閩北山地馬尾松林間伐套種改造提升成效研究

摘 "要：為探明不同間伐套種方式對馬尾松人工林栽培效果的影響，助力全省松林改造提升。以閩北山地帶狀間伐和擇伐的馬尾松林為對象，研究了兩種改造方式對喬木樹種和套種樹種紅錐（Castanopsis hystrix）、火力楠（Michelia macclurei）和南酸棗（Choerospondias axillaris"）生長、林下植被保育和馬尾松單株生物量的影響。結果表明：1）在不同立地上3種套種樹種的保存率均較高，說明這3種樹種均可以作為培育馬尾松復層異齡林的優良材料，經過相同時間的培育，南酸棗的胸徑和樹高均達到了最高，說明南酸棗可能具有更強的生態適應性。2）擇伐有助于提高馬尾松林下物種組成和豐富度，其Gleason指數和Margalef指數分別達到2.33和2.13，比對照保留帶分別高出73.8%和55.47%，可有效提高林分的復雜程度并提升林分抗逆性。3）擇伐后馬尾松的胸徑和樹高生長量得到顯著提高，單株生物量和碳儲量高于對照55.92%。研究結果可為集成閩北山地馬尾松人工林林分質量的精準提升體系提供參考依據。

關鍵詞：馬尾松；間伐套種；改造提升；生物量

Effect of Intercutting and Intercropping Transformation in"Pinus massoniana"Plantation in the Mountainous Areas of Northern Fujian

HU Xiaoli

（Jianyang District Forestry Bureau of Nanping City， Fujian Nanping 354200）

Abstract：To explore the impact of different thinning and intercropping methods on the cultivation effect of Pinus massoniana plantation and"assisted in the transformation and improvement of pine forests in Fujian Province. The effects of two transformation methods on the growth， understory vegetation conservation， and single plant biomass of"Pinus massoniana， including tree species and interplanting species Castanopsis hystrix， Michelia macclurei， and Choerospondias axilaris， were studied in the mountainous area of northern Fujian. The results showed that： 1） The preservation rates of the three intercropped tree species were all high on different sites， indicating that these three tree species can be used as excellent materials for cultivating laminated uneven-aged forests. After the same time of cultivation， the DBH and tree height of Choerospondias axilaris"reached the highest， indicating that Choerospondias axilaris"can have stronger ecological adaptability. 2） Selective thinning can help improve the composition and richness of understory species of Pinus massoniana， with Gleason index and Margalef index reaching 2.33 and 2.13， respectively， which are 73.8% and 55.47% higher than the control. It can effectively improve the complexity of the forest and enhance its stress resistance. 3） After selective thinning， the DBH and height growth of Pinus massoniana"were significantly improved， with individual biomass and carbon storage being 55.92% higher than the control. The research results can provide a reference basis for integrating a precise improvement system for the quality of Pinus massoniana"plantation in the mountainous areas of northern Fujian.

Keywords："Pinus massoniana; Interplanting with thinning; Transformation and improvement; Biomass

根據國家林草局發布最新成果顯示，我國森林面積和森林蓄積持續增長，全國森林覆蓋率由21.63%提高到24.02%，人工林保存面積8760萬hm²，居全球第一。第九次森林資源清查結果表明，福建省森林面積達到811.58萬hm²，森林覆蓋率提高至66.8%，連續42年居全國首位，植被生態質量和生態文明指數均居全國第一。在福建省喬木林中，針葉林面積有275.17萬hm²，占比44.28%，其中馬尾松面積68.53萬hm²，占喬木林面積的11.03%，具有重要生態和經濟價值。但由于長期的純林經營和短輪伐期皆伐作業，馬尾松人工林面臨著嚴重的物種多樣性喪失、地力衰退、林分固碳功能低下等生態問題。此外，馬尾松人工林的抗逆性較差，純林易遭受松材線蟲病侵染，據調查，截至2020年，全省有近9.3萬hm²松林發生松材線蟲病，涉及9個設區市，54個縣（市、區），421個鄉鎮，嚴重限制了馬尾松林生態服務功能的發揮。因此，福建省提出，十四五期間要改造馬尾松人工林66.7萬hm²，著力提升森林質量，從根本上扭轉松材線蟲病肆虐的被動局面。

