杉木萌芽与木荷混交林的生长状况分析

陈昌木

摘 要：通过在杉木采伐迹地混交木荷形成杉木（萌芽）木荷林的生长效应、林下植物的生长、凋落物现存量及分解速率等进行试验对比，结果表明：杉木萌芽林中套种木荷能够形成比较协调的混交林，有利于杉木高径生长，单株立木材积无论是杉木，还是木荷均以B处理最高，杉木单株材积A处理、B处理、C处理与D处理间差异达显著水平，其它处理间差异未达到显著水平，各处理间木荷单株材积均未达到显著水平。混交林凋落物现存量均高于杉木萌芽纯林，分别增加289.7%、62.9%和158.6%，木荷凋落物的加入，能够加快杉木凋落物的分解。

关键词：杉木萌芽林；混交林；生长效应；分析

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-102-04

杉木（Cunninghamia lanceolata）是重要的用材树种之一，生长迅速、材质优良，用途广泛[1]，在我国的南方林区广为栽培，许多地方出现了连栽现象。杉木连栽会导致林分产量逐代下降，地力衰退[2，3]。据报道：第二代杉木人工林和第一代相比，生长量下降10%～15%，第三代和第一代相比，生长量下降40%～50%[4]。这种现象引起了众多学者和广大林业工作者的广泛关注。然而，杉木萌芽性强，伐桩拥有发育良好且庞大的地下根系分布和大量营养物质积累，能够快速形成再生林分，利用杉木萌芽更新是一种低成本的更新方式[5，6]。木荷（Schima superb）为山茶科木荷属常绿大乔木，是中亚热带常绿阔叶林主要建群种之一[7]，生长迅速。木荷树干通直，树冠浓密，叶片厚革质，能耐火，木材坚硬，材质好，既是良好的乡土用材树种，也是优良的防火树种[8]。

在杉木萌芽林中套种木荷，构建杉木木荷混交林，旨在改善杉木二代林的林分结构，维持土壤肥力，促进提高杉木二代林木产量。本试验着重分析杉木萌芽与木荷混交的生长效应及凋落物积累与组成，企图为杉木萌芽林的合理、有效利用与改造提供林业生产实践经验。

1 试验地概况

试验地位于福建省三明市梅列区陈大镇渔溪村12林班7大班8小班，属中亚热带大陆性兼海洋性季风气候，气候温暖、雨量充沛，年平均温度19.6℃，极端最低温度-7℃，最高温度39℃，全年积温5 786～7 167℃；年平均降雨量1 850mm，年降雨日数165d，平均空气相对湿度80%；年平均风速1.6m/s；冬短夏长，四季分明，属福建武夷山东伸支脉地带，东南方为戴云山脉，海拔230～650m，有利于岩石风化、土壤淋溶和植物生长，土壤类型为山地红壤。试验地海拔380～560m，坡向东南，坡位属中下部，坡度18～23。立地条件为Ⅱ类地，土层深厚。

2 试验方法

试验林地前茬为30a生杉木林。采伐后经炼山处理，于2002年春季造林。选择立地条件基本相似的林地建立标准地，试验设4个水平。A处理：保留杉木萌芽桩1 500株/hm2，套种木荷1 500株/hm2；B处理：保留杉木萌芽桩750株/hm2，套种木荷750株/hm2；C处理：保留杉木萌芽桩1 500株/hm2，套种木荷750株/hm2；D处理：保留杉木萌芽桩1 500株/hm2，不套种木荷作为对照。以上试验均按时清除多余的伐桩，保留的萌芽桩只留一条生长健壮萌条，其余的全部清理。木荷原则上栽植在保留杉木萌芽桩中间，穴规格60cm×60cm×40cm。试验采用随机区组设计，3次重复，每小区面积20m×30m。造林后当年冬调查造林成活率，逐年每木测定杉木、木荷胸径、树高、冠幅等因子。2013年进行全面的调查。采用以下公式分别计算杉木、木荷立木材积：V杉=0.0000873D 1.785388609H0.93139237 V荷=0.000052764291D1.8821611H1.0093166 在各标准地中，按对角线分别设置5个1m×1m的小样方，以样方收获法进行灌木层、草本层及凋落物现存量测定。即在调查样方内的植物种类及数量的基础上，收集样方内的全部灌木、草本、凋落物。凋落物分别L、F、H层称重后带回室内，取少量样品，于80℃烘干至恒重后，根据含水率把凋落物各组分核算为干重。

