不同間伐方法對馬尾松林下套種梅葉冬青生長的影響

馬華茂

(三明市清流縣里田林業站，福建 清流 365300)

1 引言

馬尾松(Pinusmassoniana)林是福建省重要的森林資源，面積大、分布廣，木材及林產品用途多，經濟價值高[1，2]，福建省馬尾松林業發展，滿足國家木材需求，廣褒山地綠化等諸多方面做出巨大貢獻，特別是馬尾松樹種耐干旱、耐瘠薄、壽命長，生長量大(樹高可達45 m，胸徑1.5 m)[3]的優良特性，是其他樹種無法比擬和替代的，系培育大徑材的優良樹種[4]。但長期以來大面積營造的馬尾松純林林分，經營密度大，林分結構和生態系統脆弱，穩定性和抗逆性較差，易發生火災及病蟲危害[5～8]，難于培育大徑材，生態功能不及常綠闊葉林或針闊混交林[7,8,9～11],美學效果一般[13]，迄今無法有效防治的松材線蟲病危害風險[14]，不得不對現有馬尾松純林進行預防性皆伐或改造，以降低馬尾松純林面積和混交林中馬尾松樹種的占比。馬尾松林改造提升已經成為福建省林業工作的重點和熱點。為此，在福建省清流縣開展了馬尾松林間伐后套種梅葉冬青(Ilex asprella)試驗。梅葉冬青系冬青科冬青屬落葉灌木，為我國南方傳統的木本藥用植物，根、莖、葉均可入藥，是王老吉涼茶、三九感冒靈等著名飲料、藥品的主要原料，需求量極大[15～17]。目前，主要依靠采挖野生資源。由于大量采挖，野生資源越來越少，且野生資源生長緩慢[18], 無法滿足市場需求，人工發展梅葉冬青是解決供需矛盾的有效途徑。同時梅葉冬青樹姿優美，花及習性似梅，有很高的觀賞價值，落葉量又大，理論上可以促進營養物質循環，改善土壤肥力，是一種“藥、茶、花三棲植物”，是值得發展的鄉土多用途植物。本試驗為探索一條培育馬尾松大徑材，同時兼營梅葉冬青的有效途徑，構建了馬尾松梅葉冬青復層林分，以改善馬尾松純林結構，合理利用生長空間，做到以短養長，長短結合，提高林地利用率，增加林地生產力，提升林分美景度。

2 試驗地自然概況

清流縣(116°38′17″～117°10′29″E，25°46′53″～26°22′07″N)位于福建省西部，地處武夷山脈南側，屬大陸性兼有海洋性季風氣候。年均溫18.2 ℃，年均降水量1853.5 mm。全縣有林地面積14.23萬hm2，以馬尾松為優勢樹種的林分占有林地面積的40.3%。馬尾松林套種梅葉冬青試驗林設在清流縣里田鄉李坊村4林班11大班25小班。海拔360～530m，方位角97°～187°，坡度24°～28°，土壤為山地紅壤，土層厚度1 m以上，馬尾松林系2001年春人工營造的馬尾松純林，現存密度1290～1755株/hm2，主要植被有白茅(Imperatacylindrica)、中華里白(Hicriopterischinensis)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)、茶稈竹(Pseudosasaamabils)、毛冬青(Ilexpubescens)、赤楠(Syzygiumbuxifolium)等。

3 試驗方法

2017年秋季開始，在18年生馬尾松純林中選擇立地條件和林分生長狀況相似的陽坡建立3個區組，每個區組劃分為5個小區，每小區面積20 m×30 m，按照試驗設計要求進行間伐，間伐后進行林分狀況調查測定(表1)。間伐清雜后，按照株行距約1.8 m×1.8 m在林中隙地進行塊狀整地(依具體情況可適當調整)，穴規格：60 cm×60 cm×40 cm。每穴施復合肥150 g，作為基肥，與表土混勻后施入穴底。2018年春季采用1a生梅葉冬青樹苗種植。間伐處理分為5個水平:①KZ20處理，按照單株狀平行區域保留法，約5.8 m×5.8 m保留1株馬尾松(預先用紅色油漆標注，下同)，保留木約300株/hm2；②KZ30處理，按照單株狀平行區域保留法，約4.7m×4.7 m保留1株馬尾松，保留木約450株/hm2；③KZ40處理，按照單株狀平行區域保留法，約4.0 m×4.0 m保留1株馬尾松，保留木約600株/hm2；④KP30處理，采用單排狀寬行保留法，按照等高線每隔6 m保留1排中部分馬尾松林木，株距約3.8 m，，保留木約450株/hm2；⑤CK 處理，不間伐直接套種梅葉冬青。

