红椎大径材近自然培育适用性分析

郭文福， 蔡道雄

(中国林业科学研究院热带林业实验中心， 广西 凭祥 532600)

红椎大径材近自然培育适用性分析

郭文福， 蔡道雄

(中国林业科学研究院热带林业实验中心， 广西 凭祥 532600)

根据近自然林经营理念及原则，结合红椎生物、生态学特性及木材利用特性，系统地分析了红椎采取近自然林经营技术培育大径材的适用性。分析认为，红椎为南亚热带地带性常绿阔叶林顶极群落的主要建群种，可以采取近自然林目标树单株培育技术，高效培育大径材多功能人工林。

红椎； 大径材； 目标树； 近自然林； 适用性

红椎(CastanopsishystrixAD CD)又名红锥、赤黎、红黎等，为我国南亚热带壳斗科常绿大乔木，具有优异的经济性状和重要的生态价值。我国自上世纪60年代开始发展了红椎人工林，面积逾5万hm2以上[1]，是广东、广西、福建等省(区)的主要造林树种，在云南、贵州、湖南和江西等省也有天然分布和人工造林。经过半个世纪以来的引种驯化、良种选育和造林技术的研究与推广，红椎人工林有了良好的技术基础[1，2]，但红椎的培育技术仍然以仿效松杉商品材培育模式为主，目前尚无定向培育大径级用材林的成熟经营技术模式，只能培育低价值中径材为主的人工林。近自然森林经营是一种顺应自然，充分利用自然力的高效低成本森林经营方式，是培育多功能、优质大径材人工林的良好技术途径[3-8]。本文根据红椎生物-生态学及木材特性，分析其采取近自然林经营方式的适用性，为探索大径材高效低成本培育技术提供参考。

1 红椎的树种特性

1.1 生物学特性

红椎是南亚热带常绿阔叶林的主要建群种及群落顶极种，树体高大，干形通直，在天然分布中心区域其树高达30 m，胸径达150 cm以上，属速生、常绿大乔木，红椎寿命长，逾100年以上。据对福建华安金山林场的红椎天然林调查[9]：红椎 34～38年生树高可达21.9～23.7 m，胸径可达20～30 cm，树高速生期为4～18年生，胸径速生期为6～14年生，材积速生期为10～27年生，38年生的红椎材积生长量仍未达到数量成熟。人工林生长进程与天然林基本相近[10]，在集约经营的人工林中生长速度更快一些，据2013年在广西凭祥的调查，30年生红椎人工林中优势木(目标树)一般是平均木胸径的1.5倍，年均胸径生长量为1.6 cm。因此，红椎有培育大径材或特大径材的生物学基础。

红椎天然更新能力强，既可种子繁殖，也可萌芽更新。人工林10年左右即开花结实，15～20年为盛果期。红椎幼龄期较耐荫，在密度适中、光照充足的林分中，天然更新的实生幼苗、幼树密集丛生，生长良好。据调查[11]，在广西凭祥中国林科院热带林业实验中心，28年生的红椎人工林冠下幼苗、幼树和小树平均密度分别为20 097 株/hm2、920 株/hm2和2 308 株/hm2。红椎的这种双重更新方式确定了红椎群落在这一地区的顶极群落地位，其它树种在今后的长期演替过程中也无法取代红椎[12]。

1.2 生态学特性

红椎为南亚热带顶极群落建群种，有很强的光照适应性，幼龄期耐阴，成年期喜光。林冠下更新的幼苗幼树可在微弱光照下生长，随着树木年龄增长，树体的增大，对光照强度要求逐步提高。据姜英等[13]对2年生苗遮荫效果研究表明，遮荫条件下的红椎幼苗较全光照下生长迅速，苗高在30% 光强下生长最好，地径在80% 光强下生长最好。而生产上用1年生苗进行迹地全光照种植，幼苗幼树也能正常成活、成林，但强光条件下，幼树侧枝粗壮，叶量较多，树干尖削度大，形质稍差。光照强度影响红椎生殖成熟期，光照充足的人工林10年左右即可开花结实，而林荫下处于群落亚林层以下的幼树，即使达20年以上也不会开花结实。侧方庇荫可抑制红椎侧枝生长，形成良好干形，可引导顶梢向上伸长，促进树高增长。

红椎属深根性树种，主根明显，根系发达，对土壤的适应性强，不苛求立地，但在水肥条件优越的环境下，其生长潜力大。据黄全能[12]对38年生红椎天然林的研究，根系垂直分布深达1.5 m以上，侧根发达，集中分布深度为80～90 cm，根幅可达21～25 m2。蒋家淡[14]对红椎人工混交林的研究，7年生红椎主根达1.58～1.82 m。天然林多见于由花岗岩、砂页岩、变质岩等母岩发育的酸性红壤、黄壤、砖红壤性土，而少见于石灰岩发育的土壤。红椎也是喜水喜肥树种，在土壤深厚疏松、湿润肥沃的立地条件下，表现出较高的生产力；在土层浅薄、贫瘠的石砾土或山脊，生长矮小；在低洼积水地则不能生长。