数据整理以及统计分析应用Excel软件和DPS数据处理分析软件。

3 结果与分析

3.1 不同处理林分生长量比较

混交林造林是否成功与混交树种种间关系协调与否有关，而种间关系的协调与否首先体现在林分生长中。

3.1.1 树高生长分析

3.1.1.1 不同树种树高生长比较 杉木萌芽林原有庞大的根系和营养物质贮藏，促进了萌芽迅速高生长，占据树冠上层，无论何种混交处理杉木和木荷高生长都存在差异（见表1）。

从表1中可知：12a生时，A处理杉木萌芽林平均树高9.35m、木荷平均树高7.9m，杉木比木荷平均高超过1.45m，杉木平均树高生长量比木荷增加18.4%；B处理杉木萌芽林平均树高9.24m、木荷平均树高8.13m，杉木比木荷平均高超过1.11m，杉木平均树高生长量比木荷增加13.7%；、C处理杉木萌芽林平均树高9.28m、木荷平均树高8.03m，杉木比木荷平均高超过1.25m，杉木平均树高生长量比木荷增加15.7%。表明12a生时杉木生长位居上层，木荷生长处于亚林层，形成较明显的层次。林冠合理分层是充分利用光能促进林分高产的一个重要条件，林冠分层不仅是森林群落的形态特征，而且是生态结构的指标[9]。虽然杉木幼龄时较喜荫，但杉木萌芽林个体系统发育较长，对光照需求较大，位居上层能够充分利用光能，生长发育正常。杉木上方与侧方庇荫，对于幼年喜荫的木荷提供了适宜的生态环境，有利于木荷树高生长。

3.1.1.2 不同处理树高生长的差异 不同的混交比例在林分结构，种间竞争上存在差异，对混交林木生长产生直接影响，从而影响林分的生长力[10]，不同处理的杉木木荷混交树高生长量见表1。从表1中可以看出，不同处理间无论是杉木、木荷平均树高均存在差异。不同处理中杉木树高生长量从高到低依次为：A>C>B>D。A、B、C处理与D处理比较：杉木树高分别增加8.7%、7.4%和7.9%。随着木荷混交数量的增大，杉木平均高增加。当木荷混交数量相等时，随着杉木萌芽保留的数量增大，杉木平均树高也增大。这可能与密度增大，为了争夺光照，促进了树高生长有关。endprint

从表1中同样可以看出：不同处理间木荷树高生长量从高到低依次为：B>C>A。B处理与A处理、C处理比较木荷平均树高分别增加2.9%和1.2%，表明杉木萌芽保留数量多寡对木荷树高生长有一定影响。杉木萌芽林早期对木荷庇荫，能够促进木荷树高生长，但随着木荷林龄增加，需光量逐年增加杉木萌芽林数量增加，构成处于亚林层木荷生长的胁迫，从而影响木荷树高生长。12a生林分已经充分郁闭，杉木与木荷种间及其各自种内竞争加剧，影响到林分生长，应及时进行间伐。通过间伐手段，调控林内生长环境，释放生长空间，为保留木提供合适的生长环境。间伐是比较复杂的技术措施，需要实际对比试验，有关间伐效果研究有待于进一步试验分析。笔者认为：杉木萌芽与木荷混交12a生林分可以根据不同的经营目的采取相应的经营模式。模式1：间伐杉木，培育木荷大径材林分；模式2：间伐一定数量的杉木或木荷，继续保留混交状态。