表1 間伐后各標準地上層馬尾松林分基本情況(18a生)

梅葉冬青種植后，每年在種植株周圍進行劈草和鋤草松土各1次。劈草在每年5月中旬，鋤草松土在8月下旬進行。造林當年調查成活率，每年冬季進行梅葉冬青生長狀況及郁閉度調查，生長狀況主要測定株高、地徑、冠幅。郁閉度采用抬頭望法。每小區按照網格式布置25個觀測點，以每一觀測點樹冠下落點數量與中觀測點之比，求算小區的平均郁閉度。

2021年根據梅葉冬青的平均株高和地徑，選擇5株平均木作為標準株測定其枝、葉性狀及葉、莖鮮質量，測定標準株開花結實情況。采用撩壕干掘法測定標準株根系生長狀況與根鮮質量。

數據統計應用Excel2007軟件，顯著性方差分析和多重比較應用SPSS19.0軟件。

4 結果與分析

4.1 不同間伐處理對梅葉冬青存活的影響

表2 不同處理中梅葉冬青生長狀況

CK 處理成活率可達85.2%，但到2021年底時，梅葉冬青保存率只有64.7%，表明梅葉冬青雖然有一定耐蔭性，但正常生長發育需要有較高光照。通常認為梅葉冬青作為藥材經營周期需要5年[21]。換言之，在馬尾松林下套種梅葉冬青，上層林馬尾松應該采取較大強度間伐，保留少量株數，培育大徑材，控制林冠層郁閉度在5年期間，保持郁閉度動態變化在0.2～0.6之間較為適宜(表3)，這是保證馬尾松梅葉冬青復層經營取得效果的關鍵技術之一。

4.2 不同間伐處理對梅葉冬青株高的影響

從表2中可知：不同處理梅葉冬青株高均在3 m以下，而馬尾松樹冠層在9.8～20.1 m，兩者冠層分布層次明顯，合理利用了不同層次的光照，提高了光能利用率。馬尾松是強陽性樹種在林分上層，光照充分；林下梅葉冬青與馬尾松樹冠層間仍然有一定寬裕的空間，加上經過間伐后馬尾松保留林木較少，枝葉稀疏，林內光照可以滿足梅葉冬青生長發育所需要的光照，而套種其間的梅葉冬青樹冠填補了馬尾松枝下高較高，空余出的生長空間，不僅合理利用了生長空間，提高了林地利用率，還在生態功能和美觀價值上有著重要意義。

從表2中還可知，不同處理間梅葉冬青株高間動態變化存在差異。馬尾松林間伐后套種梅葉冬青株高均顯著高于CK處理，表明間伐處理有利于梅葉冬青株高生長，CK處理主要是由于林內光照不足，株高生長量較低，體量指標較小。

經比較，馬尾松間伐后套種梅葉冬青，由于保留馬尾松株數不同，生長環境不同，梅葉冬青株高也存在不同的動態變化(表3)。在套種前3年，不同處理間株高生長大小為：KZ40>KZ30>KP30>KZ20>CK，隨著保留密度增大，株高生長量較大。這種現象與梅葉冬青對光照要求較高有關，為了獲取更多的光照，處于更有利的競爭地位，保留株數較多的林分，林內光照強度較低，誘導其同化物更多用于梅葉冬青縱向生長。但套種4年后各處理株高生長趨于一致。這應該是梅葉冬青屬于灌木的生物學特性的緣故。

