福建柏混交林生长效果评价及经济效益分析

汪国彬

(福建省安溪丰田国有林场，福建 泉州 362411)

福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry Thomas)又名建柏、滇柏等，属柏科柏属常绿针叶乔木，系国家Ⅱ级重点保护野生植物，是我国特有的单属种植物，主要分布在我国南方地区，包括福建、浙江、江西、四川、湖南、广东、广西和贵州等省[1-3]。福建柏主干通直圆满，山地栽植成活率高，生长较快，材质优良，木材的边材淡红褐色，心材深褐色，材质稳定，易于加工，可作为房屋建筑、桥梁、雕刻及家具等的主要材料，是我国南方省区主要的用材树种[4-5]。此外福建柏纹理细致美观，树形优美，其挥发的芳香油具抗菌作用，具有非常重要的观赏及生态价值[6]。

随着我国对于福建柏林的重视，福建柏不同林分生长模式已成为林业领域的研究热点，大量文献表明[7-9]，单一树种栽植的纯林模式容易造成林分生产力和地力下降，纯林经营2、3代林分中土壤微生物远低于1代林，立地条件衰退严重，病虫危害风险升高，而混交林尤其是针阔混交可以减少病虫危害、火灾和土壤肥力下降的发生[10]。福建柏人工林的培肥和自肥能力较强，对维持林地生产力有很好的促进作用，是优良的混交林树种，研究表明[11-13]，福建柏与杉木、柳杉、秃杉、湿地松、马尾松、木荷等树种混交均取得较好成效，其林下植被多样性和土壤理化性质均高于纯林。因此，本文对1981年营建的40年生不同林分模式的福建柏混交林及纯林进行生长效果对比评价，并分析不同林分模式福建柏混交林的经济效益，以期为营建福建柏混交林提供参考。

1 试验地概况

试验地位于福建省安溪丰田国有林场土地坛工区4—3小班，地处东经119°54′24″、北纬25°33′12″，海拔460～580 m。属亚热带季风气候，雨量充沛，年均降水量达1800 mm，年均温19.5 ℃，年均湿度85%，年无霜期330 d。试验地土壤为山地红壤，土层厚度约90 cm，土壤pH值呈弱酸性，立地类型为Ⅲ类地。林下植被主要包括芒萁骨(Dicranopterisdichotoma)、桃金娘(RhodomytrustamentosaHasd)、白茅(Imperatacylindrica)等。

2 试验材料与方法

2.1 试验设计

试验地选取3种不同营林模式的林分，分别为：福建柏∶杉木∶马尾松混交林=8∶1∶1混交林；福建柏∶火力楠=8∶2混交林；福建柏纯林。3次重复，每小区面积900 m2。试验林于1981年春营建，株行距2 m×2 m，初植密度1665株·hm-2；于10年生、15年生时分别进行1次择伐，但混交林比例保持不变。林龄均为40年生。

2.2 调查方法

2021年4月开展调查，在每个小区设置3块20 m×20 m的标准样地，每块样地面积400 m2。采用每木检尺的方法，调查测定林分的胸径、树高、冠幅等，并根据野外调查数据，算出林分生长指标平均值。采用福建省林木二元立木材积表计算单株林木材积，林分中所有单株林木材积的总和就是林分蓄积量[14]。二元材积计算公式为：V福建柏=0.00005685D1.825996H1.26105，V马尾松=0.00006234D1.8552497H0.95682492，V杉木=0.00005806D1.9553351H0.89403304，V火力楠=0.00005276D1.882161H1.009317。

2.3 分析方法

运用Excel 2007和SPSS 19软件对数据进行分析处理。

3 结果与分析

3.1 不同营林模式林分生长的差异

由表1可知，3种营林模式下的福建柏林分的生长量指标均存在差异。福建柏×杉木×马尾松混交林模式下的福建柏胸径、树高和单株材积均高于其它2种营林模式下的福建柏。与福建柏纯林相比，福建柏×杉木×马尾松混交林中的福建柏平均胸径、树高分别高出11.4%、12.9%，单株材积高出35.6%，林分蓄积量多出23.4%；而福建柏×火力楠混交林模式下的福建柏平均胸径高出3.3%，平均树高增长6.1%，单株材积增长幅度较小，仅14.2%，林分蓄积量增加3.0%。可以看出，福建柏×杉木×马尾松混交林中福建柏的各项生长量指标均比其它2种营林模式高，而2种混交林模式下的福建柏生长指标均优于纯林，单株材积和蓄积量也较高于纯林。

3.2 不同营林模式下福建柏树高—胸径异速生长关系分析

采用y=ax+b对不同营林模式下的福建柏树高、胸径的对数做线性拟合，结果见图1～图3。2种混交林中福建柏树高、胸径拟合曲线的方程调整决定系数(R2)均在0.8以上，拟合效果好；而福建柏纯林树高、胸径拟合曲线的方程调整决定系数仅0.5329，拟合效果较低。3种营林模式中，福建柏×杉木×马尾松混交林的直线斜率最大，a为0.4451；福建柏×火力楠混交林的直线斜率次之，a达到0.3903；福建柏纯林的直线斜率最小，a仅为0.2546。说明3种营林模式中，以福建柏×杉木×马尾松混交模式对福建柏胸径的生长促进效果最好。而3种营林模式直线斜率均小于1，也说明3种营林模式下福建柏的树高生长速率均小于胸径的生长效率。