3.1.2 胸径生长分析

3.1.2.1 不同树种胸径生长比较 杉木萌芽与木荷混交林中杉木和木荷平均胸径生长存在差异（见表1）。从表1中可以看出：无论何种混交处理，杉木平均胸径生长均大于木荷，A处理杉木比木荷增大12.5%，B处理增大15.6%，C处理增大13.6%。这种差异同样是由于杉木采用萌芽的缘故。但这种差异程度随着林龄的增大，差异幅度逐年减小。据测定：A处理5a生时杉木与木荷平均胸径生长量间相差2.41cm，10a生时两树种间平均胸径相差1.63cm，12a生时降为1.24cm，表明杉木萌芽平均胸径生长优势随着林龄增大，正逐渐消退，说明杉木萌芽早期生长具有优势，中后期生长势趋于平缓，甚至衰退。据此可以认为：杉木萌芽与木荷混交后，进行经营密度调控时，杉木作为间伐对象有一定道理。

3.1.2.2 不同处理胸径生长的差异 不同处理林分平均胸径生长量从表1中可以看出：与平均树高一样，不同处理间杉木和木荷平均胸径生长也存在差异。不同处理中杉木平均胸径混交木荷处理均大于杉木萌芽纯林，A、B和C处理与D处理比平均胸径分别增加7.8%、9.8%和6.6%，保留同样杉木萌芽林1 500株/hm2，A、C与D处理比，虽然单位面积容纳的林木数量增加50%～100%，但杉木个体平均胸径还分别增加7.8%、和6.6%，表明混交木荷有效地减缓了杉木二代林木产量的衰退。

从表1中还可以看出：杉木萌芽与木荷混交3种处理中杉木B>A>C。B处理平均胸径比A处理、C处理分别增加1.8%和3.0%，表明保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2经营密度对杉木平均胸径生长有利。这可能是A处理和C处理经营密度较B处理经营密度较大，杉木种内或杉木与木荷种间竞争加剧，制约了平均胸径的生长。

从表1中同样可知：不同处理间木荷平均胸径生长量从高到低依次为B>C>A，B处理木荷平均胸径最大。B处理比C处理和A处理分别增加1.5%和1.2%，表明杉木萌芽林保留数量对木荷平均胸径有影响。杉木萌芽早期的侧方和上方庇荫，有利于木荷高径生长，随着林龄增大，杉木萌芽宽阔的树冠，加上杉木坚硬针叶，胁迫了木荷树冠的扩张，自然影响了木荷径生长。

3.1.3 林分材积生长分析 林分的单株材积生长取决于林木胸径、树高和形数等，其中胸径对材积影响最大。从表1中可以看出，林分立木材积A处理最高（89.49m3/hm2），其次为C处理（71.70m3/hm2），分别比D处理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，表明混交林具有较好的经营效果，显然这与保留或栽植株数有关。B处理与D处理保留或栽植株数相等，但B处理林分立木材积略高。单株立木材积无论是杉木，还是木荷均以B处理最高，不同处理间单株立木材积均存在差异。经方差分析和多重比较（见表2～4），不同处理间杉木林分立木材积达到显著差异水平，A处理、B处理、C处理与D处理间差异达显著水平，其它处理间差异未达到显著水平，说明混交木荷有利于杉木单株生长，但单位面积株数较大（3 000株/hm2），由于营养空间的约束和种间竞争影响了杉木单株材积生长。木荷单株材积B处理最高，C处理其次，A处理最小。经方差分析与多重比较：各处理间木荷单株材积均未达到显著水平，但有一定差异，B处理单株材积比A、C处理分别增加5.9%和3.6%。本试验可看出，以培育中大径材的用材林为经营目标，选择B处理较为合适。如果采用A、C处理，在林分基本郁闭时，应该及时进行第一次间伐，以减缓种间或种内竞争影响林木产量和质量。

