杉木纯林下套种闽粤栲的造林效果初探

曹新英

(福建省连城邱家山国有林场， 福建连城 366208)

杉木(Cunninghamia lanceolata)是一种速生经济用材树种，被誉为我国四大当家树种之一(罗庆锋，2015；吕德文，2011；杨智杰等，2010)。 该树种主干通直，具有生长迅速、适应性强、产量高等特点，在中国南方林业生产中具有举足轻重的地位(俞新妥，1992)。 长期以来，由于其用途广泛和较高的经济价值，在我国南方地区被大面积营造。 随着杉木纯林连栽代数和连栽面积逐渐增加，地力衰退现象十分明显(杨玉盛等，2002)。 此外，伴随着林分树种单一、结构简单、稳定性和抗病虫害能力弱、防火性差等问题(吕德文，2011)。 为了改变这一现状，许多学者通过选择合适树种与杉木套种，以期解决纯林经营引起的经济和生态效益差、林分稳定性和抗逆性弱等问题，并取得了一定的成果(范辉华等，2020；陆宇明等，2020；陈秉宇，2017)。

闽粤栲(Castanopsis fissa)，又名黧蒴栲、裂壳栲、大叶栲，是壳斗科中生长最快的树种之一，其适应性强，根系发达，是营造速生商品林、水源涵养林、水土保持林的优良树种(蓝文升等，2014)。 闽粤栲天然林分结构相对稳定，林隙内的物种多样性丰富，有利于闽粤栲天然林群落物种多样性的维持与更新(郑德祥等，2016)，是具有很大挖掘潜能的乡土阔叶树种。 为改变杉木纯林地力衰退的现象，改善林分结构及其生态功能，实现林分多目标经营新途径，探索闽北地区杉木纯林对套种的闽粤栲的影响。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于连城邱家山国有林场黄泥坪管站，该地属中亚热带海洋性气候，气候温暖，雨量充沛，四季分明，年平均气温17 ℃，最高气温36.5 ℃，最低气温-6.0 ℃，无霜期270 d，年平均降雨量1 650～2 200 mm，常年相对湿度79%，海拔高度约570 m，土壤为红壤，土层深厚疏松肥沃。

1.2 研究方法

试验林为杉木经济用材纯林，面积29.7 hm2，林分密度2 940 株·hm-2，林龄14 a，平均胸径15.4 cm，平均树高 12.9 m，郁闭度 0.68。 于 2009 年 12 月疏伐，保留密度为 670 株·hm-2，3 次重复，并完成林地清理。 次年3 月套种闽粤栲1 年生实生苗造林，套种闽粤栲密度为1 800 株·hm-2，套种后开展除草抚育。

2011 年开始，每隔2 a 对闽粤栲的生长量进行调查，即在每调查期的3 月份在各试验地内随机选取100 株闽粤栲，测定每木的树高和胸径，并对林下植被进行调查。 为了验证杉木纯林套种闽粤栲的可行性，以10 年生的闽粤栲纯林为对照。 套种10 a 后采用样方收获法(巩合德等，2012)，采集林下半分解、腐殖质、未分解的凋落物质，带回分别称重，测定凋落物生物量，将并以杉木纯林为对照。 连年生长量(Y)计算公式如下。

Y＝(Yt-Yt-n)/n

式中:Yt为第t年调查的生长量，Yt-n为第t-n年调查的生长量，n为调查间隔年数。

1.3 数据分析

数据分析在软件Microsoft Excel 2016 进行，并用SPSS 20 软件进行差异显著性分析

2 结果与分析

2.1 套种林的闽粤栲树高生长状况

闽粤栲套种于杉木纯林的树高总生长量最高为9.47 m，最低为6.52 m。 从图1 可以看出，第10 年闽粤栲树高总生长量为8.82 m，年平均生长量为0.88 m；在套种10 a 的生长进程中，树高年平均生长量持续增高；以2 a 为时间间隔，通过连年生长量的计算可知，第4 年的连年生长量为1.52 m，第6 年的连年生长量为2.41 m，第8 年的连年生长量为1.87 m，第10 年的连年生长量为2.01 m，从而可得第6 年已进入迅速生长期，并且以后增长的速度也比较平稳。 与对照的10 年生闽粤栲纯林对比发现，套种林中闽粤栲的树高生长正常，平均树高提升2.37%。

