毛竹林不同更新方式的效益比较

魏阳琼

(福建省沙县官庄国有林场，福建沙县 365500)

杉木(Cunninghamia lamceoata)是我国南方林区重要的速生丰产林用材林之一。近几十年来人工林面积不断扩大。林地连栽现象时有发生，杉木连栽容易引起同一养分匮乏，地力衰退明显，［1，2］已引起林业科技工作者和林业经营者的注意。各地相继开展了树种结构调整、营造混交林等试验研究，取得了成效。毛竹(Phyllostachys pubescens)是重要的经济竹种，近十几年来在我省的闽西北行得到了迅猛发展，一些地方选用毛竹林替代杉木林的经营方式。本试验对毛竹林替代杉木林3种更新方式的生长效应、土壤肥力变化等经营效益差异进行研究，旨在探索一条林地更新的良好途径。

1 试验地概况

试验地设在福建省沙县(北纬 26°6'～26°26'，东经117°32'～118°6')官庄国有林场富口保护站33林班60大班4小班。林地前茬为1975年营造的杉木林，海拔高400 m～500 m，林地土壤为花岗岩发育的山地红壤，土层深厚，主要植被为五节芒、丝茅、芒萁、地稔等。立地类型为Ⅱ类地。2002年开始试验，2010年进行全面调查分析研究。

2 试验方法

2.1 试验设计

试验分别采取3种更新方式。更新方式一:2002年对杉木进行主伐，清杂炼山后，选择母竹移栽，栽植母竹600株·hm-2(代号C)。更新方式二:同年(2002年)在杉木林中进行间伐，保留杉木1 200株·hm-2，然后在杉木林冠下栽植毛竹600株·hm-2(代号A)。更新方式三:在杉木林中保留侵入的毛竹，诱导扩鞭成竹，逐步砍伐杉木，演替成毛竹纯林(代号B)。在以上3种更新方式中选择坡面、坡位、坡度基本相似，立地条件无显著差异(同一区组)、的地段，分别设立标准地(20 m×30 m)，3种处理，3次重复，共9个小区，进行对比试验研究。

2.2 研究分析方法

在标准地内进行每木调查，测定胸径、树高(竹高)，立竹数、竹龄、成竹率(成活率)等。根据平均胸径选择1株～3株标准竹，沿秆基找出竹鞭，将其整条掘至鞭梢，记载鞭段长，鞭径、鞭龄、节间长等，观察新鞭生长状况。在标准地内依“S”字形挖取1 m见方的土壤剖面3个，记录土壤状况，分表土层0～20 cm，底层20 m～40 m取土壤样品。按常规方式［3］测定土壤理化性质，进行土壤肥力分析。

标准地内栽植的母竹选择与保留侵入的毛竹粗细、高度等条件无显著差异的母竹栽植，充分考虑毛竹本底值的一致性。

清杂炼山的标准地采取一定的措施最大限度地减少水土、养分流失。

2.3 数据处理

采用双因素方差分析和LSD检验法检验不同试验处理在统计上的差异显著性。

3 结果与分析

3.1 生长效应比较

3.1.1 毛竹成活率及长竹率比较

造林成活率和长竹率与母竹质量、栽植时间、栽植技术等因素有关外，还与造林地生态环境有着密切的联系。从表1中可以看出，不同的生态环境下，毛竹造林成活率存在一定差异。在杉木林冠下栽植毛竹(A处理)毛竹成活率87%，比炼山后裸地栽植(C处理)毛竹成活率60.5%，高26.5个百分点。诱导扩鞭(B处理)第1年毛竹立竹数已达650株·hm-2。每公顷立竹数以B处理最高，A处理其次，C处理最少。表明杉木林冠下栽植毛竹比炼山后裸地造林毛竹成活率更高。这可能是因为毛竹生长快、生长量大，枝叶蒸腾作用强，鞭根集中，需要充裕的水湿条件［4］。在杉木林中具有一定的森林环境，由于杉木树冠的庇荫，林地受光照强度较弱，时间较少、温度变幅较小，温度较大，从而使新造母竹的生长环境得到改善，提高民造林成活率。