研究表明，單一針葉純林種植對生態環境帶來了嚴重的負面影響且無法充分發揮森林的多種生態功能^[1，2]，營造針闊混交林是提高森林質量，提升森林服務功能的最佳選擇^[3，4]。目前的常見手段是對針葉人工林進行不同強度間伐后套種鄉土闊葉樹種，以增加物種多樣性，并通過提高林分的復雜程度來提升林分抗逆性^[5-8]。從改造方式上，普遍采用的方式主要為擇伐、帶狀間伐和皆伐，其中擇伐和帶狀間伐是最為常用的改造方式。根據《福建省松林改造提升行動方案》，“十四五”期間全省計劃實施擇伐改造提升26.7萬hm²，帶狀間伐改造提升24萬hm²，皆伐16萬hm²。雖然有研究比較了馬尾松林間伐套種不同闊葉樹的栽培效果^[9-11]，但由于不同樹種生理生態學特性的差異和不同地區立地條件和氣候條件的不同，不同套種樹種的適應性、林下植被恢復的限制因子與改造提升技術仍需進一步研究，針對不同立地條件馬尾松林闊葉化改造的目標和方法仍需進一步探討。鑒于此，本研究以閩北山地馬尾松林擇伐和帶狀間伐改造提升林分為對象，研究了基于相同采伐強度不同立地上對馬尾松和套種闊葉樹種的栽培效果。

1 研究區概況

研究區位于福建省南平市建陽范橋國有林場，位于建陽區西部，地理坐標東經117o43ˊ35″－118o6ˊ44″，北緯27o16ˊ2″－27o29ˊ43″之間。氣候類型為中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫18.1℃，無霜期322天，年平均降雨量1 742 mm，年日照平均1802h，適宜動植物生殖繁衍，有“嘉禾之鄉”美稱。土壤類型有紅壤、黃壤，土層深厚、肥沃^[8]。

2 材料與方法

2.1 間伐與套種措施

根據《福建省松林改造提升行動方案》，對于沒有發現枯死松樹、又達不到主伐（皆伐）年齡的小班，采用帶狀采伐改造提升技術措施，采伐帶寬度不大于20m，保留帶寬度大于采伐帶寬度，并在伐后進行更換樹種造林，培育復層異齡林。對擇伐撫育改造提升，要求“保留木不少于30株/畝”。

2018年3月對建陽范橋國有林場麻沙管護站的馬尾松純林進行改造提升，方式為帶狀間伐和擇伐。其中帶狀間伐小班為076-50-031，小班面積41畝，林齡24a，改造方式為從山底向山脊進行帶狀采伐，采伐帶寬20m，保留帶寬50m，采伐后煉山清雜，5月進行伐后更換樹種造林，培育復層異齡林，根據不同立地類型，上坡位套種樹種為紅錐（Castanopsis hystrix），中坡位為火力楠（Michelia macclurei），下坡位為南酸棗（Choerospondias axillaris"），均為1年生苗，苗高30cm，地徑0.8cm，套種密度為167株/hm²。套種后前3年每年撫育2次，方式為擴穴、施肥和除雜。擇伐小班為076-50-032，小班面積61畝，樹種組成為9馬1闊，闊葉樹種主要為火力楠，林齡24a，間伐強度為蓄積37.4%，株數42.11%，間伐后不進行林下套種。試驗對照為076-50-031小班的未間伐林帶。

2.2 數據調查

2023年5月，分別對不同改造提升樣地和對照樣地進行調查。在帶狀間伐帶上的不同坡位，分別建立3個20m×20m的樣地，對樣地內的套種闊葉樹種進行每株調查，統計保存率、株高、地徑，記錄生活力。之后在不同坡位上的擇伐馬尾松林和馬尾松保留帶中分別建立3個20m×20m的樣地，對樣地內的喬木樹種（胸徑＞5cm）進行每木檢尺，記錄樹高、胸徑、冠幅等指標，喬木層調查結束后，將每個樣地劃分為4個10m×10m的樣方，對樣方內的灌木和草本進行全面調查，記錄種名、株數（蓋度）、地徑等。

