千岛湖木荷天然次生林生长特征及其林下套种三叶青研究

2024-09-23 00:00徐高福方贞云丰忠平项慧娟
防护林科技 2024年5期

摘要 木荷在我国南方森林生态、林业产业和生态文明建设中占有重要地位。为探讨木荷天然次生林生长特征及其林下套种三叶青的生长情况,以千岛湖木荷天然次生林为研究对象,抽样调查了以木荷为主要优势树种的天然次生林群落结构及生长状况,通过平均木测算各组成部分生物量,通过树干解析分析了千岛湖木荷生长过程。结果表明:在木荷林下仿生套种的三叶青保存率达91.3%,可为木荷天然次生林可持续经营提供参考。

关键词木荷天然林;群落生长过程;三叶青;千岛湖区

中图分类号:S718.542;S753.535文献标识码:Adoi:10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.015

Research on Growth Characteristics of the Natural Secondary Forest of Schima superba in Thousandisle Lake and Its Understory Interplanting of Tetrastigma hemsleyanum

Xu Gaofu Fang Zhenyun Feng Zhongping Xiang Huijuan

(1.Hangzhou Thousandisle Lake Guanfeng Agricultural Development Co.,Ltd.,Hangzhou 311700,China;2.Chun’an Xin’an River Ecological Development Group Co.,Ltd.,Hangzhou 311700,China;3.The People’s Government of Shilin Town,Chun’an County,Hangzhou 311700,China)

AbstractSchima superba occupies an important position in the construction of forestry ecology,forestry industry and ecological civilization in southern China. In order to explore the growth characteristics of Schima superba natural secondary forest and the growth of Tetrastigma hemsleyanum interplanted under forest,the natural secondary forest of Schima superba in Thousandisle Lake was taken as the research object,the growth community structure of the natural secondary forest with Schima superba as the main dominant tree species was investigated by sampling,the biomass of each component was measured by the average tree,and the growth process of Schima superba in Thousandisle Lake was analyzed by tree trunk analysis. The results showed that the preservation rate of Tetrastigma hemsleyanum was 91.3% by bionic interplanting under the Schima superba forest,which could provide a reference for the sustainable management of the natural secondary forest of Schima superba.

Key wordsSchima superba natural forest;community growth process;Tetrastigma hemsleyanum;Thousandisle Lake District

木荷(Schima superba)是一种泛热带、广域性的树种,为我国亚热带顺向森林演替趋于稳定的常绿阔叶林的重要建群种之一。木荷是新中国成立后仅次于杨树和桉树的最大的阔叶造林树种,天然分布于北纬31°以南、东经105°以东的广大地区。木荷属于多功能的优良乡土树种,材质优良易加工,是制作高品质地板、家具和工艺品的用材树种[1];既喜光,又耐阴,生态位宽,成为南方优质林分改造和生态修复等生态防护的主栽树种;其含水量大,是著名生物防火当家树种;其树形美观,花形似“荷花”,是优良的景观绿化树种和康养树种;同时还

是重要的蜜源树种[2]。根据国家关于天然林特别是天然阔叶林管理政策,天然木荷林分无疑都是公益林。以往木荷研究主要是其防火林带建设、低产林改造以及木荷育种和培育技术[3-7]。三叶青(Tetrastigma hemsleyanum)是天然分布在我国亚热带常绿阔叶林尤其是次生林下的层外藤本植物[8],迄今推广应用的主要为山核桃(Carya cathayensis)、毛竹(Phyllostachys heterocycla)林下套种三叶青技术[9-11]。地处浙江省西郊的淳安县因千岛湖横贯其中而闻名,为全省唯一的特别功能区,千岛湖周边森林以天然次生林为主,而木荷是现存千岛湖顶级常绿阔叶林群落分布最多的树种[12]。本文旨在通过调查分析其生长特征并在木荷纯林下开展套种三叶青试验,以期为木荷天然次生林的人工抚育、经营管理和推广种植提供参考。

1研究区及调查林分概况

1.1研究区概况

千岛湖所在的淳安县是浙江省面积最大的山区县,森林覆盖率很大,森林面积和立木蓄积量列全省首位。地处亚热带季风气候区的北缘,尤其得益于千岛湖水面的调节作用,气候冬季趋暖、夏季趋凉,年平均气温为17 ℃,有效积温5 410 ℃,平均无霜期263 d,气温的年较差和日较差小,年平均降水量为1 430 mm,年日照时数1 951 h,适宜多种森林植物生长。

