萌芽培土及不同除萌方式对杉木生长的影响

邱昆明

(福建省连城县国有林场,福建 龙岩 366200)

杉木〔Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.〕有强大的萌芽能力，有不断从根茎处萌发新芽的特征，尤其是在杉木主干采伐后，在一定的条件下，其伐根休眠芽会生长出大量新芽，并生成多代新芽。若不对其新芽进行处理，会导致多株丛生的状况。这将进一步导致水分和养料的浪费，降低林地木材的产量和质量。杉木萌芽林因为原伐根在土壤中有强大根系，因此在前期生长过程中的稳定性和生长速度都比实生林高，从维持和促进森林生态系统的稳定性和森林生态景观多样性的角度考虑，萌芽更新一部分杉木林，适宜镶嵌不同的森林缀块，可使森林景观及结构多样性。连城县自古就有栽植和培育杉木的历史。为达到提高杉木迹地二代人工林经营管理水平，促进萌芽条的发育，从2013年开始，对杉木萌芽条进行培土和对其萌发的萌芽条进行3种不同的除萌方法进行试验，对其生长状况进行跟踪测定并分析。

1 基本情况

试验地位于连城县文亨国有林场田头工区42林班7大班3、4小班，地处116°46 ′48″—116°47′16″ E，25°34 ′46″～25°34′58″ N，年均温为19 ℃，极端高温38 ℃，极端低温-5.6 ℃，为中亚热带海洋性季风气候，年均日照时数1 761 h、年均降雨量1 700 mm，年均相对湿度78%，年无霜期291 d。土壤类型为红壤，呈微酸性；土层较深厚、疏松、排水良好，立地质量等级为Ⅱ级，植被多为山乌桕、白背叶野桐、黄瑞木、柃木、山矾、蕨类、五节芒、芒萁等。更新前为人工杉木一代林，2013年8月进行皆伐，采伐时年龄21年，同年12月进行不炼山全面劈杂的林地清理，2014年根据试验设计要求分别2次除萌、1次除萌和不除萌3种不同除萌，并同时对萌芽条进行培土或不培土的试验，当年对整个林地进行一次挖茅头和全面劈杂抚育，2015和2016年各进行一次全面劈杂抚育。

2 试验设计

2.1 试验设计方法

2014年对皆伐的杉木一代林采伐小班，进行随机的区组分配，在基本相同的坡向、坡位和立地、相应海拔高分别设立3个区组(3个重复)，在各个区组内分设6区块(小区)，共设18个小区，各小区面积相等，都是100 m2(水平距10 m×10 m)。用罗盘仪对小区边界进行测定，并对各小区四个角桩用PVC管进行标记固定以便后期观测。各区组内的小区采取培土因素A(分别为培土A1、不培土A2)和除萌因素B(分别为不除萌B1、1次除萌B2、2次除萌B3)双因素共组合为6个方式的方法进行试验。

2.2 试验作业方式

2014年的6月上旬进行2次除萌的第一次除萌，方法是在伐根的上部或者两边留下两条较为健壮的萌芽条，将其余萌芽条清除，在此过程中，保证保留萌芽条的完整。第二次除萌在同年9月上旬开展。此次除萌，从保留的两个萌芽条中选留更为健壮的一株，将另外一株用工具(修枝剪或劈刀)清除，在此过程中，保证保留萌芽条的完整。

2014年7月上旬，对试验小区的萌芽条分别进行培土和不培土。培土的方法是将萌芽条周围的表土往萌芽条堆集，尽量将整个伐根埋在土中，土层覆盖伐根面3～5 cm。

1次除萌方式同样在2014年9月上旬完成。在伐根基部上方选择健壮的一株萌芽条进行保留。除此之外的萌芽条皆用工具(修枝剪或劈刀)去除，在此过程中，保证保留萌芽条的完整。

不除萌方式：对伐根萌芽条不进行任何人为干预而任其自然生长。

2.3 试验数据采集及分析

2.3.1 2014年12月下旬，观测到该试验区组内的杉木萌芽条当年生长状况已趋于稳定，从而对各小区生长状况进行调查。调查方法采用对每个小区进行每木检尺测量杉木萌芽条的地径、树高，不除萌方式由于萌芽条较多，为便于比较，每个伐根采用单株最高萌条代表其生长值。

