不同保留密度对福建柏人工林生长的影响

周宗哲

(安溪白濑国有林场，福建 安溪 362411)

不同保留密度对福建柏人工林生长的影响

周宗哲

(安溪白濑国有林场，福建 安溪 362411)

在福建省安溪白濑国有林场对间伐(保留密度分别为425、725、825株·hm-2)后的27年生福建柏人工林的林分生长状况、林下植被生物多样性以及林下土壤的养分状况进行调查研究。结果表明：不同保留密度对福建柏林分生长影响显著，降低林分密度能促进福建柏个体粗生长，但林分密度过低单位面积产量下降。林分单位面积蓄积量，以密度725株·hm-2的林分最高，达211.42 m3·hm-2；密度425株·hm-2的林分最低，为134.02 m3·hm-2，二者蓄积量差异达77.4 m3·hm-2。间伐能有效提高林下植被的丰富度指数和多样性指数，间伐强度越大效果越明显，保留密度425、725、825株·hm-2林下灌木植被丰富度分别为17、10、7，生物多样性指数(Shannon-Wiener指数)分别为2.137、1.633、1.356。中度间伐(保留密度为725株·hm-2)的林分土壤的养分状况最好，对维持地力效果最佳。

福建柏人工林；间伐；生物多样性；土壤养分

福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry et Thomas)为柏科福建柏属乔木，系我国二级珍稀保护树种，是第三纪孑遗的单种属植物[1]。树形优美，树干通直，适应性强，生长快，材质优良，是我国南方一些省(区)的重要用材树种，又是庭园绿化的优良树种。木材轻，质地略软，纹理匀直，加工容易，干后材质稳定，是建筑、家具、细木工和雕刻的良好用材，又是优良的胶合板材。本研究于1992—2000年，在福建省安溪白濑国有林场开展了福建柏不同保留密度的间伐试验，就福建柏不同保留密度对改善土壤养分状况及提高林木生长量方面进行总结，旨在为该地区的福建柏人工林营林实践提供参考。

1 试验地概况

试验地位于福建省安溪白濑国有林场寨坂工区12-1小班，北纬25°18′、东经118°00′，海拔410 m，坡度25°。土壤以红壤为主，局部地区分布有黄红壤，土层较厚，土壤理化性能良好，植被以杂灌、芒萁骨群落为主，立地质量等级为3级。气候条件温和，雨量充沛，年均气温19.5 ℃，最高气温37 ℃，最低气温0 ℃，年均降水量1800 mm，无霜期330 d，为亚热带季风气候类型。试验地林分于1984年造林，初植密度2505株·hm-2，在8年生和15年生时经过2次疏伐，开展不同保留密度试验，试验采取随机区组设计，保留密度分别为425、725、825株·hm-2，3次重复。试验小区沿上、中、下坡排列，每个坡位各3个小区，共9个小区，每个小区面积400 m2。造林地前茬为荒山荒地。

2 调查方法

2.1 林木生长量及植被调查

2011年9月，对试验林复位，分别设置400 m2的样地进行生长量调查，并开展林下植被调查。调查因子有树高、胸径和冠幅等。林下植被多样性调查采用小样方法，在每块样地内分别设置小样方，面积为10 m×10 m，调查每个样方中的植物种类、高度、多度、盖度等，由此计算物种的重要值及植物多样性指标[2]。

2.2 土壤性状调查

将土壤按0～20、20～40 cm 2个层次分别进行理化性质测定。每块样地以对角线方式进行土壤取样，每块样地取4个点，每层取3个环刀，采用1次取样连续测定法测定土壤容重、总孔隙度、持水量等；同时采集土样测定有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮等[3]。

3 结果与分析

3.1 不同保留密度对福建柏生长及径级结构的影响

3.1.1 不同保留密度对福建柏人工林生长的影响 从表1可知，福建柏树高随保留密度增大呈先增加后下降的趋势，说明福建柏林分适当增加保留密度对树高生长有利；而福建柏平均胸径和单株材积随密度的增加均呈下降趋势，这符合林分密度作用规律，密度小的福建柏林分由于林木个体拥有充足的营养空间，林冠层能有效利用光能进行光合作用，林木平均胸径大，27年生密度为425株·hm-2的福建柏林分平均胸径可达24.6 cm；而密度大的林分林木个体之间为争夺林地空间而相互竞争，林冠层因营养空间有限而无法充分生长，林分胸径相对较小，27年生密度为825株·hm-2的福建柏林分其平均胸径仅为19.0 cm，与425株·hm-2福建柏林分相比，胸径下降了29.5%。而高密度林分单株材积下降更大，27年生825株·hm-2的林分单株材积为0.1878 m3·株-1，比425株·hm-2的林分降低了67.9%。经方差分析，不同密度福建柏林分树高、胸径、平均材积存在显著差异；福建柏林分总蓄积量随保留密度增加呈先增后降趋势，林分单位面积蓄积以725株·hm-2林分为最高，27年生时达211.42 m3·hm-2，蓄积量最低的是密度为425株·hm-2的林分，二者蓄积量差异达77.4 m3·hm-2，方差分析表明福建柏林分单位蓄积量不同保留密度间差异显著，说明林分密度降低能促进福建柏个体粗生长，但林分密度过低单位面积产量下降。

