杉木枫香混交林生长效果及林下植物多样性分析

郭惠

（福安市甘棠林业站， 福建 福安355009）

杉木（Cunninghamia lanceolata） 是我国特有的速生丰产树种，在福建闽西北地区深受广大林农的喜爱[1]。但近几十年来杉木人工纯林面积增长较快，有些地方林下植被和枯枝落叶层也没有得到妥善保护，结果导致林分地力衰退，森林生态效益降低，虫害病害灾情加剧[2]，营造混交林能有效改善这些不良状况的发生[3,4]。枫香（Liquidambar formosana） 为落叶乔木，秋冬季节枫香凋落叶回归林地表面，形成良好的腐殖质层，对土地肥力的恢复具有促进作用，同时也有助于林地植物的生长。本文对2010 年营建的杉木枫香混交林的生长情况及其林下灌草多样性等进行调查分析，为人工林林地的可持续经营提供参考。

1 试验地概况

试验地设在福安市甘棠镇牛加洋村（119°37′E，26°52′N，海拔50 ～286m），属中亚热带海洋性季风气候，年均气温18℃，年降水量1350 ～2050mm，年均日照时间1906h，年无霜期230 ～300d。试验地立地类型为Ⅲ类地，西南坡，坡度30°，红壤，土壤肥力较好，适宜杉木、枫香生长。

2 材料与方法

2.1 试验设计

田间试验设计采用完全随机区组试验设计，3 次重复、3 个处理。3 个处理分别为杉木纯林、杉木与枫香1∶1 混交、杉木与枫香3∶1 混交，小区面积1hm2，混交方式为带状混交。2010 年9 月整地，株行距2m×2m，造林密度为2500 株·hm-2，穴规格60cm×30cm×30cm，造林前施足基肥。2010 年12 月定植，供造林苗木为1年生实生苗。造林后采用常规幼林抚育管理。

2.2 调查及统计方法

造林次年秋季调查成活率，第5 年调查保存率。2019 年5 月采用样方法对试验林进行物种多样性调查，在每个处理林地中随机选10 个10m×10m 乔木层样方，并在每个乔木层样方的四角和中心设5 个2m×2m 的小样方，调查并记录样方中灌木层和草本层的物种数、株数、地径、株高、株数和盖度等；2019 年12 月，在样方内调查每木树高、胸径，并根据《福建省杉木人工林二元立木材积表》和《福建省阔叶树二元立木材积表》计算单株材积和单位面积蓄积量。同时，参考卢扬煦等[5]方法计算灌木层和草本层的物种丰富度指数、物种多样性指数、物种均匀度指数、物种优势度等。所有数据采用Excel 2010 和SPSS17 软件分析。

3 结果与分析

3.1 杉木枫香混交林的造林成活率和保存率

从表1 可见，混交林中的杉木造林成活率和保存率均高于纯林杉木，其中，杉木枫香1∶1 混交林中的杉木成活率（97.0%）、保存率（95.0%） 最高，其次是杉木枫香3∶1 混交林，纯林杉木造林成活率和保存率最低。此外，杉木枫香1∶1 混交林中的枫香成活率、保存率也均高于杉木枫香3∶1 混交林。

表1 杉木纯林与混交林的造林成活率和保存率

3.2 杉木枫香混交林的生长量

由表2 可知，混交林的杉木单株平均胸径、树高和材积均高于纯林，表现为杉木枫香1∶1 混交林＞杉木枫香3∶1 混交林＞纯林杉木；杉木枫香1∶1 混交林的总蓄积量（130.24m3·hm-2） 最大，其次是3∶1 混交林（96.87m3·hm-2），纯林杉木的总蓄积量（50.42m3·hm-2） 最小。

表2 杉木纯林与混交林的生长情况

3.3 杉木枫香混交林林下物种多样性

经调查，不同杉木造林模式林下灌木和草本层的物种多样性存在差异，其中纯林杉木林下灌木主要为鹅掌柴、天仙果、毛冬青，草本层以乌毛蕨、深绿卷柏、萱草为主；杉木枫香1∶1 混交林下灌木有毛冬青、少叶黄杞、弯蒴杜鹃、枇杷叶紫珠、酸藤子等，草本层有玉叶金花、里白、花葶苔草、乌毛蕨；杉木枫香3∶1混交林下灌木有狗骨柴、山矾、酸藤子、朱砂根等，草本层则以乌毛蕨、玉叶金花、深绿卷柏、芒萁等为主。

由表3 可知，3 个造林处理的灌木层物种丰富度指数和多样性指数均优于草本层，说明每个处理的林下物种组成主要以灌木为主；混交林的灌木层和草本层的物种丰富指数、多样性指数均高于纯林杉木，且达到显著差异，表明纯林杉木林下物种组成较为单一。从表3 还可看出，混交林中的灌木层和草本层均匀度指数比纯林杉木高，说明纯林杉木中的物种分布较为集中；纯林杉木中的灌、草层优势度指数高于混交林，分别为0.58、0.48，说明在纯林杉木中部分灌草占据绝对优势，对其他物种的生长具有抑制作用。

表3 杉木纯林与混交林的物种多样性分析

4 小结与讨论

杉木幼龄时期生长速度较慢，较耐荫，适当遮荫更有利于杉木幼苗生长。枫香属喜光植物，与杉木混交造林，在杉木幼龄期可起到荫蔽作用，在立体空间上对光照进行合理利用。本试验中，杉木枫香混交林中的杉木造林成活率和保存率比纯林杉木高，其中杉木枫香1∶1 混交林中的杉木成活率（97.0%）、保存率（95.0%） 最高，其次是杉木枫香3∶1 混交林，纯林杉木造林成活率和保存率最低；杉木平均胸径、树高和材积及总蓄积量表现为杉木枫香1∶1 混交林＞杉木枫香3∶1 混交林＞纯林杉木，这与陈桂琼[6]、范水荣[7]的试验结果一致，说明杉木枫香混交林在土地肥力和空间环境资源利用上更具优势。

与混交林相比，纯林杉木林下灌草组分较为单一，分布不均，部分物种占据绝对优势，这可能是纯林对环境资源的需求相对一致，种内竞争激烈，影响其他物种的生长。本研究中，杉木枫香1∶1 混交林的林下灌草丰富度指数（灌木层1.22、草本层0.76）、均匀度指数（灌木层0.87、草本层0.64） 均最高，优势度指数相对较低，表明其林下灌草种类相对丰富，且分布较为均匀，有利于改善群落生态环境，促进群落良性发展，说明杉木枫香1∶1 混交造林效果优于杉木枫香3∶1 混交林、纯林杉木。