低效次生林中套种钟萼木生长状况分析

杨宜生

(福建省建宁县林业局濉溪镇林业站，福建 建宁 354500 )

1 引言

由于长期失管，严重人为干扰或自然灾害因素等原因，在建宁地区存在着一定面积没有达到经营目标的林分，尤其是在中低山区段，存在乔木树种稀少，林分低矮，郁闭度较低，灌草杂乱丛生，林木生长量和蓄积量低于同等立地条件水平;天然更新困难，生态功能整体性退化的低效次生林，林分结构和组成已经失去完整性。鉴于此，我们在建宁县濉溪镇进行了低效次生林套种钟萼木改造试验。

钟萼木(Bretschneiderasinensis)是中国特有的稀缺树种，被列为国家一级重点保护植物[1]。其树干通直，木材硬度适中，不翘不裂，色纹美观，是优良的家具及工艺用材[2，3]；树形秀美多姿，开花时粉红色花序挂满全树，煞是好看，果实红色，呈球形，开裂后黄色多汁的外种皮镶嵌枝头，颇为喜庆，是优美的绿化观赏树种[2,4～6]，同时钟萼木树体高大，树冠开展，羽叶浓阴，每年都有大量枯枝落叶回归林地，有着较强生态功能，树皮还有药用价值[2,6,7]，是一种值得开发的多用途树种。

在低效次生林中套种钟萼木，试图重构以乔木为主的森林群落，增加物种多样性，尤其是乔木树种多样性和结构复杂性，以优化低效林的森林质量，提高林分的生物生产力和生态功能，以及体现不同空间尺度的风景变化，这是林业建设的现实需要，也是新时代林业发展的客观要求。本文着重分析钟萼木在低效次生林的生长状况，为低效次生林的改造和钟萼木人工林培育，提供技术支撑和理论依据。

2 试验地自然概况

建宁县(26°32′～27°06′N，116°30′～117°03′E)位于福建西北边陲的武夷山脉中段。境内群山环抱，金饶山是福建省最高山峰，地势突兀，南下冷空气在这里被抬高、凝聚、沉淀，形成低气温环境。年平均气温16.8 ℃，极端最高温39.9 ℃，极端最低温-12.8 ℃，年积温5061.5 ℃，冬季气候寒冷，夏季昼夜温差大，遇冰冻雪灾易导致林木折断，影响林木正常生长发育。年平均降水量1889 mm。气候温和湿润，雨水充沛，境内溪流纵横，水量丰富，是福建省最大河流闽江的正源头。建宁县闽江源国家级自然保护区内分布有数量较大的钟萼木种群。保护区的苦竹坪、朱家坳等区域发现有一定数量的钟萼木，在石燕岩有相对成片的钟萼木种群[8]。建宁县多年来重视繁育钟萼木苗木，并在丘陵山地种植，取得较好成效。

试验地设在建宁县濉溪镇圳头村39林班10大班8小班的次生林，海拔560～620 m，主坡向东北坡。次生林分原为松杂林。由于受到冰冻雪灾自然灾害的影响，又疏于经营管理，沦为低效次生林。林分中主要树种有马尾松(Pinusmassoniana)、枫香(Liquidambarformosana)、檵木(Loropetalumchinense)、油茶(Camelliaoleifera)、乌饭(Vacciniummandarinorum)等，林分平均胸径8.0 cm，平均树高6.5 m,每公顷株数1140株。

3 试验方法

2015年底在低效次生林中选择立地条件一致，林分生长状况相似的坡面设立固定标准地，四角埋入水泥桩，标准地间设有3m隔离带。标准地设立后，按照试验设计进行择伐或不择伐。试验设4个水平。

(1)ZD处理，按照等高线每隔2m择伐，开设一条种植带，清理种植带内的杂灌、杂草、树根、树头、较大石块、粗死木质残体，堆放在择伐抚育保留带内。2016年春在种植带内套种钟萼木。钟萼木苗木为采自闽江源国家级自然保护区种子，在当地培育的1年实生容器苗。种植株行距2.5 m×3.0 m，穴规格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土时，每穴混施尿素100g、钙镁磷250g，种植后前3年，每年进行幼林抚育除草2次。结合除草进行适当打枝，维持钟萼木种植株上方开放，不受庇荫。

