马尾松套种黄花倒水莲复合经营效应分析

摘 要：研究马尾松林下套种黄花倒水莲的复合经营效果，以马尾松纯林（CK）为对照，在马尾松林下进行套种黄花倒水莲的对比试验，分析比较马尾松套种黄花倒水莲的林分结构、生长状况以及生长环境变化。结果表明：马尾松林下套种黄花倒水莲可以形成复层林分，黄花倒水莲生长状况良好，黄花倒水莲5年生时，叶、茎、根鲜重平均为1504.34 kg·hm-2;套种（FH）处理与不套种（CK）处理相比马尾松冠幅、冠状平均胸径、平均树高、单株立木材积增长量分别增加30.8%、68.0%、44.0%、4.3%和75.0%;两个处理马尾松平均胸径和单株立木材积增长量间存在极显著差异，套种（FH）处理保留马尾松的单株材积得到大幅度提高，林分生长环境得到改善，趋于友好型。说明马尾松林经间伐后套种黄花倒水莲经营效果较好。

关键词：马尾松;黄花倒水莲;复合经营;经营效果

中图分类号：S567.19;S791.27  文献标志码：A  文章编号：0253-2301（2019）11-011

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.11.011

Analysis on the Compound Management Effect of Pinus MassonianaInterplanted with Polygala Fallax Hemsl

XIA Wei

Abstract： The compound management effect of Pinus massonianaforest interplanted with Polygala fallax Hemsl was studied in this paper. As compared with the pure Pinus massonianaforest， the comparative experiment was conducted to analyze and compare the growth status and growth environment changes of Pinus massoniana forest interplanted with Polygala fallax Hemsl. The results showed that Pinus massonianaforest interplanted with Polygala fallax Hemsl could form multistoried stand， and Polygala fallax Hemsl has grown in good condition， whose average fresh weight of leaf， stem and root could be 1504.34 kg·hm-2 when it was five years old. Compared with noninterplanting treatments （CK）， the canopy， coronal mean DBH， mean tree height， and single tree volume increment respectively increased by 30.8%， 68.0%， 44.0%， 4.3% and 75.0%. There was a significant difference between the average DBH and single tree volume increment of Pinus massoniana， and the single tree volume of Pinus massoniana with interplanting treatment was greatly increased， and the growth environment of stand was improved and tended to be friendly. The results showed that the management effect of Pinus massoniana forest interplanted with Polygala fallax Hemsl was better after intermediate cuttings.

Key words： Pinus massoniana; Polygala fallax Hemsl; Compound management; Management effect

黄花倒水莲Polygala fallax是一种珍贵药用植物，具有镇咳、祛痰、保肝护肝、补益气血等功效[1-3]。研究表明，黄花倒水莲在抗衰老[4]、促智[5]等方面也有积极作用。

黄花倒水莲主要药用部位为根，但全株均可入药，利用黄花倒水莲叶片制作的保肝护肝茶，市场前景看好。

近年来，黄花倒水莲野生资源被大量、掠夺性采挖，野生资源已严重不足，加上其野生繁殖效率较低[6]，远不能满足市场需求。因此，人工栽培黄花倒水莲是资源保护、开发和利用的重要途径之一[7]。如何利用现有的森林环境，采用生态培育的方法，在林下进行复合经营是现代林业发展的方向。马尾松Pinus massoniana是我国南方林区广为分布和人工栽培的速生丰产树种，生长迅速，材质优良，全身是宝，用途广泛，经济价值高[8]。但受到诸多因素的影响，马尾松人工林多为纯林，其生態系统并不稳定，病虫害较多，枯枝落叶富含油脂，难分解，容易导致森林火灾。从另一角度分析，现有马尾松林经营密度较大，难以培育大径材。有研究表明：迄今，我国中小径材资源，已经较为充足，而大径材严重不足，大径材的经济价值大大超过中小径材[9]。鉴于此，本研究依托已有马尾松林，在其林下种植黄花倒水莲，试图构建马尾松与黄花倒水莲复合林分，探索互相利用、相得益彰的友好型发展途径，以期提高林分生产力，开辟复合经营的有效途径。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省明溪县（26°8'～26°39'N，116°47'～117°35'E）。明溪县属于中亚热带大陆性兼海洋性气候，年平均气温18.0℃，平均降水量1800 mm，无霜期262 d，全年日照时数1788.6h，平均空气相对湿度81%，气候温和，雨量充沛，光照充足，自然环境优越，适合林木生长。试验地设在明溪县福田寨林业采育场场部工区，海拔485 m左右，试验林分为1998年营造的马尾松纯林。2014年年底调查测定林分密度1700～1855株·hm-2，平均胸径15.2cm，平均树高18.3m，郁闭度0.74～0.84。主要植被有小刚竹Phyllostachys sulphurea、乌饭Vaccinium bracteatum、老鼠刺Llex pernyi、芒萁Dicranopteris dichotoma、五节芒Miscanthus floridulus、中华里白Dicranopteris chinensis、丝茅Imperata koenigii等。

