林文英
(上杭县林业局湖洋林业站,福建上杭 364207)
长期以来,我国亚热带地区集中经营马尾松、杉木、桉树等速生丰产用材林,致使土壤退化、生物多样性降低、松材线虫病快速传播等生态功能退化问题日趋严重。阔叶树种是非常重要的森林资源,也是调整“针多阔少”林分结构的重要组成部分,其既能防止出现因针叶树连作导致土壤肥力退化的问题,又能有效防止水土流失,提高林地水源涵养能力,在维护森林生态平衡中起着重要作用[1]。随着“碳达峰”“碳中和”成为国家战略目标,多目标森林经营显得愈发重要,而利用阔叶树种优化林分结构、营建复层异龄林是今后森林生态建设的重要措施。
通过选择乡土树种或引进优良的阔叶树种,在福建上杭县丘陵地带选择米老排、枫香、麻栎、火力楠、马尾松、光皮桦、冬青7 种树种开展造林对比试验,选出最适宜当地栽植的阔叶树种,以期为今后开展森林经营活动、提高森林生长量、增强森林固碳能力和优化生态功能提供树种选择依据[1],从而达到解决目前中亚热带低山丘陵地带“针多阔少”林分结构和生态功能退化问题的目的。
试验地位于福建省上杭县旧县镇梅溪村035 林班02 大班200 小班,地处东经116°25′、北纬25°09′,属于中亚热带,具有明显的干湿季节,降雨量相对集中,夏季长而不炎热,冬季短而不严寒的特性[1]。年积温7288℃,年均气温19.9℃,极端最低气温-5℃,极端最高气温39.7℃,1 月份平均气温10℃,7 月份平均气温27.9 ℃[1]。年均相对湿度77%,年降水天数160d,年降雨量1605.4mm,年无霜期301d[1]。海拔高185~260m,土壤为红壤,立地质量等级为Ⅲ类地,试验地造林前属2008 年上半年火烧迹地。
选择上杭地区具有代表性的7 种乔木树种,采用1年生容器苗进行营造林对比试验,具体包括米老排(Mytilaria laosensis Lecomte),属金缕梅科壳菜果属常绿阔叶乔木;枫香(Liquidambar formosana Hance),属金缕梅科枫香树属落叶阔叶乔木;麻栎(Quercus acutissima Carruth.),属壳斗科栎属落叶乔木;火力楠(Michelia macclurei Dandy),属木兰科含笑属常绿阔叶乔木;马尾松(Pinus massoniana Lamb.),属松科松属常绿针叶乔木;光皮桦(Betula luminifera),属桦木科桦木属落叶阔叶乔木;冬青(Ilex chinensis Sims),属冬青科冬青属常绿阔叶乔木。
采用随机区组试验设计,在造林地上坡、中坡、下坡设置3 次重复,每个重复长(横向)56m×宽(纵向)20m,面积0.112hm2,设置7 个处理(树种),横向排列,每个处理小区纵向10 株,4 列,共计40 株。2008 年冬清理试验林地,开设林道,林道宽1m,定点挖穴,株行距规格2m×2m,穴规格60cm×40cm×40cm,回填表土,施基肥,每穴施0.5kg 过磷酸钙;2009 年3 月栽植,5 月扩穴培土,每株施0.1~0.15kg 复合肥,6-7 月清除杂草,8月割灌抚育;2010-2012 年4-5 月扩穴培土,每株施复合肥0.1~0.15kg,8 月割灌除草抚育;造林后第4~5年,每年5 月、8 月各割灌抚育1 次。
2021 年10 月,利用卷尺、标杆尺测量不同树种树高、胸径、冠幅等,采用SAS 8.1/STAT 模块的ANOVA 模型对上述调查数据进行方差及多重比较分析[3]。单株材积计算公式[2]:
阔叶树单株材积公式:
V=0.000052764291D1.8821611H1.0093166
马尾松单株材积公式:
