不同混交方式杉木人工林生长量影响研究

范洪志

(龙岩市永定区林业局坎市林业站，福建 龙岩 364117)

1 引言

杉木(Cunninghamlanceolataa(Lamb.) Hook)是我国南方最重要的速生用材树种。近几十年来，杉木人工林取代自然林并不断连栽引起的土壤质量恶化，生产力下降等问题凸显，严重制约了杉木人工林产业发展。研究通过不同混交方式下杉木人工林生长量影响研究，为揭示不同混交方式下杉木人工林生长及林下植被数量、特征的变化，提高杉木人工林产业可持续生长发展[1～4]。

2 试验地概况

试验地位于龙岩市永定区坎市镇秀山村6个林业小班，属亚热带季风气候、冬暖夏凉、温暖湿润；年平均气温20.6 ℃、极端最高温37.5 ℃、极端最低温-2.6 ℃，无霜期332 d左右；年平均降水量1515 mm，海拔341 m；土壤为山地红壤、肥沃疏松、腐殖质层厚，属Ⅱ类地；造林地属荒山，植被主要有五节芒、白茅、芒萁等，面积342亩，见表1。

表1 秀山村杉木造林小班一览

3 试验设计与方法

3.1 试验设计

试验地选择土层厚度、坡度、海拔、成土母质等立地条件基本一致的林地，设计试验处理方式：混交方式，采用随机区组设计，各设3个区组。每个处理样地20 m×20 m，2013年4月份造林，造林密度2505株/hm2。

试验设3种不同林地混交方式，采用随机区组设计，设3个区组，共设9个试验小区。①杉木和南方红豆杉(Taxuschinenwsisvar.maireiChengetL.K)混交，混交比例为7∶3。②杉木和闽楠(Phoebebournei)混交，混交比例为7∶3。③杉木纯林。

3.2 试验方法

3.2.1 生长量调查

实验林为2013年4月造林，2015年10月、2017年10月、2019年10月对标准样地内林木的生长调查基础上，分别进行每木检尺，实测林木的树高、胸径等。

3.2.2 林下植被调查

实验每2年对标准样地内林木的林下植被调查基础上，2013以及2019年采用样方法进行林下植被调查，每块标准地内设置5个2 m×2 m小样方，测定样方内植被种类、数量、频度、高度和盖度等，计算每一物种重要值。采用的计算指数：Margale 丰富度指数、Simpson 优势度指数和Shannon～Wiener 指数以及 Pielou 均匀度指数[5～7]来分析林下植被的结构参数在林分中的特点。

Margalef丰富度指数：R=S-1/ln(N)

(1)

Shannon-Wiener多样性指数：H=-Σ[(Ni/N)ln(Ni/N)]

(2)

Pielou均匀度指数：E=H/ln(S)

(3)

式(1)～式(3)中，S为物种数；N为全部种的个体总数；Ni为第i个种的个体数。

3.2.3 数据统计分析

使用Microsoft office Excel 2003进行数据录入、统计，应用SPSS 20.0软件进行数据的方差分析、T检验和LSD多重比较等统计分析，试验结果用平均值±标准差表示。

4 结果与分析

4.1 不同混交方式对杉木人工林胸径和树高生长的影响

由表2可见，不同混交方式杉木人工林胸径、树高生长存在显著差异。不同混交方式杉木4年生胸径大小排序为杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林。杉木与闽楠混交林平均胸径为3.61 cm，显著的比杉木×南方红豆杉、杉木纯林处理分别大4.50%、2.00%。不同混交方式树高大小排序为杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林。杉木×闽楠分别比杉木×南方红豆杉、杉木纯林树高增长量大0.30%、0.60%，在树高差异表现并不显著。

6年生杉木胸径大小排序为杉木×闽楠>杉木纯林>杉木×南方红豆杉，杉木与闽楠混交林平均胸径为6.77 cm，比杉木纯林高0.30%(0.02 cm)，比杉木×南方红豆杉显著高1.35%(0.09 cm)；树高大小排序为杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林。