红椎群落既可组成结构复杂的混交林，也可作单优树种组成小片纯林。天然群落中一般伴生树种有荷木、狗牙椎、黄壳桂、罗浮柿和鸭脚木等，次生林中还伴有马尾松等阳性树种，有些群落中红椎的优势度极大，几乎成为单优种群落[12]。杨远攸等[15]建议南亚热带低山丘陵以发展红椎与吊皮椎为优势种的森林群系为主，可不断提高地力，使森林发育良好，向气候顶极群落的方向发展。

1.3 木材利用特性

红椎木材硬度大，天然防腐能力较强，人工防腐处理容易。心材颜色红，美观，容易加工，多作为渔船、桥梁、房屋、家具和农具等用途。红椎生长应力大，其木材在储存、制材、干燥及加工过程中极易发生变形及开裂，速生人工林的木材尤其如此，在一定程度上限制了其高端用途[16]。老龄材及生长缓慢的树木应力较小，木材开裂较少，材性稳定。天然林老龄木材气干密度平均值0.727 g/cm3，22年生人工林木材基本密度为0.611 g/cm3。

2 近自然林经营原则与方法

2.1 近自然林经营原则

近自然林经营就是人工林的建立和经营，参照当地潜在的植被自然演替规律进行经营。然而，近自然林经营不仅要求人工林经营符合自然规律，形成健康稳定的森林，而且也要符合人类经营目标的森林[4，5]。经营时要遵循以下原则：一是减少人为干预，尽量依靠自然的力量经营森林；二是树种尽量来自自然下种；三是林分结构要由单层同龄纯林转变为复层异龄混交林；四是采伐要由皆伐转变为择伐；五是林地要保持持续覆盖，在人为经营森林的过程中，林地地被物应最大限度地保留，不能遭到大的破坏，以保持森林生态系统的协调性。

2.2 近自然林经营方法

目标树单株经营技术，是将一切经营措施集中围绕在培育优选出的目标树单株个体上，森林抚育只间伐影响目标树的干扰树，其他树木和植物尽量少扰动，既实现了“优树优培”，又较大限度地保持和发展人工林的生物多样性，是一种低成本、高效率的经营措施，非常适合培育符合可持续经营目标的大径级用材林[5-8]。

2.3 红椎大径材近自然培育方法

2.3.1 确定人工林目标树选择起始期 红椎遗传多样性较高，实生起源的人工林树木个体间遗传变异大，加之一般山地土壤异质性高，水肥分布极不均匀，红椎纯林经过一段时期的生长后，一般是在树高的高峰生长期结束后，即造林后8～10年期间，树木个体生长开始出现竞争，林木的高径生长产生分化，林分11～15年期间林木生长分化趋向稳定，可作为选择目标树的林分年龄。

2.3.2 选择和标记目标树 将遗传品质好、生活力强、形质好，符合经营目标的少数优势木选择出来并建立永久标志，作为大径材培育的目标树培育。

2.3.3 干扰树的选择及处置 森林抚育经营过程中，定期观察目标树周边是否存在影响其生长的干扰树，又叫竞争木，并将干扰树种进行标记与及时采伐，保证目标树可获得充分光照、土壤水分和营养条件，以最大限度地促进目标树的生长，发挥其优势生产力，实现“优树优培”。

2.3.4 采取合理措施促进人工林的自然更新 红椎的生殖成熟期一般为15年左右，通过对干扰树的间伐，为目标树创造充足的生长营养空间，同时也要采取适当措施促进其天然更新，如砍伐干扰树后尽量保护林下更新小苗幼树，特别是生长健壮的幼树。

2.3.5 目标树择伐利用 目标树成熟利用的标志是径级达到既定的目标直径，并采取择伐方式利用。成熟一株伐一株，砍伐目标树后留下的林窗可被天然更新小树利用。这样，经营一段较长的时间后，红椎人工纯林可逐渐转化成红椎近自然状况的复层异龄林。

3 红椎大径材近自然培育的适用性

3.1 红椎为当地植物群落演替顶极种，适合近自然林经营

红椎幼龄期耐阴，为中性喜光树种，其种实为坚果，成年树木结实丰富，在林荫环境中能正常天然更新，在南亚热带地区常绿阔叶林植物群落中为顶极群落主要建群树种[16]。因此，在红椎人工林的建立、抚育及采伐等过程中，只要采取适当技术措施，尽量减少人为干预，充分保护和促进红椎及当地物种的天然更新，使得人工林树种结构及其演替进程与当地潜在的天然植被有相似趋向，在自然力影响下，即可形成结构稳定、功能相似，以红椎为主要建群种的高生产力近自然林。