V=0.0000942941D1.832223553H0.8197255549
由表1、表2 可知,不同树种树高、胸径、材积、冠幅平均值相差较大。林分树高平均值,最大值为米老排(9.51m),最小值为麻栎(4.78m);林分胸径平均值,最大值为米老排(11.19cm),最小值为麻栎(4.21cm);单株林木材积平均值,最大值为米老排(0.0585m3),最小值为麻栎(0.0055m3);林分冠幅平均值,最大值为马尾松(4.29m),最小值为麻栎(2.37m)。由此可知,不同树种在上杭丘陵地生长性状差异明显,选择适宜的树种能有效提高林木蓄积量。
表1 树种生长差异分析
表2 树种生长性状方差分析
3.2.1 树高。由表3 可知,米老排与光皮桦、冬青、枫香、马尾松、火力楠、麻栎树高之间,光皮桦、冬青、枫香、马尾松与火力楠、麻栎之间,火力楠与麻栎之间,均存在极显著差异(P <0.01);光皮桦与马尾松之间存在显著差异(P <0.05)。在1%显著水平时,树高排序为:米老排>光皮桦>冬青>枫香>马尾松>火力楠>麻栎。
表3 各树种树高生长多重比较分析
3.2.2 胸径。由表4 可知,米老排、马尾松与冬青、枫香、光皮桦、火力楠、麻栎之间,冬青与枫香、光皮桦、火力楠、麻栎之间,枫香、光皮桦与火力楠、麻栎之间,火力楠与麻栎之间,均存在极显著差异(P<0.01)。胸径排序为:米老排>马尾松>冬青>枫香>光皮桦>火力楠>麻栎(P <0.01)。
表4 各树种胸径生长多重比较分析
3.2.3 材积。由表5 可知,米老排与马尾松之间,米老排、马尾松与枫香、冬青、光皮桦、火力楠、麻栎之间,枫香、冬青、光皮桦与火力楠、麻栎之间,火力楠与麻栎之间,均存在极显著差异(P<0.01)。材积排序为:米老排>马尾松>枫香>冬青>光皮桦>火力楠>麻栎(P<0.01)。
表5 各树种材积生长多重比较分析
3.2.4 冠幅。由表6 可知,马尾松、米老排与冬青、火力楠、枫香、光皮桦、麻栎之间,冬青、火力楠、枫香、光皮桦与麻栎之间,冬青与光皮桦之间,均存在极显著差异(P<0.01);火力楠与光皮桦之间,存在显著差异(P <0.05)。冠幅排序为:马尾松>米老排>冬青>火力楠>枫香>光皮桦>麻栎。
表6 各树种冠幅生长多重比较分析
综合分析可知,不同树种对树高、胸径、材积和冠幅生长均有极显著影响。其中,米老排树高、胸径、材积平均值均最大,分别为9.51m、11.19cm、0.058476m3,马尾松冠幅平均值最大,为4.29m;麻栎树高、胸径、材积、冠幅均值最小,分别为4.78m、4.21cm、0.005486m3、2.37m。
米老排是20 世纪80 年代从广西等地引进的速生树种,在上杭地区无天然分布,在本次试验中,米老排生长表现最佳,但由于其耐寒性较差,因此,造林地应选择低海拔丘陵山地,不宜在高海拔地区种植。从12 年生米老排平均冠幅来看,造林初植密度可适当降低,株行距规格以2.5m×2.5m 为宜。
马尾松、枫香、麻栎、火力楠、光皮桦、冬青等是上杭地区乡土树种。其中,马尾松为当地造林绿化先锋树种,但由于受松材线虫病威胁,不宜继续大面积种植;光皮桦株高生长虽表现良好,但胸径和冠幅生长较差;枫香、火力楠、冬青在松林优化改造和森林质量精准提升项目中可推广应用;麻栎因对土壤水肥条件要求较高,生长表现最差,不宜在当地推广应用。
在松林改造和森林质量精准提升等森林生态建设中,根据各树种树高、冠幅和生物学特性,可选择树种组合的方式营建阔叶树混交林或针阔混交林。例如,米老排+枫香、米老排+火力楠、马尾松+米老排、马尾松+枫香等,以充分利用林木生长空间,提高森林生长量和固碳能力,优化林地生态功能。