1.2 试验方法

2014年底在同一面坡3个区段（上、中、下）设3个区组，内设2块标准地，每块标准地面积30m×30m。试验设2个处理，（1）FH处理：按照试验设计进行间伐，保留上层马尾松750株·hm-2;间伐后进行全面劈草，然后进行定点块状整地，穴规格30cm×30cm×20cm，挖明穴，回表土。于2015年2月采用1年生黄花倒水莲扦插苗造林，种植株行距1.5m×1.5m。种植后头2年，在黄花倒水莲种植株周围进行锄草、松土、扩穴、培土，把清除的杂草、枯枝落叶、石块等按照等高线堆积。（2）对照（CK）处理：马尾松林不间伐，不套种黄花倒水莲。

1.3 项目测定方法

黄花倒水莲套种后每年选择5株平均株，在落叶前测定叶鲜重。2018年9月在黄花倒水莲未落叶前调查现存株数，在各标准地中先测定黄花倒水莲的高度、基径，计算出平均高度和平均基径。以平均高和平均基径（误差不超过±5%）选择5株平均株，作为标准株，采用全株收获法测定叶、茎、根等鲜重。

2018年12月对标准地马尾松林进行全面调查测定。每木测定胸径、树高、枝下高、冠幅和冠长等。以平均胸径和平均树高，采用公式（1）计算马尾松单株立木材积，再依据各处理的保留木计算出单位面积立木材积。

V松=0.00006234D1.855150H0.956825（1）

于2018年9月测定土壤容重、土壤含水量以及地温、气温、空气相对湿度、光照强度等。土壤取样在各标准地按照“X”形，建立5个土壤剖面，在表土层（0～20cm）取样。土壤容重采用环刀法测定[10]，土壤含水量采用酒精燃烧法[10]测定。在相对应的位置建立固定小气候观测点，采用曲管地温表测定土壤温度，采用通风干湿表测定（高度距地表面1m）气温、空气相对湿度，光照强度在林内多点（3点以上）采用ZF2型照度计测定。

间伐后及每年9月份，采用LAI2000植物冠层分析仪多点（5点以上）观测，以平均值表达林分郁闭度。

1.4 数据处理

试验数据采用EXCEL软件进行差异显著分析统计。

2 结果与分析

2.1 林分结构

林分结构能够反映林分稳定状况。合理的林分结构能够有效地利用水肥气热各因子，提高林分生产力。已有马尾松林经间伐后，保留木减少，形成了空间异质性，林中光照度和營养条件都发生了变化。

试验结果表明，CK处理树种单一，且为同龄林，外貌呈单层林，层片单一，马尾松林分密度1820株·hm-2，树冠狭窄，平均冠幅2.6 m，平均树冠5.0 m，树冠生长拥挤，枝下高急剧上升。枝下高与全高的比值已经超过2/3，叶量偏向树上部。在林业实际生产中枝高比为2/3时，往往被基层林业工作者作为疏伐的指标。马尾松对光照强度十分敏感，不及时疏伐，会严重制约林木生长。FH处理马尾松间伐后套种黄花倒水莲，物种组成由单一的马尾松林转变为上部为马尾松，下部为黄花倒水莲复合林分，物种组成较为复杂。马尾松保留数量比CK处理降低58.8%。喜光的马尾松位于林分上层，光照较好，林木生长空间得到释放，FH处理与CK处理比，冠幅、冠长分别增加30.8%和68.0%。树叶是林木有机物生产的唯一场所，树冠增大，必然有利于保留木生长发育。相对耐荫的黄花倒水莲处于林分下层，可以利用马尾松上层透过或折射的光照较好生长发育。黄花倒水莲种植4年时，植株高为0.95～1.41m，而马尾松的枝下高在14.1m左右，两树种层次分布明显。从地下根系空间分布分析，马尾松为深根性树种，主要活动根系在80～100cm或以上，黄花倒水莲为浅根性植物，一般分布在30～50 cm，地下根系分布也层次明显。黄花倒水莲种植4年时，平均冠幅达到0.86 m，平均覆盖度达到48.0%，对林分生态功能的发挥起着积极作用。由此可见，间伐后间种黄花倒水莲改变了林分结构，可以提高林分抗逆性和稳定性。

