閩南山地杉木與火力楠不同混交比例造林效果研究

黃羽

(福建省永春碧卿國有林場,福建 泉州 362603 )

杉木(Cunninghamialanceolata)是福建省山區最主要的造林樹種之一，由于杉木生長快、樹干通直、木材用途廣，林業生產單位和廣大林農都喜歡種植杉木，杉木經營的水平也在不斷提高[1]。傳統上，杉木造林基本都是純林，純林在生產上便于經營管理。但杉木純林存在著樹種單一、林分結構簡單、易發生病蟲害、抵御自然災害能力弱和連續經營引起地力退化等問題[2,3]。林業科學研究和生產實踐都表明，杉木與其他樹種進行混交特別是杉木闊葉樹按照合理的比例混交可以改善林分結構、促進杉木生長和提高抗各種災害的能力，而且緩解地力衰退[4]。永春碧卿國有林場1989年在五旗寨工區開展了杉木與火力楠(Micheliamacclurei)混交試驗，探索杉木與火力楠混交的合理比例，為閩南山地杉木與火力楠混交造林提供依據。

1 試驗地概況

試驗點設在福建省永春碧卿國有林場(118°21′ E，25°18′ N)，氣候類型屬于中亞熱帶季風氣候，地處低山丘陵地帶，年平均氣溫19.5 ℃，年平均降水量1 700 mm，年平均相對濕度75%，全年無霜期270 d，氣候溫和。試驗地位于五旗寨工區26林班 2大班3小班，海拔高度為650～750 m，東南向，上坡位，坡度22°，地類為II類地，土壤類型屬于山地紅壤，土層厚度達到100 cm以上，林下植被主要有桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、烏飯樹(Vacciniumbracteatum)、鹽膚木(Rhuschinensis)、菝葜(Sailaxchina)等。

2 研究方法

2.1 試驗設計

1989年2月，在五旗寨工區進行杉木與火力楠混交造林試驗，杉木與火力楠混交比例分別為9∶1和8∶2兩種，杉木純林作為對照，試驗隨機區組設計，3次重復，共計9塊試驗小區，每個小區面積20 m×20 m。挖穴規格40 cm×40 cm×40 cm，造林株行距1.5 m×2 m。造林苗木為1年生的裸根苗，雨天種植。

2.2 試驗林管護與調查

造林后連續3年進行幼林撫育，1995年進行透光伐，采伐強度20%～30%，1999年進行撫育間伐，采伐強度30%～40%，2005年再次進行撫育間伐，采伐強度30%～40%，2014年進行生長伐，采伐強度40%～50%，現保留的平均株數為675株·hm-2。2018年7月，對9塊試驗小區進行全面調查，按活立木進行每木測定胸徑、樹高，統計平均值。在每個試驗小區內4個角落和中間位置各設立一個垂直土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm土層，用環刀法取原狀土用于土壤水分—物理性質測定，同時用自封袋在各層取約500 g的鮮土用于土壤化學性質測定。

3 研究結果與分析

3.1 不同比例杉木與火力楠混交生長情況對比

許多林業研究和實踐都證實，針闊混交有利于提高森林生產力和改善森林環境。從杉木與火力楠混交林生長情況看(表1)，混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量均高于杉木純林，其中，杉木與火力楠9∶1的混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量與杉木純林相比分別提高了12.5%、10.1%、34.1%和19.1%；杉木與火力楠8∶2的混交林中杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量與杉木純林相比分別提高了15.6%、17.5%、59.1%和27.3%。經方差分析，混交林中杉木和純林杉木的樹高、胸徑、單株材積和單位面積蓄積量均存在顯著差異。由此說明，杉木與火力楠混交促進了杉木生長。杉木與火力楠8∶2的混交林中火力楠生長快于杉木與火力楠9∶1的混交林，其中樹高提高了10.4%，胸徑提高了12.2%。林分總蓄積量大小順序為杉木與火力楠8∶2的混交林>杉木與火力楠9∶1的混交林>杉木純林。

表1 杉木與火力楠不同比例混交林生長情況

注：FH=6.51*,FD=8.17*,FV=6.07*,F蓄積量=35.26**，F0.05(2,6)=5.14，F0.01(2,6)=10.9

3.2 不同比例杉木+火力楠混交林土壤肥力分析

3.2.1 不同比例杉木、火力楠混交林土壤水分、物理性質比較 從土壤水分、物理性質測定的結果(表2)看出，杉木、火力楠混交林土壤的容重低于杉木純林，而毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量均超過杉木純林。其中，杉木、火力楠9∶1的混交林土壤0～20 cm土層與同層的杉木純林土壤相比，容重降低了23.3%，毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量分別提高了16.6%、2.3%、12.1%、32.1%和42.7%；杉木、火力楠8∶2的混交林土壤0～20 cm土層與同層的杉木純林土壤相比，容重降低了25.2%，毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量分別提高了19.0%、11.2%、31.6%、43.9%和55.1%。說明杉木與火力楠混交使得土壤疏松透氣，持水能力增強，有利于樹木根系在土壤中伸展和獲取養分，從而促進生長。其中杉木、火力楠8∶2的混交林土壤的疏松程度高于杉木、火力楠9∶1的混交林土壤。

表2 杉木、火力楠混交林和杉木純林土壤物理性質

3.2.2 不同比例杉木、火力楠混交林土壤化學性質比較 通過對土壤的化學性質測定(結果見表3)，表明杉木、火力楠混交林土壤的各種營養物質含量高于杉木純林，杉木、火力楠9∶1的混交林0～20 cm土層中速效鉀、水解性氮、全鉀、全氮、有機質、全磷的含量與杉木純林同土層相比分別增加了30.7%、44.3%、7.9%、28.9%、49.0%和13.6%，杉木、火力楠8∶2的混交林0～20 cm土層中速效鉀、水解性氮、全鉀、全氮、有機質、全磷的含量與杉木純林同土層相比分別增加了80.2%、53.2%、12.6%、66.0%、28.6%和53.9%，由此可見，杉木與火力楠混交提高了土壤肥力。這是由于火力楠為闊葉樹種，火力楠的凋落物分解較快，凋落物中營養物質能較快回歸土壤，這樣就補充了土壤的肥分。其中杉木與火力楠8∶2比例混交林分其土壤肥力最好。

表3 杉木、火力楠混交林和杉木純林土壤化學性質

4 結論與討論

杉木與火力楠9∶1和8∶2兩種比例混交及杉木純林對比試驗表明：杉木與火力楠混交不僅提高了杉木生長量和蓄積量，而且改善了土壤理化性狀，使土壤變得疏松透氣，持水能力增強，土壤肥力得到提高。

林業生產中，杉木林造林面積大，但以往基本上都是純林，通過構建杉木與闊葉樹混交的林分模式，可以改善杉木人工林結構和提高生產力。杉木除了與火力楠混交外，還可以跟馬尾松、木荷等樹種混交。閩南山區杉木造林應不斷探索杉木人工林可持續經營的途徑，可通過營造混交林、復層林和長周期大徑材經營來不斷改善人工林生態系統穩定性和提高經營效果。