从表5中可以看出，4种处理林分林内郁闭度都比较高，透光量较低，林内湿润且较荫，主要分布一些耐荫植物，主要有杜茎山、乌毛蕨、老鼠刺、楤木、百两金、扁叶卷柏、地念等，林下植物种类少，且生物量较少。4种处理中林下植物种类较多的是B处理，B处理林下植物层生物量相对较高（3.185t/hm2），这是B处理株数较少，同时杉木木荷树冠交错呈层分布，透光率略高的缘故。其次为D处理（2.893t/hm2）。A处理和B处理在4种处理中为最少。杉木、木荷幼龄树冠层较厚，枝叶浓密，较高经营密度，抑制了林下植物种类的生长及生物量的积累，及时间伐，释放空间是必要的。

3.3 凋落物现存量及其组成 林下植被和枯枝落叶层是森林生态系统的重要组成部分之一。虽然在森林总生物量中它们仅占很小一部分，但它们在森林总生产力和物质循环中起的作用要比其在生物量方面的贡献大得多。因为它们的养分循环周转率比乔木快得多[11]。从表5中可知：A处理凋落物现存量20.89t/hm2，其中F、H和L层现存量分别占凋落物现存量的24.8%、23.2%和52.0%，F值、H值之和与L值的比值为0.92；B处理凋落物现存量8.73t/hm2，其中F、H和L层分别占凋落物现存量的10.5%、20.0%和69.4%，F值、H值之和与L值的比值为0.44；C处理凋落物现存量13.86t/hm2，其中F、H和L层分别占凋落物现存量的10.7%、27.1%和62.3%，F值、H值之和与L值的比值为0.37；D处理凋落物现存量5.36t/hm2，其中F、H和L层分别占凋落物现存量的3.36%、4.66%和1.98%，F值、H值之和与L值的比值为0.087；可见混交林凋落物现存量均高于杉木萌芽纯林，分别增加289.7%、62.9%和158.6%，F值、H值之和与L值的比值，A、B、C处理是D处理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，表明混交林的分解速率较快。杉木针叶经常连着小枝一起掉落，无法与土壤紧密接触，且杉木枝叶含有防腐物质，较难分解[12]，所以A处理凋落物分解缓慢。A、C处理与D处理杉木株数相同，而前二者的分解速率高于D处理，表明木荷凋落物的加入，能够加快杉木凋落物的分解。这与前人研究结果相吻合[13].说明在杉木萌芽林中混交木荷对于营养物质的循环利用、杉木林地恢复地力有积极意义。endprint

4 小结

（1）杉木萌芽林中套种木荷能够形成比较协调的混交林，具有较好生长效应。试验结果表明：12a生时杉木生长位居上层，木荷生长处于亚林层，形成较明显的层次。不同处理中杉木树高生长量从高到低依次为：A>C>B>D。不同处理间木荷树高生长量从高到低依次为：B>C>A。不同处理中杉木平均胸径混交木荷处理均大于杉木萌芽纯林，A、B和C处理与D处理比平均胸径分别增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽与木荷混交3种处理中杉木B>A>C。不同处理间木荷平均胸径生长量从高到低依次为B>C>A；林分立木材积A处理最高（89.49m3/hm2），其次为C处理（71.70m3/hm2），分别比D处理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，单株立木材积无论是杉木，还是木荷均以B处理最高，不同处理间单株立木材积均存在差异。经方差分析和多重比较，杉木单株材积A处理、B处理、C处理与D处理间差异达显著水平，其它处理间差异未达到显著水平，各处理间木荷单株材积均未达到显著水平，但有一定差异。

（2）培育中大径材为目标的杉木萌芽与木荷混交株数，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比较合适。但12a生时林分已经充分郁闭，林下植被生长发育也不良，应该及时间伐，调整林分结构，释放生长空间，为保留木提供良好的生长环境。

（3）杉木萌芽与木荷混交后，林内凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢复。研究结果表明：混交林凋落物现存量均高于杉木萌芽纯林，分别增加289.7%、62.9%和158.6%，F值、H值之和与L值的比值，A、B、C处理是D处理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能够加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷对于营养物质的循环利用、杉木林地恢复地力有积极意义。

参考文献

[1]俞新妥.杉木[M].福州：福建科学出版社，1992.

[2]中国林学会森林生态分会，等.人工林地力衰退研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.

