不同栽培管理模式對杉木大徑材人工林生長的影響

摘 要 森林經營管理模式對人工林生長具有顯著影響，為確定適宜的杉木大徑材人工林管理模式，通過正交試驗分析比較9種不同的管理模式對杉木大徑材人工林生長的影響。結果表明，不同管理模式下杉木樹高增長量、胸徑增長量、單株材積增長量和林分蓄積增長量之間均存在顯著差異（p<0.05）；T1 200N200P500的樹高增長量最大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的胸徑增長量較大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的單株材積增長量較大，T1 500N200P0和T1 200N200P500的林分蓄積增長量較大；綜合來看，推薦采用T1 200N200P500模式（疏伐保留密度1 200 株·hm-2，氮肥施用量200 g·hm-2，磷肥施用量500 g·hm-2）進行杉木大徑材人工林經營，而T1 200N0P250和T1 500N100P250兩種管理模式的林分蓄積增長量未能補償疏伐減少的林分蓄積量，不推薦采用這兩種管理模式進行森林經營。

關鍵詞 杉木；大徑材；人工林；疏伐；施肥

中圖分類號：S791.27；S714 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.057

杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.]為杉屬柏科常綠高大喬木，株高可達30 m，胸徑在2.5～3.0 m，外皮灰褐色、內皮淡紅色；大枝平展，小枝近對生或輪生；葉在主枝上輻射伸展，呈披針形或條狀披針形，革質、豎硬、有光澤；球果卵圓形，苞鱗革質，種子扁平，長卵形或矩圓形，3粒；花期4月，果期10月[1-3]。杉木是我國南方地區重要的用材樹種之一，生長速度快，適應性強，在山坡、山谷、河岸等地均可生長[4-5]。杉木木材具有紋理美觀、質地堅韌、耐腐蝕、易加工等優點，廣泛應用于建筑、家具、造船等領域[6-7]。隨著我國經濟的快速發展和生活水平的提高，人們對杉木大徑材的需求日益增加，現在華南、華東、華北、長江流域等地區均有廣泛種植[8]。

近年來，國內外學者針對管理模式對林分生長的影響展開了大量研究。高溢鴻研究了不同間伐方式對樟子松人工林林木生長的影響，結果表明留優去劣間伐方式最優，機械疏伐間伐次之，常規間伐最次[9]。白明銳等研究了不同撫育措施對核桃樹生長的影響，結果表明相較于自然生長，經除草、耕翻、施肥、整形修剪、樹干涂白、病蟲害防治等撫育管理后的核桃樹生長指標和產量有效提高[10]。周建華研究了不同撫育措施對桉樹大徑材生長的影響，結果表明采用人工割灌除草+塊狀撫育措施條件下，桉樹樹高、胸徑、單株材積最大，人工農藥滅灌除草撫育措施次之，僅施肥最次[11]。王國強研究了不同撫育措施對栓皮櫟人工林生長的影響，結果表明撫育管理可有效促進栓皮櫟人工林的生長，撫育間伐+施肥+修剪對栓皮櫟人工林生長的促進作用最強[12]。RAMOS等分析了未疏伐、栽植55個月時疏伐35%、栽植81個月時疏伐35%、栽植81個月中疏伐70%+除萌、栽植81個月時疏伐70%等5種不同疏伐處理對桉樹無性系生長的影響，結果表明栽植81個月中疏伐70%+除萌最大徑級桉樹的數量最多，在栽植55個月時疏伐35%也可使最大徑級桉樹的數量增加，但略次于前者，未疏伐的桉樹林分蓄積量更高[13]。WU等分析了造林方式對樟子松林生長的影響，結果表明天然苗木造林在幼齡林時的生長速率高于播種造林，但前者的生長速度較慢，總體來看，播種造林優先于天然苗木造林[14]。MELO等分析了使用氮、磷、鉀肥對桉樹無性系人工林生長的影響，結果表明桉樹對氮肥的響應逐漸增加，林分生產力有所提高；磷肥施用時，林分生產力的提高隨林分年齡的增加而降低，即幼林對磷元素的需求量更大；不同年齡的林分對鉀元素的需求量均有所增加[15]。