3.2 红椎有自然下种更新等优良特性，适合近自然林经营

利用红椎两个主要特性进行优质大径材近自然培育，可减少营林投入，节约劳动力。(1)利用其优良的天然更新特性，特别是实生种子天然更新能力较强的特性，可减少营林投入，获得最大的经营效益。红椎中龄林以上的人工林种实丰富，林下天然更新小苗多，密度高[11]。充分利用其天然下种更新能力，创造条件，促进天然下种实生苗的生长，形成异龄复层红椎近自然林，以此代替传统的人工植苗再造林方式，可克服传统造林季节性强、适应性差、成活率低及林分生长不良等低效人工林经营问题。(2)利用林木自然稀疏规律，培育形质较高的优良用材。红椎密度较大的林分自然整枝良好，适当利用其自然整枝能力，可节约人工修枝成本。这也是遵守近自然林经营充分利用自然力原则的体现。

3.3 红椎林有很好的森林自肥特性，近自然经营低成本培育大径材

培育红椎大径级用材林，优质的立地及可持续的营养供应是高产稳产的基础。目前红椎造林及幼林抚育均施化肥[1，2]。从长远效果看，早期施肥并非必要。生产实践中，林地大量施用化肥会破坏土壤微生物环境，压抑微生物正常活动，致使土壤自然肥力逐步衰退。一个健康正常的森林生态系统的物质循环，包括土壤营养物质，都处于一种自然平衡状态并有一定的缓冲能力。红椎人工林枯落物多，在南方高温多雨的水热条件下，养分分解转化速度很快，林地土壤肥沃。据黄全能等[17]在福建华安的研究，红椎天然林土壤中各种营养元素含量丰富，土壤容重、孔隙度、持水量及林下凋落物的水源涵养功能均比一般杉木人工林优越。因此，通过抚育措施，将间伐小径木及其枝叶留在林分中，并归集到目标树周边，增加微环境中的枯落物量，以及通过混交林营造或保护林分中的天然植被，增加林分生物多样性等措施，可达到提高自然肥力等生态平衡调节能力。

3.4 近自然的红椎人工混交林，森林总体效益高

近自然人工林是一种由多树种组成的异龄、多层次结构的森林，其生物多样性丰富，森林健康、稳定性高。林分越是接近自然，各树种间的关系就越和谐，与立地越适应，产量也就越高。当森林发展到一定的阶段，许多立地也会呈现出自然现象[4]。模拟天然植被群落结构，造林更新实行“生态化”，建成“近自然”的多级结构稳定的林分，以保证综合效益的持续发挥。红椎虽可营建纯林，并可形成较高生产力的人工林，但迹地更新造林时，营造树种科学配置、混交比例合适、混交方式科学的混交林，可提高林分的总体效益，缩短大径材的生产周期。南方林区采取红椎与松(杉)进行小块状混交或多行带状混交方式营造的混交林，种间关系容易协调，生产力较高。这种方式的伴生树种松(杉)按中小径材经营，较短时间内可间伐利用，采取近自然林的目标树单株经营法，最终培育出高价值的红椎大径材，是一种以短养长的经营模式，值得推广应用。

4 结语

红椎为我国南亚热带季风常绿阔叶林顶极植被群落的主要建群种，具有培育高价值、多功能大径级用材林的生物学-生态学基础和潜力，通过近自然林经营，可改变传统造林经营目的不明确、生产低效、经济效益差的培育技术问题。在荒山荒地、采伐迹地上通过人工造林，构建以红椎为目标优势树种的混交林，或通过对松杉人工林改造，形成松(杉)红椎异龄混交林，采取目标树单株经营技术定向培育，可高效低成本实现大径级用材林的经营目的。

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(文字编校：龚玉子)

TheapplicabilityanalysisongrowingforlargediametervaluablewoodofCastanopsishystrixbyclose-to-natureforestmanagement

GUO Wenfu， CAI Daoxiong

(Experimental Center of Tropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Pingxiang 532600， China)

Based on the forest management theory and technology of closed-to-nature forest，this paper made a systematic analysis on the applicability of the close-to-nature forest management technology to grow large diameter valuable wood forCastanopsishystrixby understanding of its biological，ecological characteristics and wood utilization features.As a dominative tree species in climax of south-subtropical evergreen broadleaf forest，it could be concluded that this species can be taken the target tree cultivation for big diameter wood and multi-function plantation.

Castanopsishystrix； large diameter wood； target tree； close-to-nature forest； applicability

2014-10-13

中国林科院基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2014MB006)；“十二五”科技部科技支撑项目研究团队(2012BAD22B0105)。

郭文福(1962-)，男，教授级高工，广西北流市人，主要从事森林培育技术研究与推广。

S 75

A

1003 — 5710(2015)01 — 0079 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 01. 019