(2)ZY处理，按照株行距4.0 m×4.0 m定点，以种植点为中心，择伐半径1.5 m内范围内所有林木，清理隙地内的杂灌、杂草、树根、树头、较大石块、粗死木质残体，堆放在圆下部择伐抚育保留区域，形成直径为3 m的冠林隙。在种植点挖穴，穴规格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土时，同样每穴混施尿素100 g、钙镁磷250 g。2016年春采用相同的钟萼木苗木种植。种植后采用与ZD处理相同的幼林抚育措施。

(3)ZK处理，在标准地内，按照块状配置，择伐4.5 m×4.5 m正方形内所有林木，块状之间留有3m宽的保留带。清理正方形内的杂灌、杂草、树根、树头、较大石块、粗死木质残体，堆放在下部保留带内，在清理的块状正方形内，按照株行距2.5 m×2.5 m进行块状整地，穴规格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土时，同样每穴混施尿素100 g、钙镁磷250 g。2016年春采用相同的钟萼木苗木种植。块状隙地周边保留3 m择伐抚育保留带。

(4)CK处理，不择伐，直接按照株行距2.5 m×3.0 m进行块状整地，穴规格60 cm×60 cm×40 cm，挖明穴，回表土时，每穴混施尿素100 g、钙镁磷250 g。2016年春种植钟萼木。钟萼木苗木与ZD处理相同，种植后前3年每年进行幼林抚育除草2次。

种植后当年年底调查造林成活率。2020年底调查保存率，并对钟萼木进行每木测定树高、胸径、枝下高、冠幅等因子。采用福建省林业调查规划院研制的阔叶树二元立木材积经验公式(式1)估算钟萼木立木材积。计算钟萼木绿量。钟萼木树冠形状多塔形，故采用式3计算钟萼木绿量。

V=0.00005276D1.882161H1.009317

(1)

(2)

(3)

式(1)、(2)、(3)中：V、D、H分别为单株立木材积、平均胸径、平均树高。Xij为第ij处理造林成活率或保存率。M为绿量，x、y分别为冠幅、冠高。

造林成活率和保存率经平方根公式(式2)转化。数据整理和方差分析采用Excel和DPS软件处理。

4 结果与分析

4.1 造林成活率与造林保存率

不同处理的生长环境有所差别，对钟萼木造林成活率和保存率影响存在差异。表1是不同处理种植株数与造林成活率、保存率调查结果。从表1中可知，造林成活率最高是CK处理，为96.2%，其次是ZD处理，为95.3%，ZY处理成活率为94.6%，最低为ZK处理92.8%，随着隙地开敞度增大，造林存活率有下降趋势，反映了钟萼木长期系统发育在中低山一带，喜温凉，幼时耐阴的生长习性。但经数据转化后的方差分析，4种处理造林成活率各处理间差异未达到显著水平，说明各处理有限度开放空间并没有显著影响钟萼木造林成活率。

表1 不同处理成活情况

从表1中也可以看出，造林保存率与造林成活率规律有所不同。造林保存率从高到低依次为：ZD处理> ZY处理>ZK处理>CK处理.隙地开敞度较小的CK处理和隙地开敞度较大的ZK处理，造林保存率都比ZY处理与CK处理造林保存率都低。但经方差分析，各处理两两造林保存率间均未达到显著差异,但ZD处理、ZY处理、ZK处理均高于CK处理，说明在低效次生林中套种钟萼木适度开放隙地有利于提高造林保存率，在隐蔽、杂灌草丛生的生长环境中，适应性较强、体量较大的杂灌草与钟萼木苗木竞争水分和营养物质具有较强的优势，影响了钟萼木的生存。因此，在幼林阶段，在适度开放的基础上，应加强抚育管理，为钟萼木植入创造有利的生长环境。

4.2 高径生长量

表2是不同处理钟萼木生长状况的测定结果。由表2中可知，不同处理间6 a生钟萼木高径生长量存在较大的差异。树高平均生长量最高为ZD处理，为2.76 m。

表2 不同处理钟萼木生长状况(6 a生)

其次是ZY处理，为2.46 m，ZK处理树高为2.28 m，ZD处理、ZY处理和ZK处理树高均极显著高于CK处理(p<0.01)；ZD处理、ZY处理显著高于ZK处理(p<0.05)；其它处理间差异不显著。