表1 27年生福建柏不同保留密度林分生长情况

*：FH=8.55*，FD=10.37*，FV=6.08**，FG=28.64**，F0.05(2，6)=5.14，F0.01(2，6)=10.90。

3.1.2 不同保留密度对福建柏人工林径级结构的影响 不同保留密度对福建柏人工林的立木结构有重要影响。从表2可知，不同密度林木株数的径级分配状况差异明显，随着林分保留密度的降低，福建柏林分的径级分布向大径木方向偏移。密度为425株·hm-2的林分，林木胸径在22 cm以上的占94.1%，主要径级为22～27 cm；密度为725株·hm-2的林分，胸径在22 cm以上的林木占65.5%，林木径级主要分布在23～26 cm，17～21 cm径级的林木只占31.1%；密度为825株·hm-2的林分，胸径在22 cm以上的林木只占24.2%，17～21 cm径级的林木占了60.6%。可见福建柏人工林培育，需要依栽培目的确定保留密度，培育大规格材，保留密度要小，提高大径木比例，而培育中小径木林分保留密度就要加大。

表2 不同保留密度对福建柏径级分布的影响

3.2 不同保留密度对福建柏人工林林下植被和土壤肥力的影响

3.2.1 不同保留密度福建柏人工林林下植被多样性特征 根据野外调查，27年生保留密度为425株·hm-2的福建柏纯林林下植被共有15科19属20种，其中，灌木层有8种乔木和9种灌木，乔木分别为广东润楠、福建青冈、闽粤栲、杨梅、青冈栎、丝栗栲、山苍子、乌药，灌木分别为小叶赤楠、黄瑞木、乌饭、冬青、山矾、山乌桕、朱砂根、毛紫珠、黄桅子；草本层有3种植物，分别为五节芒、黑莎草、芒萁。保留密度为725株·hm-2的福建柏纯林林下植被共有15科15 属15种，其中，灌木层有4种乔木和6种灌木，乔木分别为乌药、福建青冈、山苍子、丝栗栲，灌木分别为毛紫珠、山乌桕、朱砂根、盐肤木、黄瑞木、桃金娘；草本层有5种植物，分别为悬钩子、菝葜、芒萁、皱叶狗尾草、黑莎草。保留密度为825株·hm-2的福建柏纯林林下植被共有13科13 属13种，其中，灌木层有2种乔木和5种灌木，乔木为福建青冈和乌药，灌木为玉叶金花、大青、桃金娘、盐肤木、乌饭；草本层共有6种植物，分别为黑莎草、芒萁、东方乌毛蕨、皱叶狗尾草、广东山葡萄、菝葜。从不同保留密度福建柏林分林下植被多样性可看出(表3)，低密度的林分植被丰富，乔灌木种类、数量比高密度林分多，草本类较少，多样性指数较高；而高密度的林分比低密度林分林下植被少，多样性指数较低。这主要与林内光照有关，林分密度小，林内光照充足，有利于林下植物生长；而密度大的林分，林内光照较弱，影响林下植物的生长发育。因此，福建柏人工林植被的生长发育和群落结构的变化与林分密度关系密切，合理的保留密度既能促进林木生长和蓄积量的提高，增加大径级材比例和涵养水源能力，又有利于林下植被恢复发展，确保人工林生态系统的稳定。