長期以來，廣西杉木人工林主要采用傳統管理模式，以追求快速生長和提高木材產量為主要目標，但這在一定程度上導致了杉木大徑材的品質下降和生長潛力未能充分發揮[16]。在杉木大徑材培育中，間伐、施肥、除草、林下套種等管理模式對杉木的生長具有重要影響[17-18]。研究不同管理模式對杉木大徑材人工林生長的影響，對提高杉木大徑材的產量和木材品質具有重要意義。目前，廣西國有大桂山林場（以下簡稱大桂山林場）主要經營樹種之一就是杉木，經營面積達7 518.38 hm2，蓄積量高達731 430 m3[19]。筆者以大桂山林場為研究區域，通過正交試驗分析了不同管理模式對杉木大徑材人工林生長的影響，旨在為該林場開展杉木大徑材人工林撫育工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

大桂山林場位于廣西東北部，地理坐標為東經111°20′5″～111°54′39″、北緯23°58′33″～24°14′25″，屬于低山丘陵地貌。該地屬亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫19.3 ℃，極端最高溫度39.7 ℃，年降水量2 056 mm，年平均日照時間1 586.6 h，年平均相對濕度82%，無霜期353 d。該地區土壤類型以山地紅壤為主，土壤質地包括黏壤土和壤土，pH值為5.0～5.5；土層厚度以中、厚（土層厚度不小于40 cm）為主，腐殖質層厚度一般小于5 cm，土壤肥力普遍偏低。大桂山林場森林資源豐富，土地總面積39 410.12 hm2（不含鱷蜥國家級自然保護區），其中林地面積38 553.54 hm2，占97.8%；現有維管束植物162科494屬868種。

1.2 試驗設計

研究共設置2種不同管理模式，分別為疏伐管理、施肥+割灌除草管理，其中疏伐管理共設置3個處理，疏伐保留密度分別為1 200株·hm-2、1 500株·hm-2和2 250株·hm-2（對照組），記為T；施肥+割灌除草管理共設置6個處理，施用肥料均為有機無機復混肥（含有機質15%）；控制氮肥施用量為0 g·株-1、100 g·株-1和200 g·株-1，記為N；控制磷肥施用量為0 g·株-1、250 g·株-1、500 g·株-1，記為P。試驗采用正交試驗設計，分別為T1200N0P250、T1 500N200P0、T1 200N200P500、T1 200N100P0、T1 500N0P500、T2 250N100P500、T1 500N100P250、T2 250N200P250和T2 250N0P0。于2020年春季在廣西國有大桂山林場選取9個長勢、林分密度一致，無病蟲害發生的杉木人工林作為研究區域，林齡均為10年。在每個研究區內分別設置3塊100 m×100 m的試驗樣地進行重復試驗。

1.3 撫育管理措施

在疏伐管理的試驗樣地進行疏伐，采伐林地內增長量相對較低、干形不利于出材的林木，采伐試驗樣地總株數的25%。施肥+割灌除草管理時，于杉木春季生長期（一般于每年5月）進行施肥處理，施肥前在幼樹樹冠滴水線（即離樹中心約50 cm）偏下處開一條長35 cm、寬20 cm、深20 cm的方形施肥溝，將肥料均勻撒施于溝內并回土覆蓋，肥料選用有機無機復混肥[總養分含量30%，m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=15∶6∶9]，施肥量為0.50～0.75 kg·株-1，然后回填挖出的土；于每年6—8月全面劈除林地內灌木、藤條和雜草，伐樁高度不超過15 cm。常規經營模式即不進行額外撫育管理，僅定期進行疏枝整理。

1.4 指標測定

于2023年秋季進行生長指標測定，測定時在每個試驗樣地內隨機選取20株杉木測定其樹高和胸徑。樹高采用勃魯萊氏測高儀測定，胸徑使用胸徑尺測定樹木距離地面1.3 m處直徑。

1.5 數據處理與分析

使用Excel軟件進行數據統計，并根據樹高和胸徑計算杉木的單株材積[V=mgh+3。其中，V為杉木單株材積，單位為m3·株-1；m為胸高斷面積，單位為m2；g為杉木平均實驗形數，取0.429；h為樹高，單位為m]，并根據單株材積計算林分蓄積量。胸高斷面積通過杉木胸徑按圓形面積公式計算得出。使用SPSS軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），多重比較方法使用最小顯著差數法（Least Significant Difference，LSD），顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同管理模式對杉木樹高和胸徑生長的影響