综上所述，不同混交模式杉木人工林年平均胸径增长量表现为杉木×闽楠(0.86 cm)>杉木×南方红豆杉(0.79 cm)>杉木纯林(0.77 cm)；年平均树高增量表现为杉木×南方红豆杉(0.83 m)>杉木×闽楠(0.82 m)>杉木纯林(0.83 m)，造林初期杉木生长并无显著差异，随着时间的延长，差异逐渐显著。

表2 不同混交措施杉木人工林胸径和树高比较

4.2 不同混交措施对杉木单株材积的影响

由表3可见，不同混交措施对4年生杉木人工林平均单株材积影响不同，6年生时其单株材积生长量表现为：杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林，其年生长量也表现为：杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林。表明采取混交经营措施能有效增加土壤养分含量，缓解土壤肥力下降、提高土壤肥力对杉木的生长有促进作用。

表3 不同混交措施杉木人工林平均单株材积比较

4.3 不同混交措施对杉木人工林林下植被数量特征的影响

由表4可见，不同混交方式对杉木人工林林下植被数量特征有较大的影响，其中杉木与南方红豆杉、闽楠混交林其林下植被数量及生物多样性指标等明显高于杉木纯林，不同混交方式的杉木人工林林分其物种丰富度、群落盖度%、Shannon-Wiener 多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数均表现为：杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林。3种混交方式林下植被丰富度与多样性等指标随着林分年龄的增加均有不同程度的上升趋势，其中杉木与闽楠混交增加幅度最大，其次是杉木与南方红豆杉混交，杉木纯林变化最小。

表4 不同混交措施林下植被数量特征

4.4 不同混交措施对杉木人工林林下植被的物种组成的影响

由表5可知，不同混交方式对6年生杉木人工林林下植被的物种组成影响不同，其中杉木×南方红豆杉的林地混交的方式所形成的群落的物种组成最为丰富，达10种，共5科8属；其中群落中含大戟科，禾本科，蔷薇科，山茶科，鼠立科。杉木×闽楠混交的方式所形成的群落的物种组成有7种，隶属4科5属；群落中含有蔷薇科，桑科，山茶科，百合科。杉木纯林的林地混交的方式所形成的群落的物种组成有8种，隶属5科6属；群落中含山茶科，菊科，鼠立科，苦木科，葡萄科。

表5 不同林地混交措施下的物种组成

5 结论与讨论

5.1 讨论

研究表明，不同混交模式杉木人工林年平均胸径增长量表现为杉木×闽楠(0.86 cm)>杉木×南方红豆杉>杉木纯林、年平均树高增量表现为杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林(0.83m)，而在不同混交方式的杉木人工林林分其物种丰富度、群落盖度%、Shannon-Wiener 多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数均表现为：杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林，林下植被组成中，杉木×南方红豆杉的林地混交的方式所形成的群落的物种组成最为丰富，闽楠与杉木混交对林木生长有促进作用，胸径、树高、单株材积和林分蓄积均明显高于杉木纯林和其他混交林。杉木×南方红豆杉混交加大了物种多样性，林下植被更加丰富，对林木的生长以及林下植被环境具有一定的促进作用，其结果与其他学者研究结果相同[7]。

以上可得出混交能提高植物的生长量，也能提高林下植被物种多样性，可为今后杉木人工林的造林提高抗灾、抗害提供参考选择。

5.2 结论

通过研究杉木×南方红豆杉、杉木×闽楠及杉木纯林3种混交模式，以杉木的年平均生长胸径、树高、材积、林下植被数量特征及物种组成为研究指标，评价了不同混交方式对杉木生长量以及林下植被物种丰富度的影响。结果如下。

(1)不同混交模式杉木人工林年平均胸径增长量表现为杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林；年平均树高增量表现为杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林。

(2)不同混交模式单株材积生长量表现为：杉木×闽楠>杉木×南方红豆杉>杉木纯林。

(3)不同混交方式的杉木人工林林分其物种丰富度、群落盖度%、Shannon-Wiener 多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数均表现为：杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林。

(4)不同混交方式的杉木人工林林分其物种组成表现为：杉木×南方红豆杉>杉木×闽楠>杉木纯林。