表1 不同更新方式成活率和长竹率

B处理由于原有的竹鞭未受到炼山火灼引起死亡或损伤，充分利用已经形成的鞭——竹系统的生理整合性功能，发挥了较强的抗逆和延伸扩大的能力，增强民竹林的竞争力。要地上空间得到释放后，迅速地蔓延扩展。

从表1中还可以看出不同方式更新毛竹的长竹率也存在差异，炼山后裸地栽植毛竹的长竹率最高，达75.8%，杉木林冠下更新毛竹长竹率比较低，仅60.5%。这可能是由于C处理林地经炼山后，地上植被顿时丧失，林地全面暴露在太阳光直射下，土壤温度较高，刺激了鞭芽转化，孕笋萌发，而林冠下更新，由于郁闭度较大，对竹笋的萌发有一定的抑制作用。

从以上分析可以看出，不同林地栽植毛竹，成活率和长竹率存在反差，可以肯定在林冠下更新毛竹有利于提高毛竹造林成活率，但郁闭度较大的林分，毛竹长竹率受到了抑制。因而，在林冠下更新毛竹，必须控制好林分的郁闭度，保证毛竹正常的生长发育。

3.1.2 新竹生长

新竹数是评价毛竹造林成功的主要指标。从表2中可以看出，新竹数以裸地栽植毛竹最多。第1年～第3年共长新竹2 515株·hm-2，其次为诱导扩鞭成竹2 080株·hm-2，林冠下更新毛竹3 a间新竹1 645株·hm-2，为最低。C处理比 A处理提高52.9%，新竹数有着随光照强度的增大而增加的趋势。同理，这与林分郁闭度有关。C处理比B处理新竹数多。但平均胸径，平均竹高差异甚大。B处理与C处理比，平均胸径、平均竹高分别高近3倍和3.4倍。A处理与C处理比平均胸径小10.7%，竹高则增加8.3%。以上分析结果与鞭竹系统的形成时间、大小有关，还与鞭竹系统的养分积累有关。

表2 不同林分新竹生长情况

3.1.3 竹鞭生长比较

竹鞭是毛竹吸收、输导、贮藏和繁殖系统的重要组成部分。竹鞭生长好坏是毛竹成林的关健。从表3中可见，同一年度不同林分竹鞭鞭径生长，B处理最大，平均达2.40 cm～3.05 cm，C处理鞭径平均达1.14 cm～1.49 cm，A处理鞭径平均达1.1 cm～1.15 cm，与C处理比略小。就同一林分存在着鞭径随年度逐渐增大的趋势。A处理和C处理各年度竹鞭平均鞭段长和平均鞭节长没有明显的变化规律，但存在着随移栽母竹时林分郁闭度增大而增加的趋势;总鞭长的变化也无明显规律。但B处理与A、C处理比，无论是鞭段长还是鞭节长要大得多。

表3 不同林分竹鞭生长状况

3.1.4 竹林产量比较

表4是2009年～2010年产材量和产笋量的调查结果。从调查结果分析，B处理比A、C处理平均胸径分别增加70.6%和38.1%，平均树高分别增加23.5%和4.2%。不同林分的毛竹产材量和产笋量调查结果。从表4中可知。无论是产材量还是产笋量均以B处理最高，分别达到3 865 kg·hm-2和1 870 kg·hm-2，B处理与C处理比产材量、产笋量分别增加297.6%和263.1%，B处理与A处理比产材量和产笋量分别增加483%和365%，C处理与A处理比产材量和产笋量分别增加46.6%和28.1%。

表4 不同林分竹材产量比较*

3.2 土地肥力比较

3.2.1 土壤的空隙状况

土壤容重和土壤孔隙度是土壤疏松程度及其通透性的重要指标。从表5中可以看出，林冠下造毛竹，诱导扩鞭成林表土层土壤的容重均比炼山后裸地造毛竹小，土层非毛管孔隙比C处理分别增加58.2%和57.1%，总孔隙度比 C处理分别增加7.4%和7.6%。20 cm～40 cm土层也存在同样趋势。表明，这两种林分土壤结构和垒结状况比炼山后裸地造毛竹更好，土壤疏松、多孔。这无疑有利于改善土壤理化性质。

