營造杉木火力楠混交林對林分生產(chǎn)力的效果研究

黃述河

(福建省清流國有林場，福建 清流 365300)

1 引言

火力楠又被稱為醉香含笑，屬于木蘭科含笑屬常綠喬木，這種喬木高達(dá)30 m，胸直徑大約1 m，其切面相對光滑，美觀耐用，是建筑建設(shè)以及家具的優(yōu)質(zhì)材料。火力楠對生長的立地條件要求不太嚴(yán)，能耐瘠薄、稍耐旱、適應(yīng)性較強(qiáng)，是針葉樹種混交的理想伴生樹種，其與杉木混交造林后能促進(jìn)杉木林分的生長，增加林分蓄積量，提高林地土壤肥力，可以防治杉木多代連作所造成的土地衰退現(xiàn)象，提高造林的經(jīng)濟(jì)效益。

2 火力楠杉木混交栽種培育的現(xiàn)實(shí)意義

近些年來，由于我國采用杉木或馬尾松等單一純針葉樹種的造林，出現(xiàn)了地力衰退、病蟲害增多等生態(tài)問題，其次單一的樹種的種植，難以構(gòu)成相對較完善的森林生態(tài)系統(tǒng)，且單一樹種的栽種，也不利于栽培效益的提高，樹種成活率得不到有效保障。鑒于大面積純林栽植帶來的種種弊端，林場于2000年就開始選用優(yōu)良速生的鄉(xiāng)土樹種，并采用合適的栽培技術(shù)措施進(jìn)行混交造林，且以杉木純林作為對照。經(jīng)過筆者十幾年來對火力楠杉木混交林 、純林生長狀況的觀察，火力楠和杉木進(jìn)行混交栽培，可以造成植被之間高低錯落，有利于促進(jìn)混交林的養(yǎng)分循環(huán)，給火力楠杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)中的其它動植物提供生存及發(fā)展的重要條件，有利于動植物生長繁殖，進(jìn)而有利于生物多樣化發(fā)展，為林地造林時樹種搭配、混交比例、林種結(jié)構(gòu)的調(diào)整及為培育高產(chǎn)、高效的杉木及火力楠良材提供一定的依據(jù)，是克服人工純林弊端的有效途徑之一。

3 火力楠杉木混交林栽培技術(shù)分析

3.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省清流國有林場007林班03大班010小班(東經(jīng)116°48′29″，北緯26°1′53″)，地處福建省西北部，武夷山脈中段南側(cè)，九龍溪上游，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫17.9 ℃，年平均無霜期256 d，年降雨量1771.3 mm,空氣相對濕度為79%。林地以Ⅱ、Ⅲ類地為主，土壤以紅壤和山地紅壤為主，土層較深厚、肥沃、濕潤。

3.2 選擇合適的苗木

試驗(yàn)地栽植的火力楠種子和杉木種子都是由市林場管理站種苗中心提供的優(yōu)質(zhì)良種，由當(dāng)?shù)靥镌脆l(xiāng)田口村專業(yè)育苗戶代育，這杉木和火力楠苗木在苗圃地中都是利用大田育苗的方式進(jìn)行精心培育。在經(jīng)過一年的幼苗培育后，栽植的火力楠幼苗高度在40～85 cm，地徑的范圍在0.45～0.80 cm，杉木幼苗的高度在35～50 cm，而地徑范圍在0.45～0.63 cm。

3.3 整地造林準(zhǔn)備工作

2008年在當(dāng)年的杉木采伐跡地利用不煉山造林整地方式，經(jīng)過劈草清理后，采用1.8 m×1.8 m的規(guī)格進(jìn)行定點(diǎn)，挖穴的規(guī)格面寬60 cm×60 cm，深度為40 cm，而底部為40 cm×40 cm的明穴，1 hm2種植3075株。試驗(yàn)林主要有3 種類型: 1種是杉木純林，另2種是以杉木為主要樹種，火力楠為伴生樹種的混交林，混交模式為行帶混交，混交比例為2∶1即每種植2行杉木后，種植1行火力楠(圖1)和混交比例為3∶1即每種植3行杉木后，種植1行火力楠(圖2)。