表1 3种营林模式林分生长调查

图1 福建柏纯林树高—胸径拟合曲线图

3.3 3种营林模式林分经济效益的差异

图2 福建柏×火力楠混交林树高—胸径拟合曲线图

木材价格是林分货币收入的一个主要影响因素，同时也体现了市场对林分资源稀缺程度以及最终产品的需求程度，木材价格与产出值具有正相关性[19]。我国的木材市场一般将木材分为2种，分别为规格材和非规格材。不同木材类型各径级的木材价格也有较大区别。此外，市场上的木材价格会受到木材自身材性、供应需求及其衍生出来的相关产品价格的影响，由于我国经济条件和社会需求具有区域性，因而木材价格在各地会出现一些变动和差异[20]。本文参照南安市梅山镇当地木材市场的木材交易价格，其经济效益按各树种统材进行计算。

由表2可知，福建柏和杉木木材的经济价值远高于马尾松和火力楠，通过计算3种林分中不同树种胸径和数量，可以得到其对应的经济效益范围。经济效益最高的是福建柏×杉木×马尾松混交林，其市场经济价值能达到175335元·hm-2；其次为福建柏纯林，市场经济价值为136170元·hm-2；而福建柏×火力楠混交林由于火力楠市场价值偏低，其经济价值只能达到130995元·hm-2。

表2 3种营林模式林分经济效益

图3 福建柏×杉木×马尾松混交林 树高—胸径拟合曲线图

4 结论与讨论

在本次研究中，通过对比不同经营模式下福建柏混交林和纯林林分生长量及经济效益的差异，探讨哪种营林模式具有较高的生态价值和经济价值，为营林模式的选择提供科学依据。本研究结果显示，2种混交林模式下福建柏的树高、胸径、单株材积及蓄积量均大于福建柏纯林。与福建柏纯林对比，福建柏×杉木×马尾松混交林中的福建柏平均胸径、平均树高分别高出11.4%、12.9%，单株材积高出35.6%，林分总蓄积量多出23.4%；而福建柏×火力楠混交林模式下的福建柏平均胸径、平均树高出3.3%、6.1%，单株材积增长幅度较小，仅14.2%，林分蓄积量增加3.1%。可能是由于混交林下植物数量和多样性均高于纯林，树冠层也比纯林更浓密，对降水的截留作用减缓了地表径流，加上枯枝落叶量多(每年均有大量的枯落物返回林地)、分解快，特别是阔叶树种含有大量易腐、养分含量高的枯落枝叶。此外，混交林容易形成小气候环境，有利于微生物的活动，这使得混交林土壤有机质、透气性、微生物及速效养分等含量高于纯林[17]，从而导致混交林模式下福建柏生长量指标在不同程度上优于福建柏纯林，这也说明混交林的生态价值高于纯林。对比2种混交林，福建柏×杉木×马尾松混交林的各项指标均比福建柏×火力楠混交林更好，这可能是因为3个树种混交模式比2个树种混交能够形成更加紧密的林冠结构，增加了林分叶面积指数，从而提高了林分总体的光合作用效率，促进主林木的生长，使得其单株材积和林分蓄积量升高[18]。3个树种混交模式下林分的物种多样性也优于2个树种混交，这也让该模式下的林分土壤养分结构和微生物更加丰富，促进目标树种生长，提高了林业生产效益，具有较高的生态价值。此外，虽然火力楠具有良好的培肥土壤功能且落叶量大，改良土壤效果好，但福建柏和火力楠均属于浅根性树种，且两者混交比例差距小，使得2种浅根性树种混交对养分的吸收存在很强的竞争关系。而福建柏属耐荫树种，杉木属阳性树种，二者能很好地相互促进生长，虽然都属于浅根性树种，但马尾松为深根性树种，能有效缓解三者之间对于养分的竞争关系，同时具有更合理的混交比例，因此福建柏×杉木×马尾松混交林具有更高的生态价值，对于福建柏林木的生长具有更显著的促进作用[19]。

通过3种营林模式下福建柏树高—胸径异速生长关系曲线可以发现，2种混交模式林分福建柏拟合曲线的方程调整决定系数均优于福建柏纯林，其方程斜率也均大于纯林，说明混交模式对福建柏胸径的生长具有显著的促进作用，即相同的树高，混交林模式下的福建柏胸径大于纯林模式下的福建柏，而福建柏×杉木×马尾松混交林模式下福建柏胸径生长效果最好。

而参照当地木材市场的价格调查表，计算3种营林模式的经济效益，发现福建柏×杉木×马尾松混交模式经济效益最高，其市场经济价值能达到175335元·hm-2；其次为福建柏纯林，为136170元·hm-2；福建柏×火力楠混交林最低，为130995元·hm-2。结合林分生态指标和经济效益来看，福建柏×杉木×马尾松混交林效果最优，可作为福建柏主要的混交林模式。近几年来，在林业生产中随着单一树种纯林带来诸如病虫害、地力衰退、物种多样性低、稳定性差等问题，提示着人们要改变传统的纯林经营模式。因此，正确选择树种并采用合适的营林技术措施营造混交林或对低产林进行套种改造，是今后营林的有效措施之一。