2.2 马尾松生长状况

生长环境的改变对马尾松生长产生了深刻影响。表1是试验后4年不同处理马尾松林分生长状况。从表1可以看出，FH处理中马尾松平均胸径、平均树高、单株立木材积增长量比CK处理分别增加44.0%、4.3%和76.3%。方差分析结果表明，两者平均树高增长量间差异不显著;两者平均胸径增长量间以及单株立木材积增长量间存在极显著差异;两者单位立木材积增长量间存在显著差异。CK处理单位立木材积增长量大于FH处理，原因是CK处理立木株数高于FH处理。如考虑FH处理2014年间伐获得的约98m3·hm-2蓄积，则FH处理总蓄积高于CK处理，表明FH处理有利于马尾松保留木个体生长。培育和经营大径材是现代林业发展的趋势，也符合马尾松生长规律，马尾松是适合培育大径材的速生丰产树种。从市场经济角度分析，大径材的经济价值明显高于中小径材。FH处理促进马尾松个体生长与间伐后释放了生长空间，保留木可获得充足的光照、水分和养分有关，也与套种黄花倒水莲的耕作措施的使用以及其每年有大量枯枝落叶回归林地，促进马尾松枯枝落叶分解，加速林地营养物质良性循环等有关。说明马尾松套种黄花倒水莲复合经营能够促进马尾松保留木生物量积累，有利于培育马尾松大径材。

注：表中N、D、H、V1、V2分别为株数（株·hm-2）、平均胸径（cm）、平均树高（m）、单株立木材积（m3·hm-2）、单位面积立木材积;同列数据后不同大、小写字母分别表示差异达0.01、005显著水平。

2.3 黄花倒水莲生长状况

黄花倒水莲天然分布在山坡疏林下或沟谷丛林中，形成需要一定庇荫和一定光照度的生物学特性。试验结果表明，黄花倒水莲在马尾松林下种植保存率较高，五年生种植保存率达到92.8%。平均株高达到1.10m，最高为1.80m，平均基径1.84cm，最大为3.80cm。5年生叶、茎、根鲜重平均为1504.3kg·hm-2，其中叶鲜重102.9kg·hm-2，占总鲜重的6.8%;茎鲜重为585.8kg·hm-2，占总鲜重的38.9%;根鲜重为802.2kg·hm-2，占总鲜重53.3%。

2.4 主要生长环境分析

无论是马尾松还是黄花倒水莲，在生长发育过程中都需要良好的生长环境。表2是马尾松与黄花倒水莲复合林与马尾松纯林生长环境主要因子测定结果。

2.4.1 土壤容重 从表2可知，FH处理林地0～20cm土层土壤容重为1.216g·cm-3，比CK处理林地同层土壤容重降低3.8%。土壤容重是土壤肥力的重要指标之一，可以反映土壤緊实状况，FH处理林地表层土壤容重降低，表明FH处理林地土壤较CK处理疏松，说明种植黄花倒水莲使得林地土壤结构和垒结状况变好，土体疏松透气，有利于水分渗透和养分输送。

2.4.2 土壤含水量 从表2可以看出，马尾松套种黄花倒水莲的FH处理林地0～20cm土层土壤含水量为17.24%，而CK处理马尾松纯林林地0～20cm土层土壤含水量只有15.17%，前者比后者土壤含水量提高2.07%，表明复合经营后土壤含水量较高。马尾松纯林林地干燥，土壤含水量较低，加上枯枝落叶富含油脂，又不易分解，是诱发森林火灾的主要原因之一。说明套种黄花倒水莲的马尾松林土壤相对湿润，含水量高，马尾松黄花倒水莲复合经营具有较好的保水和蓄水能力，不仅有利于马尾松和黄花倒水莲的生长发育，也有利于发挥林分的生态功能。