圖1 混交比例2∶1混交林

圖2 混交比例3∶1混交林

3.4 幼林的撫育工作

在試驗(yàn)地的杉木和火力楠種植后，于5月份進(jìn)行擴(kuò)穴培土工作，擴(kuò)穴培土的規(guī)格是100 cm×80 cm，擴(kuò)穴培土有利于為杉木火力楠提供生長空間，也有利于火力楠杉木的根系在土壤中生長，提高杉木火力楠栽種的成活率。在栽種后的前3a每年全面鋤草撫育2次，第4、5a每年劈草撫育1次。在幼林撫育期間，可以根據(jù)杉木火力楠混交林的生長的實(shí)際情況，施加一定的肥料，最好是以磷酸甲為主的，這有利于杉木火力楠混交林的健康生長。

4 研究方法

4.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置與調(diào)查

2018年6月在進(jìn)行第一次撫育間伐前，分別在杉木火力楠混交林及杉木純林林分內(nèi)，選取立地條件基本相同；海拔高度基本相近；坡向和坡度基本相同；郁閉度基本一致的地方設(shè)置 9個標(biāo)準(zhǔn)地，即在上、中、下坡按杉木火力楠不同混交比例和杉木純林各設(shè)1個，每個標(biāo)準(zhǔn)地面積為25.82 m×25.82 m。對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的杉木和火力楠樹高、胸徑、樹冠、枝下高等因子進(jìn)行全面測量。

計算方法：立木材積按福建省二元材積計算公式計算。

V火力楠=0.000 052 76D1.88 216611H1.0090317

V杉木=0.00005806D1.955335H0.894033

蓄積量=單株平均立木材積X林分保留株數(shù)。

數(shù)據(jù)采用Excel和伐區(qū)調(diào)查設(shè)計軟件進(jìn)行處理。

4.2 土壤樣品的采集與測定

分別在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)按“S”形布點(diǎn)，分別0～20 cm、20～40 cm土層采集土樣，土壤物理性狀測定采用環(huán)刀法和機(jī)械篩分法測定。

5 結(jié)果與分析

5.1 杉木火力楠混交林能提高林分的生長量，促進(jìn)林木生長

從 10 a生杉木火力楠混交林和純林的生長量狀況可以看出(表1)：杉木與火力楠以3∶1混交模式的林木生長效果最佳，其各方面的因子平均值最大，3∶1混交林中林木平均樹高、平均胸徑與2∶1混交的杉木火力楠混交林和杉木純林相比分別增大3.41% ,8.34% 和2.57% ,9.4%；平均單株材積和總蓄積量分別增大10.33% ,26.01% 和10.42% ,23.2% ，3∶1混交林中林木的生長速度快于2∶1混交的杉木火力楠混交林和杉木純林的生長速度。在3種造林模式中，以杉木純林生產(chǎn)力最低。經(jīng)調(diào)查數(shù)據(jù)的對比分析，不同混交造林模

表1杉木火力楠混交林和杉木純林生長量的比較

林分類型 混交比例 樹種株/hm2 坡位 保存密度 平均樹高h(yuǎn)/m 平均胸徑d/cm 樹冠幅b/m 枝下高h(yuǎn)/m 單株材積v/m3 蓄積量m/(m3·hm3)杉木×火力楠 2∶1 杉木 下坡 1905 9.7 11.70 2.45 4.78 0.0598 113.85 火力楠 1005 8.6 9.4 2.82 2.63 0.0324 32.55合計/平均 2910 9.3 10.91 2.58 4.06 0.0503 146.40 杉木 中坡 1920 9.1 10.90 2.45 4.78 0.0499 95.70 火力楠 1005 8.0 9.0 2.82 2.63 0.0278 27.90合計/平均 2925 8.7 10.25 2.58 4.06 0.0423 123.60 杉木 上坡 1995 8.7 9.70 2.45 4.78 0.0399 79.50 火力楠 975 7.6 8.50 2.82 2.63 0.0242 23.55合計/平均 2970 8.3 9.31 2.58 4.06 0.0347 103.05 平均 2935 8.8 10.150.0426 124.35杉木×火力楠 3∶1 杉木 下坡 2175 10.1 11.90 2.45 4.78 0.0639 138.90 火力楠 705 9.2 10.40 2.82 2.63 0.0428 30.15合計/平均 2910 9.9 11.53 2.58 4.06 0.0587 169.05 杉木 中坡 2205 9.7 11.40 2.45 4.78 0.0575 126.75 火力楠 720 8.4 9.4 2.82 2.63 0.0323 23.25合計/平均 2925 9.4 10.91 2.58 4.06 0.0513 150.00 杉木上坡 2190 8.0 9.05 2.76 5.15 0.0315 68.85 火力楠 780 7.8 8.3 2.94 2.72 0.0308 24.00合計/平均 2970 7.95 8.82 2.79 4.54 0.0313 92.85平均 2925 9.1 10.41 0.0470 137.30杉木純林 杉木 下坡 2925 9.1 10.20 2.30 5.21 0.0451 131.71 杉木 中坡 3015 8.3 9.70 2.30 5.21 0.0380 114.30 杉木 上坡 3045 7.7 8.70 2.30 5.21 0.0291 88.35 平均2995 8.4 9.52 2.30 5.21 0.0373 111.45

