杉木采伐迹地更新不同树种混交造林效果比较

傅成杰，巫智斌，陈远芳，詹生炟，俞群，高伟

(1. 福建林业职业技术学院林学系，福建 南平 353000；2. 福建林业职业技术学院森林生态与碳汇研究所，福建 南平 353000；3. 福建省南平市葫芦山国有林场，福建 南平 353000)

长期以来，松、杉类树种一直被作为我国南方地区人工林的主要造林树种，尤其在20世纪50 年代，为满足人口数量不断增长而导致的木材、燃料及其他林产品需求，以杉木()为代表的人工林得到大面积发展，常绿阔叶林面积则不断减少。根据第九次全国森林资源清查结果，截至2018年，全国乔木树种中，杉木有211.72亿株，总蓄积量10.79亿m，在全国乔木树种中的重要值达23.23，位居第一。针叶树种的长期连作，导致了南方林区存在大面积造林树种单一的严重后果，林分抗逆性差，地力衰退，病虫害频发，森林生态功能失衡，大面积人工针叶林转变为低质低效林，严重制约了林业的可持续经营。因此，大力调整树种结构，增加造林树种的种类和多样性，对我国南方针叶人工林提质增效具有重要意义。

长期传统营林作业方式下生态效益不佳、地力衰退、病虫害流行等，导致森林经营未达预期效益。如何就立地条件进行树种选择及作业技术调整，保证一定的森林公益功能，使人工林生产力及生物多样性保持长期稳定，是当前人工林改造中营造林技术所面临的难点。研究表明，混交林具有充分利用营养空间，有效改善立地条件，提高林分生产质量、生态效益及社会效益，抗各种灾害的能力强，具有造林成效高等优势，维持林分经济效益同时兼顾生态功能是目前人工林经营的主要方针。鉴于此，本研究在福建省南平市葫芦山国有林场的杉木林采伐迹地上，采用不同树种进行混交造林试验，造林树种包括毛红椿()、虎皮楠()、杉木、马尾松()等4种树种，并于造林6年后调查比较不同树种的生长量及造林效果。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区设在福建省南平市延平区，位于福建省中部偏北建溪、西溪汇合处。26°15′—26°52′ N，117°50′— 118°40′ E。地处闽中大谷地最低处，东北部以低山为主，北部以中山为主，南部以中低山为主，西部为低山丘陵。气候属中亚热带季风气候，夏季炎热，冬季微寒，春早秋迟，夏长冬短，雨季明显。平均气温17.3 ℃，无霜期268 d，均降雨量1 663.9 mm，受地势影响，气候垂直差异显著。为中国南方三大杉木产区之一。

1.2 试验设计

试验地位于福建省南平市葫芦山国有林场梨山管护站002林班52大班071小班(118°22′14″ E、 26°33′50″ N)，海拔400～570 m，平均年降雨量1 700 mm，年均温19 ℃，原有林分为杉木造林地，经采伐后于2015年1月采用毛红椿、虎皮楠、杉木、马尾松等4树种更新造林，采用4种经营模式，分别为毛红椿+虎皮楠混交林(毛+虎)、毛红椿+杉木混交林(毛+杉)、毛红椿+马尾松混交林(毛+马)和毛红椿纯林(毛纯)，混交方式均为1∶1带状混交，完全随机区组排列，4个重复，株行距1.8 m×1.8 m，造林密度为3 000株·hm。

1.3 调查因子及生长指标的计算

2015年1月，普查各个样地的苗木地径、树高。2020年11月取样复查，每个样地取3个10 m×10 m样点，调查地径、胸径、树高、生长性状等指标，比较不同混交方式下的林木生长量，并按照如下公式计算不同树种的相对生长率、高径比(纤弱指数):

地径相对生长率=(-)(-)

树高相对生长率=(-)(-)

高径比=树高(m)/地径(cm)

式中：为造林6年后的基径；表示造林当年的基径，表示造林6年后的树高；为造林当年的树高；为造林时间(a)。

1.4 数据处理

在SPSS 18.0中对不同树种的地径、树高等进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，在方差分析基础上采用Duncan多重比较检验不同处理间的差异性(α=0.05)，采用综合性状评分法对不同树种的生长情况进行综合比较，用Excel 2003中进行数据整理，用Origin 8.5制图。

2 结果与分析

2.1 不同经营模式对造林树种地径生长的影响

由图1可见，造林初期不同模式毛红椿幼苗生长均无显著差异(图1a)，而混交树种间差异显著(<0.05)，地径最高为马尾松，其次为杉木，虎皮楠最小(图1b)。造林6年后毛红椿在不同混交方式下产生差异，其中毛+马的地径生长量显著高于其他3种模式，而毛+虎、毛+杉和毛纯3种模式之间地径生长量无显著差异，表明毛红椿与马尾松混交时有最高的地径生长量；不同混交树种之间马尾松地径生长量最高，虎皮楠最低，而杉木与马尾松和虎皮楠均无显著差异。造林当年的地径差异主要取决于栽植苗木的来源，因此尚无法看出混交的效果；造林6年后可以看出，毛红椿在混交林中的地径生长较毛红椿纯林佳，其中又以毛红椿+马尾松混交造林的地径生长量最高。