表3 不同處理各年度上層林分郁閉度及梅葉冬青株高生長動態變化

4.3 不用間伐處理對梅葉冬青冠面積的影響

樹冠是林木光合作用，生產有機物的主要營養器官，也是林木生長的重要組成部分，影響著光能利用、林分生產力及開花結實效果。冠面積指南北和東西二個方向冠幅的乘積。從表2中可知：5a生冠面積最大的是KZ20處理，其次是KZ30處理，冠面積CK處理最小。上層林保留密度越小，套種的梅葉冬青冠面積越大。KZ20處理、KZ30處理分別比CK處理增加127.3%和111.1%，KZ20處理、KZ30處理、KP30處理、KZ40處理冠面積間均顯著高于CK處理。需要指出的是，保留大致相同的株數，但配置方式不同的KZ30處理和KP30處理比較，單株狀排列的KZ30處理冠面積比單排狀排列的KP30處理增加7.7%，表明KZ30處理冠面積略大于KP30處理，且樹冠規整，這與保留上層林的配置有關，單株狀配置株行距均勻，而單排狀株行距非均勻配置，套種梅葉冬青受光不均勻，而表現為略有偏冠。從提高觀賞價值的視角分析，選擇單株狀區域機械均勻保留較好，上層林馬尾松冠幅和下層梅葉冬青冠幅都比較均勻，個體之間的競爭趨于平緩，建議在間伐時采用單株狀區域機械均勻保留，但保留的馬尾松林木應選擇健壯，主干通直，無病蟲嚴重危害，適合培育大徑材的林木。

4.4 不同間伐處理對梅葉冬青各器官鮮質量的影響

梅葉冬青葉、莖、根均可入藥。表4是不同處理5a生梅葉冬青標準株葉、莖(包括干、枝條)、根鮮質量的測定結果。從表4中可知，葉、莖、根大小表現為：KZ20>KZ30>KP30>KZ40>CK處理，表明各處理葉、莖、根各器官鮮質量之間存在正相關，地上部分鮮質量越大，地下部分鮮質量也越大。無論是葉、莖、根，KZ20、KZ30、KP30、KZ40處理鮮質量均極顯著(p<0.01)大于或顯著大于(p<0.05)CK處理，表明馬尾松林間伐后套種梅葉冬青的葉、莖、根鮮質量均極顯著或顯著大于CK處理，說明在馬尾松林下套種梅葉冬青要獲取更高的鮮質量需要進行必要的間伐，以釋放空間，使更多光照透射進林內。根據試驗結果，保留上層馬尾松300～600株/hm2均可，以300～450株/hm2較為合適。

從表4中還可以看出，在間伐后套種梅葉冬青處理中，無論葉、莖、根鮮質量均以KZ20處理最高，葉鮮質量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加1.1%、1.9%、26.8%，莖鮮質量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加8.0%、10.6%、31.6%，根鮮質量分別比KZ30、KP30、KZ40處理分別增加16.1%、17.8%、23.1%。經方差分析KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉鮮質量間均存在顯著差異(p<0.05)，其他處理兩兩鮮質量間差異不顯著，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理莖鮮質量間均存在顯著差異(p<0.05)，其他處理兩兩鮮質量間差異不顯著，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理根鮮質量間不存在顯著差異，總體表明KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉、莖、根鮮質量大于CK處理，說明在21a生馬尾松林中套種梅葉冬青，單從提高梅葉冬青葉、莖、根鮮質量，保留300～450株/hm2較為適宜，在5 a經營周期內其郁閉度動態變化在0.30～0.60之間。郁閉度在0.30～0.60之間森林環境與梅葉冬青正常生長發育所需要的生態條件相適宜。上層林保留株數>600株/hm2,后期郁閉度較大，抑制其各器官鮮質量的持續積累。

5 結語

馬尾松林進行預防性間伐后套種其他植物填補空余的生態位，在經濟、生態、社會效應上都有重要意義。馬尾松林間伐后套種的梅葉冬青生長狀況良好，是一種值得推廣的經營模式。試驗結果表明：馬尾松間伐后保留300～600株/hm2林下成活率和保存率均在90%以上，株高均在3 m以下，與上層馬尾松林冠層錯位分布，層次明顯。5 a生梅葉冬青冠面積均顯著高于CK處理，葉、莖、根鮮質量極顯著或顯著大于CK處理。

同樣進行間伐后套種梅葉冬青，以保留300～450株/hm2處理下套種梅葉冬青生長狀況優于保留600株/hm2處理。KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理葉、莖鮮質量間存在顯著差異，KZ20、KZ30、KP30與KZ40處理根鮮質量間雖然不存在顯著差異，但比KZ40處理分別提高16.1%、17.8%、23.1%。故建議在馬尾松林下套種梅葉冬青以保留300～450株/hm2，5a間郁閉度動態變化在0.3～0.6之間較為適宜。