式的林分中各樹種的樹高、胸徑、單株材積及林分蓄積量存在顯著差異，主要的原因是杉木與火力楠混交后兩樹種能互利共生，火力楠的樹葉干枝等凋落物量大且易分解，分解物能夠改良土壤、提高地力質(zhì)量，為林木生長提供了充足的養(yǎng)分，因而提高了林分的生長量。

5.2 杉木火力楠混交林提高樹冠空間分布，促進(jìn)林分生長

在杉木火力楠混交林(表1)中火力楠的冠幅寬度和樹冠厚度比杉木大，樹高和枝下高卻比杉木小，杉木和火力楠的林冠基本上屬于同一個林層，而且林冠結(jié)構(gòu)較為緊密 即能夠充分利用營養(yǎng)空間，又能為杉木生長創(chuàng)造較好的側(cè)蔭條件，促進(jìn)了林木的生長，因此混交林生長比純林較快。

5.3 杉木火力楠混交林提高了林分的光能利用率

杉木火力楠混交林(表1)中杉木的枝葉主要分布在4.7～9.3 m，而火力楠的枝葉主要分布在2.63～8.4 m，可見杉木、火力楠能夠分層充分利用光照空間，提高光能的利用率。混交林中杉木的生物量比杉木純林分布更均勻，杉木的樹干尖削度較小，說明與火力楠混交更有利于杉木干形的生長。

5.4 杉木火力楠混交林改良了林地土壤結(jié)構(gòu)，改善了林分涵養(yǎng)水源功能

與杉木純林相比，杉木火力楠混交林的林分結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，空間分布層次較多，能夠形成大量的凋落物，覆蓋在林地地表層，減少林地水分的蒸發(fā)，涵養(yǎng)了林地水源，對土壤物理性質(zhì)起著很好的改善作用。從杉木火力楠混交林與杉木純林的物理性狀分析(表2)可以明顯看出，杉木火力楠混交林林地的土壤持水量、孔隙狀況及通氣度等物理性質(zhì)均明顯高于杉木純林。以杉木火力楠混交林林地厚度為0～20 cm層土壤為例，混交林林地土壤在該層次密度比純林該層次土壤密度低9.1%和10.0%，重量濕度、最大持水量、毛管持水量和田間持水量分別比純林林地土壤增加7.5%、8.5%，6.6%、9.0% 和13.9%、15.4% ，總孔隙增加12.3%、13.0% ，通氣度提高10.2%、11.1% ，說明杉木火力楠混交能夠改善土壤物理性質(zhì)，使混交林林地土壤具有良好的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，土壤的通氣性、透水性及保水性均能得到相當(dāng)程度的提高。原因在于杉木火力楠混交后，火力楠的枯枝落葉量豐富，有利于土壤中各種微生物的活動，改變了土壤理化性質(zhì)，對疏松土壤及形成良好的結(jié)構(gòu)起到了一定作用，使林地水分的容蓄能力增加，從而使混交林表現(xiàn)比純林更好的涵養(yǎng)水源、保持水土的功能。