2.3.2 为了比较成林(4年)后各试验的结果，2017年12月下旬，对试验小区进行调查。因树冠的大小 (冠幅)反映了树木的生活力和生产力，是森林生长收获可视化的重要参数，因此本次在调查地径、树高、株数的基础上，同时进行了冠幅调查。

2.3.3 因林木生物量能反映林木与环境在能量流动和物质循环上的关系，从而数据化表达其生长状况，因此，4 年调查时，为便于综合分析林木的生长状况，采用范少辉等人[2]建立的杉木单株各器官生物量与地径、树高的回归生长模型来计算单株生物量，其方法是通过杉木的叶、枝、干、皮分别不同的模型计算出林木单株的生物量：如： 树干生物量WS= 4.190 782×(DG2×H)1.030 663+41.929 12(其中DG为地径、H为树高)。由于杉木萌芽条其根系吸收水分和养分不仅有自身后期生长的根系，也有从原伐根根系吸收，所以本试验未考虑根系生物量。

2.3.4 采用断面积平均法(地径平方和法)计算出每个小区杉木萌芽条的平均地径；用算术平均法计算出小区平均树高、平均冠幅、单株平均生物量，试验结果分析均采用小区平均数进行。对调查数据利用Excel2003进行计算、统计处理，方差分析采用SPSS19.0进行，各试验方法差异显著性两两比较采用q检验法。

3 试验结果分析

3.1 各试验方式结果分析

3.1.1 1年时萌芽条地径和树高生长状况，见表1。

3.1.2 双因素交互作用对地径和树高影响方差分析

由表2和表3得出，萌芽条培土与不培土相比，其地径和树高生长差异达极显著水平(F值大于F0.01)；3种除萌方式的地径和树高生长差异也达到极显著水平(F值大于F0.01)。本次试验未发现培土因素与除萌方式之间的交互作用显著影响，区组间也未发现差异显著。

表1 不同处理生长1a杉木萌芽条地径和树高的生长状况 cm

表2 不同处理1 a杉木萌芽条地径方差分析

表3 不同处理1 a杉木萌芽条树高方差分析

3.1.3 各处理方式对地径和树高生长影响 萌芽条培土与不培土相比，其地径和树高生长差异达极显著水平，培土的地径为3.29 cm，比不培土的2.67 cm大23.2%；培土的树高为86.83 cm，比不培土的66.65 cm大30.3%。

3种除萌方式地径和树高生长差异极显著之间仍需两两比较，对此采取q检验法展开多项比较：

表4 不同除萌方式1 a地径和树高多重比较(cm)

3.2 4年时各试验方式结果分析

3.2.1 4年时萌芽条冠幅和生物量生长状况

表5 不同处理生长4 a杉木萌芽条冠幅和生物量的生长状况

3.2.2 考虑双因素交互作用对冠幅和生物量影响方差分析

表6 不同处理4 a杉木萌芽条冠幅方差分析

由表6和表7得出，萌芽条培土与不培土相比，其冠幅和生物量生长差异达极显著水平(F值大于F0.01)；3种除萌方式的冠幅和生物量生长差异也达到极显著水平(F值大于F0.01)。培土因素与除萌方式之间的交互作用本次试验未发现显著影响，区组间也未发现差异显著。

表7 不同处理4 a杉木萌芽条生物量方差分析

3.2.3 各处理方式对冠幅和生物量生长影响的比较 萌芽条培土与不培土对比，其冠幅和生物量生长差异达极显著水平，培土的冠幅X_Aj为2.03 m，比不培土的1.77 m大14.7%；培土的生物量X_Aj为8.41 kg株-1，比不培土的6.78 kg株-1大24.0%。

3种除萌方式冠幅和生物量生长差异极显著之间仍需两两比较，对此仍采用q检验法展开多项比较：

表8 不同除萌方式4 a冠幅和生物量多重比较

当a=0.01水平时，冠幅W2=0.18、W3=0.22；生物量W2=0.79、W3=0.92，由表8可知，以上3种除萌方式对杉木萌芽4年时冠幅生长的影响差异都达到极显著水平，二次除萌与不除萌以及一次除萌与不除萌之间生物量的生长差异也达到了极显著水平；当a=0.05水平时，生物量W2=0.55，由此可判断出二次除萌与一次除萌之间4 a时生物量生长差异达到显著水平。