图1 不同经营模式对造林树种地径生长的影响

如以不同树种的地径相对生长率来表现苗木的生长速率，则虎皮楠的1.59 cm·a最高，主要为造林当年初始地径较小所致，马尾松的1.32 cm·a次之，杉木为1.24 cm·a，毛红椿的相对生长率则在0.68～0.78 cm·a间，毛红椿的相对生长率普遍较低，为初始地径较高所致；总相对生长率则以毛+杉、毛+马两种模式最高，毛+虎次之，毛红椿纯林模式最低。可见，毛红椿与杉木或马尾松的混交搭配之下有较高的地径相对生长率。

2.2 不同经营模式对造林树种树高生长的影响

由图2可见，造林当年不同树种的树高以毛红椿最高，杉木次之，马尾松最小，其中毛红椿的树高在0.7～0.8 m，虎皮楠、杉木、马尾松的树高在0.5 m左右。造林6年后的树高生长表现方面，由于标准差较大，导致树种间及样地间均无显著差异，也就是在同一个样点内的苗木高生长并不均质，推测原因包括光照条件、土壤条件等造成林木高生长上的差异，然而就整体而言，毛红椿+马尾松混交林的平均树高较高，此结果与地径生长表现吻合。不同树种的树高相对生长率依然为毛红椿混交林高于纯林。

图2 不同经营模式对造林树种树高生长的影响

2.3 不同经营模式对造林树种高径比的影响

高径比可以用来表现林木的纤细程度，值越高表示林木越纤细，值越低表示林木越粗壮。

计算结果(表1)显示，造林当年不同树种的高径比以虎皮楠最高，显著高于其他树种，因此虎皮楠在造林初期较为纤细，其他树种的高径比为0.30～0.46，无显著差异。造林6年后不同树种的高径比在树种间均无显著差异，高径比为0.5～0.6，林木的生长形态均为正常发育，未有过于纤细或矮胖的情况出现，未来冠层郁闭后，劣势林木的高径比会有上升的情况，并开始出现枯立木。

表1 不同经营模式对造林树种高径比的影响

2.4 基于综合性状的不同经营模式造林效果评价

将4种不同模式中毛红椿的地径、树高、高径比等作为评分依据，根据顺序大小排列，每项第1名赋予4分，第2名3分，第3 名2分，第4 名1分，将各项得分相加后得出不同树种生长数据的总得分，从而对其进行综合评价。由表2可见，以毛红椿+马尾松混交模式的得分最高，为12分，其次为毛红椿+虎皮楠混交模式，得分为8分，毛红椿纯林得分最低，为4分。

表2 不同经营模式对毛红椿生长影响的综合评价

将3种混交模式中不同混交树种的地径、树高、高径比等作为评分依据，根据顺序大小排列，每项第1名赋予3分，第2名2分，第3 名1分，将各项得分相加后得出不同树种生长数据的总得分，从而对其进行综合评价。由表3可见，以马尾松混得分最高，为9分；其次为杉木，得分为6分；虎皮楠得分最低，为3分。

表3 不同混交树种的造林成效综合评价

3 结论与讨论

在杉木采伐迹地上采用毛红椿+虎皮楠混交林、毛红椿+杉木混交林、毛红椿+马尾松混交林和毛红椿纯林4种模式更新，造林6年后比较了不同模式的造林效果，结果表明：造林6年后毛红椿在不同经营方式下产生差异，毛+马的地径生长量显著高于其他3种模式，而毛纯、毛+虎和毛+杉3种模式之间地径生长量无显著差异，表明毛红椿与马尾松混交时有最高的地径生长量；不同混交树种之间马尾松地径生长量最高，虎皮楠最低，而杉木与马尾松和虎皮楠均无显著差异。不同树种的地径相对生长率以虎皮楠的1.59 cm·a最高，马尾松的1.32 cm·a次之，杉木为1.24 cm·a，毛红椿的相对生长率则为0.68～0.78 cm·a。造林6年后不同树种的树高在树种间及样地间均无显著差异，高径比在树种间亦无显著差异。综合性状评价表明，从促进毛红椿的生长看，不同模式间毛红椿+马尾松混交模式的得分最高，其次为毛红椿+虎皮楠混交模式，毛红椿纯林得分最低；从不同混交树种的生长成效看，马尾松混得分最高，其次为杉木，虎皮楠得分最低。

本研究中不同树种胸径生长量的调查结果与地径的趋势一致，略小于地径1～2 cm，5年后的复查可采用胸径作为径级生长的主要参数，经现场调查发现冠层尚未郁闭，林木间还没发生强烈的竞争，树冠与根系的生长发育主要仍受树种本身生长特性影响，因此，混交林内的种间关系仍未十分明确，其中树种需光性与光照环境间的关系会在未来产生重大的影响，有研究显示虎皮楠属于中性树种，比其他3个树种较为耐阴，在中后期应会有更高的竞争优势。另外发现约有2%的毛红椿曾感染流胶病，可能是造林时不慎磨损或动物行为造成树干表皮出现伤口，导致菌类的侵入，在调查时感染部位多已愈合，但在缺少树皮的包覆下，未来可能有较高的概率发生再度感染，可适当采用生石灰-杀菌剂混合液涂抹或有机材料包覆，减少未来发生病虫害蔓延的可能性。