表2杉木火力摘混交林與杉木純林水分物理性狀比較

林分類型 坡位 層次/cm 容量g/cm3 重量濕度/% 毛管持水量/% 最大持水量 /%總孔隙度/% 毛管空隙度/% 杉木×火力楠 下坡 0～20 0.95 39.22 45.50 57.27 54.50 44.50 2∶1 20～40 1.03 32.43 43.86 54.06 51.00 42.00 中坡 0～20 0.99 35.73 46.61 56.85 55.00 45.50 20～40 1.14 31.65 36.73 41.33 48.50 43.00 上坡 0～20 1.05 34.83 42.95 50.54 53.00 45.00 20～40 1.33 33.62 30.47 35.23 45.50 41.00 平均 0～20 1.00 36.59 45.02 54.89 54.17 45.00 20～40 1.17 32.57 37.02 43.54 48.33 42.00杉木×火力楠 下坡 0～20 0.93 40.27 46.97 61.50 56.5 0 44.00 3∶1 20～40 0.99 34.72 42.68 58.29 53.00 43.00 中坡 0～20 0.96 36.56 47.54 58.32 56.00 45.50 20～40 1.10 32.74 37.92 42.75 49.00 44.50 上坡 0～20 1.07 33.96 42.77 49.35 52.50 46.00 20～40 1.33 32.08 30.05 33.67 45.0 41.00 平均 0～20 0.99 36.93 45.76 56.39 55.00 45.17 20～40 1.12 33.18 36.88 44.90 49.00 42.83杉木純林 下坡 0～20 0.97 37.25 41.05 54.21 51.00 41.50 20～40 1.12 30.43 39.58 50.22 47.00 40.50 中坡 0～20 1.08 33.65 39.74 52.34 49.00 41.00 20～40 1.29 31.73 37.25 46.76 44.50 38.50 上坡 0～20 1.24 31.06 38.20 48.65 46.00 39.5 20～40 1.47 31.34 30.45 40.27 43.50 38.00 平均 0～20 1.10 33.99 39.66 51.73 48.67 40.67 20～40 1.29 31.16 35.76 45.75 45.00 39.00

6 火力楠杉木混交林栽種的注意事項(xiàng)分析

在火力楠杉木混交林栽種過程中，火力楠的冠幅生長速度比杉木生長快，所以要采取有效措施控制火力楠生長過程中對杉木的影響，盡量避免火力楠生長擠壓杉木生長空間的問題出現(xiàn)。此外，在火力楠杉木混交林栽

種過程中，即使是同一個區(qū)域，火力楠杉木混交林栽種位置不一樣，也會有不同的生長效益出現(xiàn)(表1)，尤其是在上坡位置，3∶1混交林模式中林木平均樹高、平均胸徑、蓄積量等都比2∶1混交的杉木火力楠混交林模式較小，所以在火力楠杉木混交林的栽種過程中，要注意在上坡位置栽植時要合理選擇混交比例，這樣可以提高林木的生長量。

在火力楠杉木生長一定時間后，必須安排撫育間伐工作，這樣有利于在火力楠杉木生長過程中的環(huán)境優(yōu)化，進(jìn)而保證混交林更好的生長，提高火力楠杉木的生長質(zhì)量。一般在混交林的,8～10年間安排第一次間伐，進(jìn)行第一次撫育間伐時可以蓄積16%～30%的(株數(shù)的21%～35%)強(qiáng)度進(jìn)行有效采伐；14～16年間安排第二次間伐，第二次撫育間伐采伐強(qiáng)度為蓄積的15%～25%(株數(shù)的20%～30%)進(jìn)行，每次間伐后必須確保郁閉度達(dá)0.6以上。撫育間伐時一定要遵循撫育間伐的原則，保證火力楠進(jìn)一步生長的能力，通過撫育間伐后可以合理地控制火力楠杉木混交林的林木密度，有效改善火力楠杉木混交林的生長環(huán)境，進(jìn)而提高混交林的生長效益。

7 結(jié)語

在林業(yè)生產(chǎn)中為了避免栽植純林帶來地力衰退、產(chǎn)量下降、病蟲害嚴(yán)重、生態(tài)惡化等弊端，通過筆者通過多年的森林培養(yǎng)探索分析，發(fā)現(xiàn)杉木火力楠混交林的生長效果明顯優(yōu)于單一火力楠或杉木的生長效果，如果能夠進(jìn)一步提高杉木火力楠混交林的栽培技術(shù)，不僅可以提高林分的生長量、又可以改良土壤的肥力。通過試驗(yàn)地幾種不同混交比例的對比，杉木火力楠3∶1 混交模式造林的林分生長效果較好，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益最佳。因此用火力楠與杉木混交造林栽培的模式值得在南方林區(qū)推廣。