表5 不同林分土壤物理性质比较

3.2.2 土壤结构

从表5中可以看出，A处理和B处理0～20 cm和20 cm～40 cm土层由大于0.25 mm的水稳性团聚体组成比C处理多，分别增加了4.8个百分点和1.3个百分点，土壤中的腐殖质是良好胶结剂，与Ca+、Mg+结合产生较强的凝聚作用，形成不可逆的、凝聚的有机无机复合胶体。炼山后长期积累的有机质被破坏，这是C处理水稳性团聚体不及A、B处理的缘故之一。

3.2.3 土壤水热状况

从表6中可能看出，A、B处理土壤自然含水率和田间持水量均比C处理大，自然含水率分别增加了2.7个百分点和1.5个百分点。田间持水量分别增加5.5个百分点和4.1个百分点。表明A、B处理具有较强的蓄水性和良好的透水性能，减缓了地表径流，充分发挥了竹林涵养水源的功能，并且还有减少水分蒸发和蒸腾散失的作用。据调查，在一般情况下，A、B处理土壤比C处理湿润，其自然含水率平均值为21.3% ～22.5%，低于田间持水量，其有效性能较大，可以满足竹林及其混生其中树种的正常生长。

表6 不同林分土壤养分比较

A、B两处理土壤中毛管和非毛管孔隙比例适中，既保水又透水，土壤含水量比较合理，土壤水分和空气处于矛盾较小状况下。因此，土壤状况适宜且较稳定，另一方面杉木树冠对林地的遮荫覆盖，避免了土壤温度的急剧上升，而夜间土壤热量不大散发流失。

3.2.4 土壤养分状况

在A、B两种处理中，由于有机物质没有多到剧烈的火烧，其生物积累与循环稳中有长升。而C处理在炼山后有机物消耗多，土壤无机养分急剧增加，在前1 a～2 a对毛竹生长有促进作用，但由于地上植被较少，雨水等对地表径流，导致水肥流失。从8 a生林分内的土壤养分分析可以看出，C处理无论是有机物，全N、全P、速效N、P、K均比基尼A、B处理低。A、B两处理表土层有机质含量比C处理分别增加了36.1%和31.9%。这对于保证毛竹生长发育过程中营养物质的不断循环和持续供给是十分有利的。

4 小结

4.1 毛竹林采取炼山裸地造林、林冠下更新和诱导扩鞭成林都能够成功，但其经营效益存在差异。以诱导扩鞭成林最理想，无论是成林时间、立竹数、新竹大小、产笋量和产材量均比另外两种更新方式更好。与裸地栽植毛竹比，平均胸径、平均树高、产笋量和产材量分别增加近3倍、3.4倍，近3倍和2.6倍。

4.2 杉木林冠下更新毛竹是可行的。利用杉木林冠下营造毛竹林能够合理利用时间和空间。造林更新时间可以提前5 a～10 a，在主林层砍伐后，由于原有鞭—竹系统的抗逆和扩伸功能，能够迅速成林，有效地解决了毛竹裸地造林成活率较低的现实问题，还解决了长时间林地裸露后水土流失的养分损失。虽然竹林产量不及炼山后裸地造竹林分，但差异较小，而且还有杉木蓄积，经营效益仍然是比较理想的。

4.3 诱导扩鞭成林和杉木林冠下栽植毛竹，能够有效地保护和改善土壤理化性能。A、B两处理与C处理比，土壤容重小，非毛管孔隙和总孔隙度增加，水稳性团聚体含量增加4.8个百分点和1.3个百分点，水热状况较好。土壤养分增加，有机质含量增加36.1%和31.9%。

4.4 在闽西北林区，杉木林更新改造毛竹林时，在已有毛竹侵入的林地，建议优先使用诱导扩鞭更新方式;在没有毛竹侵入的林地，建议采取林冠下提前栽植毛竹等经营方法能够取得更高的经营效益。

［1］李昌华.杉木人工林和阔叶林土壤养分因素差异的初步研究［J］.土壤学报，1981，18(3).

［2］中国林学会森林生态学分会等编著.人工林地力衰退研究［M］.北京:中国科技出版社，1992.

［3］中科院南土所.土壤理化分析［M］.上海科技出版社，1978.

［4］中国树木志编委会主编.中国主要树种造林技术［M］.农业出版社，1981.