2.4.3 光照强度 从表2可知，CK处理马尾松林内光照强度的平均值只有裸地（全光照8.77×104lx）的27.7%，而马尾松套种黄花倒水莲的FH处理，由于间伐一定林木，林内光照强度得到提高，FH处理林内光照强度的平均量则是裸地的47.3%，FH处理林内光照强度比CK处理增加70.8%。表明复合林光照强度得到增强。在高度郁闭的林分内，由于光照不足，微生物种类及其活动能力下降，严重影响生境质量的提升。黄花倒水莲虽然可耐一定庇荫，但要获取更高生物量需要一定的光照度。所以，马尾松林适度间伐，甚至是强度间伐，也是关键的技术措施之一。

2.4.4 温、湿度 从气温、空气相对湿度与地温观测结果（表2）可知，FH处理与CK处理相比林内气温提高0.9℃，地温降低1.3℃，空气相对湿度增加4.3%。从总体分析，FH处理林内小气候相对于CK处理，表现为湿润、通风透气的生长环境，马尾松虽然耐干旱、耐瘠薄，但要达到速生丰产要求林地水分充足，土壤疏松、肥沃。黄花倒水莲要获得较高的产量也要求湿润、疏松、肥沃的生长环境，马尾松林套种黄花倒水莲形成的小气候变化有利于马尾松和黄花倒水莲的生长发育。

注：测定时间2018年9月20日;土壤容重、土壤含水量、地温为0～20cm土层，光照强度、气温、空气相对湿度为上午10：00测定值。

3 结论与讨论

试验结果表明，马尾松林进行适度间伐后套种黄花倒水莲可以形成复合林分，经营效果较好。马尾松套种黄花倒水莲林分结构较为复杂，但层次明显，能够合理利用林中资源，还能改善生境条件，与不间伐、不套种黄花倒水莲的对照处理相比，表土层土壤容重降低3.8%，土壤含水量提高13.6%，光照强度增加70.8%，林内气温提高2.07%，地温降低13℃，空气相对湿度增加4.3%。黄花倒水莲种植保存率达到92.8%，5年生叶、茎、根鲜重平均为1504.3kg·hm-2，表明黄花倒水莲在马尾松林下可以种植，能够获得较高的黄花倒水莲产量。马尾松间伐后套种黄花倒水莲处理与不间伐、不套种的对照处理相比平均胸径、平均树高、单株立木材积增长量分别增加44.0%、4.3%和76.3%。两个处理马尾松平均胸径和单株立木材积增长量间存在极显著差异，表明马尾松间伐后套种黄花倒水莲处理促进了马尾松保留木生长，有利于培育马尾松大径材。黄花倒水莲的生物学特性要求需要一定庇荫，但要提高产量也需要一定光照度[11]。如何调控上层林密度，掌握黄花倒水莲产量与上层林郁闭度的耦合关系及其配套技术，有待于今后深入研究。

参考文献：

[1]中国民族药志编委会.中国民族药志[M].第4卷.成都：四川民族出版社，2007：572-578.

[2]陈书坤，李恆，陈邦余.中国植物志（第四十三卷第三分册）[M].北京：科学出版社，1997：151-152.

[3]谢万宗，范崔生，朱北仪.全国中草药汇编（上册）[M].北京：人民卫生出版社，1996：791.

[4]费希同，唐军荣，巨苗苗，等.黄花倒水莲研究进展[J].湖南林业科技，2014，41（5）：76-79.

[5]张东明，李创军，陈乃宏.远志属中药有效成分的研究[C]//第十届全国中药和天然药物学术研讨会，2009：30-31.

[6]张海龙.木本药用植物黄花倒水莲生长季节裸根苗移栽试验[J].江西林业科技，2012（6）：10-12.

[7]张君诚，宋育红，张钦增，等.珍贵药材黄花倒水莲的群落结构及物种多样性研究[J].植物遗传资源学报，2012，13（5）：819-824.

[8]安徽农学院林学系.马尾松[M].北京：中国林业出版社，1982.

[9]杨先锋，叶金山.关于杉木大径材定向培育几项措施的初步探讨[J].江西林业科技，2001，（2）：32-34.

[10]中科院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海：上海科技出版社，1978：514-518.

[11]余昌元.黄花倒水莲生态公益林下栽培技术[J].乡村科技，2017（21）：44-45.

（责任编辑：林玲娜）

收稿日期：2019-09-19

作者简介：夏伟，男，1972年生，林业工程师，主要从事营林技术研究与管理工作。