4 总结和讨论

4.1 杉木萌芽条生长的关键是自身要具有完整独立的营养器官，最重要的是在1～2年内其萌生的伐根死亡前形成自己完整的根系。试验表明：对伐根上萌生的萌芽条培土，在改善其生长的水、肥、气、热条件的同时，促进了萌芽条通过伐根的根系吸收养分，同时加快了自己根系的生长，使自己的根系也能吸收水分和土壤养分，从而促进了萌芽条的生长。

4.2 通过1年和4年两次观测分析，通过采伐后第二年对杉木萌芽条采用不除萌、1次除萌、2次除萌3种方式的除萌处理，会对其后萌芽条的地径、树高、冠幅、单株生物量生长状况产生明显的影响。其中对于其萌芽条生长状况最好的处理方法是2次除萌，1次除萌效果次之，不进行除萌的处理方法对于其生长状况是最不利的。

4.3 一年两次的除萌处理方式中，第一次是在杉木生长最为旺盛的6月进行。仅保留2株萌芽条的做法，可以使水分和养料集中被保留株吸收，以得到更好的利用。保留株在这种状况下能够迅速发育成长。与此同时，伐根的其他部位出现的2次萌芽相对于保留株也处于劣势地位，并不能对保留株形成大的影响。第二次除萌是在杉木生长势头减缓的9月，此时将两株中较为健壮的一株保留，而将另外一株和新生的萌芽全部剔除。此时的保留株基本已近一米的树高，具有充分吸收伐根养分的能力，在与其他萌芽的竞争中，处于绝对的优势，从而抑制了3次萌芽的发生。

4.4 除萌时间应在9月。此时除萌，因为时间较晚，伐根上的萌芽已经出现很多，养分的分散现象严重。一般情况下，其中的单株，其株高、地径大小都要比两次除萌方式的保留株更小。相比一年两次除萌处理的保留株而言，其个体高度、地径更小；对伐根养分的吸收更少。因而，虽然此时杉木生长已开始减弱，但依然会有2次萌芽出现。这就导致次年仍需一次除萌工作。就工作量而言，两种处理方法是相近的。但后者除萌时间推迟，会导致当年树高和地径生长量减少，4年后的冠幅和生物量也减少。

4.5 本试验仅对培土和除萌方式至4年时的地径、树高、冠幅、单株生物量生长状况进行了观测和分析，其后对林木生长的影响以及试验地萌芽条保存率及单位面积总生物量还需另行跟踪分析。在试验中，发现其他因子的影响，比如采伐时间、伐根高度及伐根地径大小、伐根方位、伐区地形、是否炼山等诸多因素都对杉木的萌芽更新都有影响，这些因子的影响有待进一步进行了解和研究。

参考文献：

[1] 陈华豪,丁思统,洪伟,等．林业应用数理统计[M]．大连:大连海运学院出版社,1988

[2] 范少辉,何宗明,林光耀,等.立地管理措施对2代5年生杉木林生长影响[J]. 林业科学研究,2006，19(1):27-31

[3] 叶镜中.杉木萌芽更新[J].南京林业大学学报:自然科学版,2007,31(2):1-4

[4] 赵本虎,张锡. 杉木萌芽林经营技术[J]. 四川林业科技,1985(04):53-56

[5] 林武星,叶功富.杉木萌芽更新原理及技术述评[J].福建林业科技，1996,23(2):19-23

[6] 陈国瑞.炼山对二代5年生杉木幼林生长的影响[J].福建林业科技，2005,32(4):56-59

[7] 马祥庆,何智英,俞新妥.不同林地清理方式对杉木人工林地力的影响[J].林业科学,1995,31(6)：485-490

[8] 胡宗庆.不同经营模式对杉木人工林生长影响的研究[J].华东森林经理,2007,21(1):23-25

[9] 杨旭静,应金花.收获与迹地清理对二代杉木幼林生长影响初报[J].福建林学院学报,1999,19(2):174-177

[10] 田晓萍.杉木萌芽更新的研究[D].福州：福建农林大学,2008

[11] 方宗辉.福建省杉木人工林生物量及其分配研究[J]. 福建林业科技,2005,32(3):82-85

[12] 李顺秋.间伐强度对杉木伐桩萌芽特性的影响[J].林业勘察设计,2013(1):25-29