[3]俞新妥.杉木林地持续利用问题的研究和看法[J].林业科学研究，1993.（3）：80-86.

[4]杨承栋 杉人工林地力衰退的原因机制及其防治措施.世界林业研究.1997，10（4）：34-39

[5]杜国坚，卢刚，冯永魏.杉木迹地更新经营技术探讨[J].浙江林业科技，2001，21（4）：94-97.

[6]季东林.杉木林萌芽更新经营技术[J].林业科技通讯，2000，15（3）：43.

[7]吴文谱.中国的木荷林[J].江西大学学报（自然科学版），1989，13（3）：18-23.

[8]中国树木志编委会主编.中国主要树种造林技术[M].北京：农业出版社，1976，682-685

[9]俞新妥主编.混交林营造原理及技术[M].北京：中国林业出版社，1989.

[10]花焜福.杉木毛红椿混交林生长效应研究[J].福建农业科技，2006，（4）：75-77.

[11]李东海，杨小波，邓运武，等.桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系[J].生态学杂志，2006，25（6）：607-611.

[12]盛炜彤，薛秀康.福建柏、杉木及其混交林生长与生态效应研究[J].林业科学，1992，28（5）397-404.

[13]姚茂和，盛炜彤，熊有强.林下植被对杉木林地力影响的研究[J].林业科学研究，1991，4（3）246-252.

（责编：徐焕斗）endprint

4 小结

（1）杉木萌芽林中套种木荷能够形成比较协调的混交林，具有较好生长效应。试验结果表明：12a生时杉木生长位居上层，木荷生长处于亚林层，形成较明显的层次。不同处理中杉木树高生长量从高到低依次为：A>C>B>D。不同处理间木荷树高生长量从高到低依次为：B>C>A。不同处理中杉木平均胸径混交木荷处理均大于杉木萌芽纯林，A、B和C处理与D处理比平均胸径分别增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽与木荷混交3种处理中杉木B>A>C。不同处理间木荷平均胸径生长量从高到低依次为B>C>A；林分立木材积A处理最高（89.49m3/hm2），其次为C处理（71.70m3/hm2），分别比D处理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，单株立木材积无论是杉木，还是木荷均以B处理最高，不同处理间单株立木材积均存在差异。经方差分析和多重比较，杉木单株材积A处理、B处理、C处理与D处理间差异达显著水平，其它处理间差异未达到显著水平，各处理间木荷单株材积均未达到显著水平，但有一定差异。

（2）培育中大径材为目标的杉木萌芽与木荷混交株数，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比较合适。但12a生时林分已经充分郁闭，林下植被生长发育也不良，应该及时间伐，调整林分结构，释放生长空间，为保留木提供良好的生长环境。

（3）杉木萌芽与木荷混交后，林内凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢复。研究结果表明：混交林凋落物现存量均高于杉木萌芽纯林，分别增加289.7%、62.9%和158.6%，F值、H值之和与L值的比值，A、B、C处理是D处理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能够加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷对于营养物质的循环利用、杉木林地恢复地力有积极意义。

参考文献

[1]俞新妥.杉木[M].福州：福建科学出版社，1992.

[2]中国林学会森林生态分会，等.人工林地力衰退研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.

[3]俞新妥.杉木林地持续利用问题的研究和看法[J].林业科学研究，1993.（3）：80-86.

[4]杨承栋 杉人工林地力衰退的原因机制及其防治措施.世界林业研究.1997，10（4）：34-39

[5]杜国坚，卢刚，冯永魏.杉木迹地更新经营技术探讨[J].浙江林业科技，2001，21（4）：94-97.

[6]季东林.杉木林萌芽更新经营技术[J].林业科技通讯，2000，15（3）：43.

[7]吴文谱.中国的木荷林[J].江西大学学报（自然科学版），1989，13（3）：18-23.

[8]中国树木志编委会主编.中国主要树种造林技术[M].北京：农业出版社，1976，682-685

[9]俞新妥主编.混交林营造原理及技术[M].北京：中国林业出版社，1989.