2.3 物種豐富度計算

式中：A為調查面積，S為群落中的物種數目，N為群落中總的物種個體數。

2.4單株生物量估算

采用丁貴杰等^[12]基于108個樣本數提出的馬尾松生物量模型估算不同改造提升模式對馬尾松地上部分生物量的影響：

馬尾松地上部分生物量：B=0.9733×（D²H）0.82848

2.5 數據統計分析

統計林下植被的個體數和物種數，計算物種豐富度。在SPSS 22.0采用單因素方差分析和Duncan多種檢驗比較不同套種模式對林木生長和林下植被多樣性的影響，顯著水平為α=0.05。在Origin 8.5中進行制圖。

3 結果與分析

3.1帶狀間伐套種不同闊葉樹的適應性分析

由馬尾松林帶狀間伐后套種不同闊葉樹種的效果可見（圖1），經過5年生長，3種套種樹種中南酸棗的生長量最高，地徑達到3.37cm，樹高達到3.75m，顯著高于其他2種樹種。3種樹種中，長勢較慢的為紅錐，地徑為1.47cm，樹高為1.37m，其次為火力楠，地徑為1.45cm，樹高為1.7m。從保存率來看，3種樹種的保存率均達到95%以上，其中南酸棗的保存率最高為97.3%，紅錐和火力楠分別達到95.8%和95.4%。

3.2 擇伐對馬尾松林下植被豐富度的影響

由表1可見，與對照保留帶相比，擇伐顯著提高了馬尾松林下植被的種類和數量。經調查，未間伐馬尾松林下的植被數量總體較少，共出現8種，數量最多的為寬葉雀稗、其次土茯苓和為芒萁，其相對多度分別為30.72%、22.29%和21.69%。而經過40%以上強度的擇伐后，林下植被數量達到14種，占比最高為芒萁，其次為寬葉雀稗和土茯苓，相對多度達到25%，19.59%和14.19%。

由圖2可見，擇伐顯著提高了馬尾松林下植被的物種豐富度指數，擇伐5年后，林分的Gleason指數和Margalef指數分別達到2.33和2.13，比對照保留帶分別高出73.8%和55.47%（Gleason指數和Margalef指數分別為1.34和1.37）。

3.3 擇伐對馬尾松和火力楠生長的影響

由圖3可見，擇伐顯著提高了馬尾松的胸徑和樹高生長。經過5年的生長，擇伐的馬尾松胸徑達到13.99cm，比對照保留帶高出17.07%，樹高達到12.9m，比對照高出26.22%。但與對照項目，擇伐后，原有林分中火力楠的生長量低于對照，經過5年的生長，火力楠胸徑為17.17cm，比對照低11.35%，樹高為12.93m，比對照低26.11%。

由圖4可見，擇伐后馬尾松的單株生物量顯著提高，達到64.45kg/株，單株碳儲量達到33.72kg，高于對照55.92%。而對照保留帶的馬尾松單株生物量為43.26kg，單株碳儲量為21.63kg。

4 結論與討論

松林改造的目的是構建包含松樹在內的穩定健康優質高效的森林生態系統，對馬尾松純林進行采伐后進行更換樹種造林，培育復層異齡林，可以有效避免松林染上松材線蟲病后全軍覆沒的風險。本研究中，在不同立地上套種的紅錐、火力楠和南酸棗，其保存率均較高，說明這3種樹種均可以作為培育馬尾松復層異齡林的優良材料。從樹種適應性上看，經過相同時間的套種試驗，南酸棗的胸徑和樹高均達到了最高，說明相對另外兩種樹種，南酸棗可能具有更強的生態適應性。然而本研究中的3中套種闊葉樹種分別種植在不同立地上，而南酸棗生長在立地條件更好的下坡位，立地是否對不同樹種生長造成影響不能準確評估，在今后的研究中，應增加相同立地上不同樹種套種的對比試驗，以增加研究結果的精準性。

本研究表明，擇伐有助于提高馬尾松林下物種組成和豐富度，其Gleason指數和Margalef指數分別達到2.33和2.13，比對照保留帶分別高出73.8%和55.47%，可有效提高林分的復雜程度并提升林分抗逆性。擇伐后馬尾松的胸徑和樹高生長量得到顯著提高，單株生物量和碳儲量高于對照55.92%，但擇伐后原有林分中火力楠的生長量低于對照，可能由于擇伐后馬尾松的生長量得到顯著提高，對火力楠造成了一定的抑制有關。

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