图1 套种林的闽粤栲树高生长状况Figure 1 Height of Castanopsis fissa with regard to growth in the interplanting forest

2.2 套种林的闽粤栲胸径生长状况

闽粤栲套种于杉木纯林的胸径总生长量最大为9.86 cm，最小为6.94 cm。 从图2 可以看出，第10 年闽粤栲胸径总生长量为7.78 cm，年平均生长量为0.78 cm；在胸径生长进程中，第6年的胸径年平均生长量为0.66 cm，由此可见该期间胸径已有快增趋势；以2 a 为时间间隔，通过连年生长量的计算可知，第4 年的连年生长量为1.46 cm，第6 年的连年生长量为1.64 cm，第8 年的连年生长量为1.8 cm，第10 年的连年生长量为2.02 cm。 结合年平均生长量可知，第8 年的胸径生长量进入快速生长期；与对照的10 年生闽粤栲纯林对比发现，套种林中闽粤栲的胸径也生长正常，平均胸径提升3.07%。

图2 套种林的闽粤栲胸径生长状况Figure 2 DBH of Castanopsis fissa with regard to growth in the interplanting forest

2.3 套种林的闽粤栲生长状况的方差分析

通过方差分析得出(表1)，套种10 a 后的闽粤栲树高和胸径生长量存在显著性差异(P＜0.01)。

表1 套种林的闽粤栲生长状况方差分析Table 1 Analysis of variance of the growth status of Castanopsis fissa in the interplanting forest

2.4 各林分的凋落物生物量

凋落物是生态系统中重要的组成部分，在保持水土、涵养水源、维持生态系统的稳定性等方面具有重要的意义，通过凋落物生物量的测定对研究林分生长和生态系统的生产力有重要作用。 从表2 中可以看出，杉木纯林套种闽粤栲，林分内凋落物生物量发生明显的变化。 套种后的凋落物生物量为20 740 kg·hm-2，杉木纯林的凋落物生物量为5 980 kg·hm-2，套种林生物量高于纯林14 760 kg·hm-2。 腐殖质与未分解的比值发现，套种林的凋落物分解量(0.64)明显大于杉木纯林(0.07)。 由此可见，丰富的腐殖质是套种林闽粤栲长势良好的原因之一。

表2 各林分凋落物生物量Table 2 Litter biomass of each stand

2.5 林下的植被的多样性

林下植被的种类、数量及生长状况与林分的结构有着一定的关系(周永奇，2014)。 套种林除杉木纯林所有的植物外，还有杜鹃(Rhododendron simsii)、米槠(Castanopsis carlesii)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、狗骨柴(Diplospora dubia)、狗脊(Cibotium barometz)等植被，由此可见经套种后在一定程度上也增加了林分的丰富度。

3 结论与讨论

通过对杉木人工纯林进行择伐后套种闽粤栲，10 年后，闽粤栲树高总生长量最高为9.47 m、胸径总生长量最大为9.86 cm。 与10 年生闽粤栲纯林对比，树高和胸径均有增加，说明闽粤栲能够在杉木纯林正常生长。

凋落物是森林自我培肥地力的主要来源之一，凋落物数量受气候、林木组成和立地条件等因素的影响。 本研究中，杉木纯林套种闽粤栲的凋落物生物量明显高于杉木纯林，重建和改善了林分结构，提高了林下植被的多样性，套种林生物量高于纯林14 760 kg·hm-2，这在杉木纯林套种改造的研究中，与杨智杰等(2010)、洪宜聪(2017)、林开敏等(1994)的研究结果基本一致。 从凋落物的生物量来看，与林木组成有着密切关系，即阔叶树种闽粤栲向杉木纯林的过渡，也就是针阔树种套种可增加林分的生物量，至于受气候和立地条件等因素作用的强弱，还需后期进一步研究。