也減少。

4.5 本試驗僅對培土和除萌方式至4年時的地徑、樹高、冠幅、單株生物量生長狀況進行了觀測和分析，其后對林木生長的影響以及試驗地萌芽條保存率及單位面積總生物量還需另行跟蹤分析。在試驗中，發現其他因子的影響，比如采伐時間、伐根高度及伐根地徑大小、伐根方位、伐區地形、是否煉山等諸多因素都對杉木的萌芽更新都有影響，這些因子的影響有待進一步進行了解和研究。

參考文獻：

[1] 陳華豪,丁思統,洪偉,等．林業應用數理統計[M]．大連:大連海運學院出版社,1988

[2] 范少輝,何宗明,林光耀,等.立地管理措施對2代5年生杉木林生長影響[J]. 林業科學研究,2006，19(1):27-31

[3] 葉鏡中.杉木萌芽更新[J].南京林業大學學報:自然科學版,2007,31(2):1-4

[4] 趙本虎,張錫. 杉木萌芽林經營技術[J]. 四川林業科技,1985(04):53-56

[5] 林武星,葉功富.杉木萌芽更新原理及技術述評[J].福建林業科技，1996,23(2):19-23

[6] 陳國瑞.煉山對二代5年生杉木幼林生長的影響[J].福建林業科技，2005,32(4):56-59

[7] 馬祥慶,何智英,俞新妥.不同林地清理方式對杉木人工林地力的影響[J].林業科學,1995,31(6)：485-490

[8] 胡宗慶.不同經營模式對杉木人工林生長影響的研究[J].華東森林經理,2007,21(1):23-25

[9] 楊旭靜,應金花.收獲與跡地清理對二代杉木幼林生長影響初報[J].福建林學院學報,1999,19(2):174-177

[10] 田曉萍.杉木萌芽更新的研究[D].福州：福建農林大學,2008

[11] 方宗輝.福建省杉木人工林生物量及其分配研究[J]. 福建林業科技,2005,32(3):82-85

[12] 李順秋.間伐強度對杉木伐樁萌芽特性的影響[J].林業勘察設計,2013(1):25-29