6a生钟萼木胸径最大是ZY处理，为2.71 cm，其次是ZK处理(2.64 cm)和 ZD处理(2.52 cm),最小是CK处理。ZD处理、ZY处理、ZK处理的胸径均极显著大于CK处理(p<0.01)，表明ZD处理、ZY处理、ZK处理平均胸径均极显著大于CK处理，其它处理间差异未达到显著水平。说明已有的林木或杂灌草对植入钟萼木高径生长产生了竞争或胁迫，不仅仅是争夺水分、营养物质，而且随着林龄增长，钟萼木表现出了中性偏阳的生物学特性，在生长发育过程中需要较多的光照，处于较郁闭状态的CK处理钟萼木的高径生长处于劣势。由此可知，在低效次生林中套种钟萼木，适当的人为干扰是必要的，有利于定向的保护性更新。

4.3 立木材积

材积是林木生物产量积累的重要表现[9]。从表2中可知:4种处理中单株立木材积最高是ZY处理，其次是ZD处理和ZY处理，CK处理较低；单位面积立木材积则表现为：ZD处理> ZK处理>ZY处理 >CK处理，除CK处理外，可以看出，ZD处理、ZY处理和ZK处理立木材积与经营密度相关，经营密度大，单位立木材积高，经营密度小则反之。ZD处理现存密度1258株/hm2,比ZY处理株数增加了115.8%，比ZK处理增加了22.6%，ZK处理比ZY处理增加76.0%。从单株立木材积方差分析，ZD处理、ZK处理、ZY处理与CK处理间存在极显著差异(p<0.01)，其它处理间差异未达到显著水平；从单位面积立木材积方差分析，ZD处理、ZK处理、ZY处理与CK处理间存在极显著差异(p<0.01)，ZD处理、ZK处理与ZY处理间也达到极显著水平(p<0.01)，显然是由于株数较大差异所致，ZD处理与ZK处理间差异达到显著水平(p<0.05)。

ZD处理与同样造林密度的CK处理比，现存株数增加2.7%，单株立木材积增加2倍多，单位面积立木材积也增加2.5倍。很明显适当的人为干扰在低效次生林套种钟萼木林分培育中是一个重要技术措施，其对目的经营目标的形成发挥着重要作用。在低效处理中套种钟萼木试验中选择ZD处理比较适宜，也便于操作。

4.4 树冠生长发育

树冠是林木第一性生产力的主要器官，对生态功能发挥和风景形成起着重要作用。从表2也可以看出，冠幅生长从大到小依次为：ZK处理>ZD处理> ZY处理>CK处理。冠长生长从大到小依次为ZD处理>ZY处理> ZK处理> CK处理。

绿量指生长中的植物茎、叶所占空间面积的多少, 常用于评价绿地立体结构和生态效益[10，11]。从绿量分析，则表现为：ZD处理> ZK处理> ZY处理>CK处理。经方差分析，ZD处理、ZK处理与CK处理、ZY处理绿量间存在极显著差异(p<0.01)，ZD处理与ZK处理绿量间存在显著差异(p<0.05)，其它处理间未达到显著水平，ZY处理绿量与CK处理虽然未达到显著水平，但高于CK处理，增加11.0%。表明ZD处理绿量高于CK处理、ZK处理、ZY处理，这在生态效益和风景构成层面有重要意义。

ZD处理、ZY处理、ZK处理采取不同方式择伐、不同方式套种，形成了空间异质性，但配置有一定的规律性，实际上形成了有序混交格局。钟萼木树体高大，随着林龄增大，在垂直分布上将呈层次明显的层片结构，而在水平分布上，表现为斑块镶嵌的配置。随着不同季相、不同树种林相的异质变化，可以在较大程度上增添其风景观赏价值。

5 结论

低效次生林林分结构不理想，林木生长发育不良，改造低效次生林是现代林业建设的现实需要，也是客观要求。在低效次生林中套种钟萼木的试验结果表明：在适当人为干扰下(ZD处理、ZK处理和ZY处理)6 a生钟萼木生长发育良好，造林成活率和保存率均在92%以上；高径生长量、单株立木材积、单位面积立木材积均极显著高于CK处理；绿量ZD处理、ZK处理极显著高于CK处理，ZY处理绿量虽然未达到显著水平，但高于CK处理，增加11.0%。

不同人为干扰处理中以ZD处理较为适宜。ZD处理树高生长量显著高于ZK处理。ZD处理单位面积立木材积和绿量均最高，与ZY处理比达到极显著水平，与ZK处理比达到显著水平。