表3 福建柏不同保留密度林下植被多样性特征

3.2.2 不同保留密度福建柏人工林土壤肥力状况 从表4看出，福建柏林地土壤容重随密度增加呈先降低后提高的趋势，孔隙度和持水量却是先提高后降低。密度为725株·hm-2的林分其土壤容重最小，而孔隙度和持水量均最大。以0～20 cm土层为例，密度为725株·hm-2的林分，土壤容重比密度为425、825株·hm-2的林分土壤容重降低8.0%、14.8%，而毛管孔隙、非毛管孔隙、最大持水量、最小持水量、毛管持水量比425株·hm-2的林分分别提高了5.0%、1.4%、4.9%、2.8%、3.4%，比825株·hm-2的林分分别提高了8.6%、13.4%、6.8%、8.2%、5.4%。由此说明，福建柏纯林最终保留725株·hm-2的密度对于改善土壤结构特别是提高土壤通透性和持水性均有较好的效果。通过不同保留密度福建柏林地化学性质可看出(表5)，福建柏土壤有机质和N、P、K含量不同密度间差异较大，以0～20 cm土层为例，密度为725株·hm-2的林分土壤有机质、全N、水解性N、全P、全K和速效K的含量最高，比密度425株·hm-2林分的各相应的指标分别高出30.2%、18.3%、51.8%、26.5%、11.9%、14.8%，比密度825株·hm-2林分的各相应的指标分别高出38.1%、34.2%、18.2%、59.0%、89.9%、27.3%。可见，密度为725株·hm-2的福建柏林分其土壤肥力最好。

表4 不同保留密度福建柏土壤物理性质

表5 不同保留密度福建柏土壤化学性质

4 结论与讨论

本试验结果表明，不同保留密度福建柏林分平均树高、平均胸径、平均材积存在显著差异；福建柏林分总蓄积量随保留密度增加呈先增后降趋势，林分单位面积蓄积量以保留密度725株·hm-2林分为最高，以保留密度425株·hm-2为最低，二者蓄积量差异达77.4 m3·hm-2，说明降低林分密度能促进福建柏个体粗生长，但林分密度过低单位面积产量下降。间伐能有效提高林下植被的丰富度和多样性，间伐强度越大效果越明显，425、725、825株·hm-23种间伐保留密度林下灌木植被丰富度分别为17、10、7，生物多样性指数(Shannon-Wiener指数)分别为2.137、1.633、1.356。中度间伐(保留密度为725株·hm-2)的林分土壤的养分状况最好，能有效防止水土流失，对维持地力效果最佳。综合来说，强度间伐与极强度间伐可以有效促进福建柏大径材培育，林下植被状况良好，有利于维持较高的土壤肥力，有利于林地资源的可持续利用。但强度过大的间伐会影响林分的出材量。

[1]高兆蔚.珍贵用材树种——福建柏[J].福建林业科技，1994，21(2)：62-66.

[2]国家标准局.森林土壤标准分析方法[M].北京：中国标准出版社，1987：1-28.

[3]陈德叶.福建柏人工林栽培技术[J].广东林业科技，2008(4)：102-105.

[4]肖永元.福建柏生长规律与营林技术的探讨[J].防护林科技，2007(3)：116-118.

[5]杨玉盛，邸道生.福建柏人工林对土壤理化性质的影响[J].林业科技通讯，1992(10)：25-27.

[6]邹双全.不同林分类型福建柏人工林土壤特性研究[J].西南林学院学报，1998，18(3)：159-163.

[7]刘明国，韩玉芬，胡万良，等.红松人工林不同间伐强度效果分析[J].福建林业科技，2008，35(2)：47-51.

Effects of Different Reserved Densities on the Growth ofFokieniahodginsiiPlantation

ZHOU Zong-zhe

(AnxiBailaiState-OwnedForestFarm，Anxi362411，Fujian，China)

In Anxi Bailai State-Owned Forest Farm，the growth status，undergrowth biodiversity and soil nutrient status (reserved density respectively 425，725，and 825 strains hm-2) of 27-year-oldFokieniahodginsiiplantation stand after thinning were studied.Results showed that the different retention density effect onFokieniahodginsiiplantation stand growth was significant，reducing the stand density could promote the growth ofFokieniahodginsiiindividual thickening growth，but the stand density was too low and the unit area yield declined.The forest stand volume was highest with the density of 725 plants hm-2，up to 211.42 m3·hm-2；the forest stand volume was the lowest with the density of 425 trees hm-2，up to 134.02 m3·hm-2，the two volume difference reached 77.4 m3·hm-2.The thinning could effectively increased the undergrowth richness index and diversity index，the larger the thinning intensity was，the more obvious the effect was，the understory shrub vegetation abundance reached 17，10 and 7，respectively with the retains densities of 425，725，825 plants hm-2The biodiversity indexes (shannon wiener indexes) were 2.137，1.633，1.356，respectively.The moderate-thinned (reserved density of 725 plants hm-2)stand soil nutrient status was the best，the maintaining soil fertility effect was the best.

Fokieniahodginsiiplantation；thinning；biodiversity；soil nutrient

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.01.019

2013-05-02；

2013-07-01

周宗哲(1971—)，男，福建德化人，安溪白濑国有林场高级工程师，从事森林资源培育及林木良种选育。E-mail：ZZZ23407125@126.com。

S791.43；S753.3

A

1002-7351(2014)01-0088-04