單因素方差分析結果表明，不同管理模式下杉木樹高和胸徑增長量之間均存在顯著差異（p＜0.05）。多重比較結果如表1所示。由表1可知，從樹高來看，T1 200N200P500的杉木樹高增長量最大，顯著高于其他8個管理模式（p＜0.05），其次為T1 200N0P250、T1 200N100P0、T1 500N0P500和T1 500N100P250，四者之間不存在顯著差異，其中T1 200N100P0和T1 500N100P250與其他4種管理模式之間存在顯著差異（p＜0.05），而T1 200N0P250和T1 500N0P500則與T2 250N200P250之間不存在顯著差異（p＜0.05），再次依次為T2 250N200P250、T1 500N200P0和T2 250N100P500，三者之間存在顯著差異（p＜0.05），且均顯著高于T2 250N0P0（p＜0.05），T2 250N0P0的樹高增長量最小。從胸徑增長量來看，3種保留株數1 200 株·hm-2的胸徑增長量均較大，其中T1 200N200P500和T1 200N100P0的胸徑增長量更大，二者之間不存在顯著差異，且顯著高于其他7個管理模式（p＜0.05），其次為T1 200N0P250，再次分別為T1 500N0P500、T1 500N100P250和T2 250N200P250，三者之間不存在顯著差異，但顯著高于其他3個管理模式（p＜0.05），然后分別為T1 500N200P0和T2 250N100P500，二者之間存在顯著差異（p＜0.05），且均顯著高于T2 250N0P0（p＜0.05），T2 250N0P0的胸徑增長量最小，為（2.297±0.144）cm。

2.2 不同管理模式對杉木材積生長的影響

由表2可知，T1 200N200P500和T1 200N100P0管理模式下的杉木單株材積增長量較大，分別為（0.142 5±0.008 9）m3·株-1和（0.149 9±0.010 1）m3·株-1，二者之間不存在顯著差異，但顯著高于其他7個處理（p＜0.05），其次為T1 200N0P250和T1 500N200P0，T1 200N0P250顯著高于其他6個處理（p＜0.05），而T1 500N200P0則與T1 500N0P500和T1 500N100P250之間不存在顯著差異；再次為T1 500N0P500和T1 500N100P250，顯著高于其他3個處理，而3種保留株數2 250株·hm-2的單株材積增長量較小，三者之間不存在顯著差異。T1 500N200P0和T1 200N200P500管理模式的林分蓄積量增長量較大，二者之間不存在顯著差異，但顯著高于其他7個處理（p＜0.05），其次分別為T1 200N100P0和T1 500N0P500，二者之間不存在顯著差異，但顯著高于其他5個處理（p＜0.05），再次為T2 250N100P500、T2 250N200P250和T2 250N0P0，三者之間不存在顯著差異，但顯著高于其他2個處理（p＜0.05），而T1 200N0P250和T1 500N100P250的林分蓄積量增長量最小，分別為（141.254±12.523）m3·hm-2和（140.256±0.382）m3·hm-2，二者之間不存在顯著差異。

3 結論與討論

通過正交試驗詳細分析疏伐管理和施肥+割灌除草管理2類共計9個管理模式對杉木大徑材人工林生長的影響。研究結果表明，不同管理模式下杉木樹高、胸徑增長量、單株材積和林分蓄積量之間均存在顯著差異（p＜0.05），T1 200N200P500的杉木樹高增長量最大，T1 200N200P500和T1 200N100P0的桉樹胸徑增長量較大，而T2 250N0P0的杉木樹高和胸徑增長量均最小。由此可見，疏伐處理可有效促進杉木的生長，尤其是大量施氮肥和磷肥時，除促進其胸徑生長的同時可以有效促進其縱向生長。T1 200N200P500和T1 200N100P0的杉木單株材積增長量較大，這是由于較強的疏伐強度和施肥處理有利于促進杉木生長；無論施肥量如何，3種保留株數中2 250 株·hm-2的杉木單株材積增長量均最小，這是由于較高的林分密度、較小的林隙限制了杉木的生長，導致其單株材積較低。T1 500N200P0和T1 200N200P500的杉木林分蓄積增長量最大，T1 500N200P0施肥量低于T1 200N200P500，但單位面積內杉木株數更高，因此林分蓄積量較高，而T1 200N200P500雖然疏伐強度高于T1 500N200P0模式，但其施肥量較大，單株材積較高，因此林分蓄積也較高。而T1 200N0P250和T1 500N100P250兩種模式的林分蓄積增長量小于對照組，說明這兩種管理模式經營下，林分生長未能補償疏伐減少的林分蓄積量，不推薦采用這兩種管理模式進行森林經營。

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（責任編輯：張春雨）