[10]花焜福.杉木毛红椿混交林生长效应研究[J].福建农业科技，2006，（4）：75-77.

[11]李东海，杨小波，邓运武，等.桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系[J].生态学杂志，2006，25（6）：607-611.

[12]盛炜彤，薛秀康.福建柏、杉木及其混交林生长与生态效应研究[J].林业科学，1992，28（5）397-404.

[13]姚茂和，盛炜彤，熊有强.林下植被对杉木林地力影响的研究[J].林业科学研究，1991，4（3）246-252.

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4 小结

（1）杉木萌芽林中套种木荷能够形成比较协调的混交林，具有较好生长效应。试验结果表明：12a生时杉木生长位居上层，木荷生长处于亚林层，形成较明显的层次。不同处理中杉木树高生长量从高到低依次为：A>C>B>D。不同处理间木荷树高生长量从高到低依次为：B>C>A。不同处理中杉木平均胸径混交木荷处理均大于杉木萌芽纯林，A、B和C处理与D处理比平均胸径分别增加7.8%、9.8%和6.6%，杉木萌芽与木荷混交3种处理中杉木B>A>C。不同处理间木荷平均胸径生长量从高到低依次为B>C>A；林分立木材积A处理最高（89.49m3/hm2），其次为C处理（71.70m3/hm2），分别比D处理（46.20m3/hm2）增加93.7%和53.9%，单株立木材积无论是杉木，还是木荷均以B处理最高，不同处理间单株立木材积均存在差异。经方差分析和多重比较，杉木单株材积A处理、B处理、C处理与D处理间差异达显著水平，其它处理间差异未达到显著水平，各处理间木荷单株材积均未达到显著水平，但有一定差异。

（2）培育中大径材为目标的杉木萌芽与木荷混交株数，以保留杉木750株/hm2混交木荷750株/hm2模式比较合适。但12a生时林分已经充分郁闭，林下植被生长发育也不良，应该及时间伐，调整林分结构，释放生长空间，为保留木提供良好的生长环境。

（3）杉木萌芽与木荷混交后，林内凋落物量增加，分解速率快，有利于林地地力恢复。研究结果表明：混交林凋落物现存量均高于杉木萌芽纯林，分别增加289.7%、62.9%和158.6%，F值、H值之和与L值的比值，A、B、C处理是D处理的10.57倍、5.06倍和4.25倍，木荷凋落物的加入，能够加快杉木凋落物的分解。在杉木萌芽林中混交木荷对于营养物质的循环利用、杉木林地恢复地力有积极意义。

参考文献

[1]俞新妥.杉木[M].福州：福建科学出版社，1992.

[2]中国林学会森林生态分会，等.人工林地力衰退研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.

[3]俞新妥.杉木林地持续利用问题的研究和看法[J].林业科学研究，1993.（3）：80-86.

[4]杨承栋 杉人工林地力衰退的原因机制及其防治措施.世界林业研究.1997，10（4）：34-39

[5]杜国坚，卢刚，冯永魏.杉木迹地更新经营技术探讨[J].浙江林业科技，2001，21（4）：94-97.

[6]季东林.杉木林萌芽更新经营技术[J].林业科技通讯，2000，15（3）：43.

[7]吴文谱.中国的木荷林[J].江西大学学报（自然科学版），1989，13（3）：18-23.

[8]中国树木志编委会主编.中国主要树种造林技术[M].北京：农业出版社，1976，682-685

[9]俞新妥主编.混交林营造原理及技术[M].北京：中国林业出版社，1989.

[10]花焜福.杉木毛红椿混交林生长效应研究[J].福建农业科技，2006，（4）：75-77.

[11]李东海，杨小波，邓运武，等.桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系[J].生态学杂志，2006，25（6）：607-611.

[12]盛炜彤，薛秀康.福建柏、杉木及其混交林生长与生态效应研究[J].林业科学，1992，28（5）397-404.

[13]姚茂和，盛炜彤，熊有强.林下植被对杉木林地力影响的研究[J].林业科学研究，1991，4（3）246-252.

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