1.2调查林分概况

千岛湖区天然次生林中木荷是重要而常见的树种,在人工混交林特别是防火林带中应用较多。本研究主要对象为起生态作用为主的公益林中天然木荷林分。经过踏查,我们选择了位于千岛湖东南湖区边紫培山(最高峰468.5 m)南面,灵山庵与南面灵山(最高峰511 m)正相对。木荷林分就分布于两者之间,坡向西到西北,黄红壤,土层普遍比较深厚。平均海拔400 m左右。隶属于金竹牌林场金竹牌林区103林班3、5小班,面积43.13 hm2,现由杭州千岛湖冠峰农业开发有限公司租赁经营。

2研究方法

2022年3月中旬,对试验林分进行了实地调查,在林地的上坡、中坡、下坡典型地段分别设置20 m×20 m乔木样方。记录样方样地情况,在样地每木检尺,并根据3个样方统计木荷林分的平均树高、平均胸径、干形等指标,选择平均标准木进行树干解析,推算林分蓄积与生长量。采用分层全挖标准木法,测定各器官的鲜质量,采集若干样品,在80 ℃恒温下烘至恒质量。在样方的四角设立2 m×2 m 的灌木样方和1 m×1 m的草本样方。

调查结束后,在木荷林分中下坡的林下套种三叶青(当地品种),采用直径30 cm、高20 cm的无纺布套袋,每个容器袋2~3株,基质为山地壤土混入草木灰、草籽饼,栽植密度为105 000~120 000株·hm-2,2023年10月调查保存率。

3结果与分析

3.1木荷林分群落树种组成

调查林分的上坡是以木荷和苦槠(Castanopsis sclerophylla)混交为优势种的常绿阔叶林林分,伴生树种有石栎(Lithocarpus glaber)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、黄檀(Dalbergia hupeana)、短柄枹栎(Quercus serrata)、马尾松(Pinus massoniana)等,下层有短尾越橘(Vaccinium carlesii)、格药柃(Eurya muricata )、毛花连蕊茶(Camellia fraterna)、檵木(Loropetalum chinense)、山矾(Symplocos sumuntia)、乌药(Lindera aggregata)、映山红(Rhododendron simsii )、马银花(Rhododendron ovatum)和江南越橘(Vaccinium mandarinorum)等。

调查林分的中坡是以木荷为优势种的常绿阔叶林林分,残留有马尾松、杉木等树种,伴生有短尾越橘、石栎、短柄枹栎,下层有格药柃、马银花、檵木等。

调查林分的下坡还是以木荷为优势种的常绿阔叶林林分,伴生有四川山矾(Symplocos setchuensis)、马尾松、石栎、苦槠等,下层有短尾越橘、檵木、赤楠(Syzygium buxifolium)等。

3.2木荷林分蓄积与生物量

通过木荷平均标准木分析,调查的千岛湖木荷天然次生林平均年龄为29 a。

经样地调查,29年生木荷天然次生林平均密度1 054株·hm-2,平均树高15.8 m,平均胸径20 cm,平均木冠幅4.5 m×3.8 m。单位面积蓄积量256.693 5 m3·-2,平均年生长量8.851 5 m3·hm-2。

各组分含水量如表1。

从表1可看出,29年生木荷天然次生林平均含水量为46.5%,树木各组分的含水量大小的趋势为:根>干>枝>叶>果(壳),以树根含水量最高,为58.8%,枝条与树叶的含水率相差不大,为44.4%~45.9%。

经测算,29年生木荷天然次生林单位面积生物量288.464 3 t·hm-2,平均年生物量9.947 0 t·hm-2。

3.3木荷生长过程

29年生木荷天然次生林平均木树干解析结果表明,高生长前15年为旺盛期,年平均高生长量和连年平均生长量为0.61~70 cm,约在16年年平均高生长量和连年平均生长量相等相交,之后减缓,年高生长量下降较慢,为0.57~0.63 cm;而高连年平均生长量下降较快,为0.50~0.38 cm。胸径生长量和材积生长量的趋势几乎一致,平均生长量一直上升,未出现拐点,而连年生长量在25年达到了高峰,胸径连年平均生长量达0.75 cm,去皮材积连年生长量0.013 18 m3。但是材积平均生长量和连年生长量远未达到相等相交状态,说明还远没有进入成熟期(表2)。

3.4木荷天然林下套种三叶青生长情况

2023年10月抽样调查木荷天然林下前一年春季移植套种的7 500株三叶青,有6 850株依然长势良好,保存率为91.3%。天然三叶青常见于短日照的阔叶林下或有湿度的溪沟旁,土壤多含石砾成分,腐殖质层较厚,在高郁闭度的常绿阔叶林中试验表明,木荷天然林适宜移栽当地三叶青,且生长良好。

4结论与讨论

4.1通过对千岛湖以木荷为主要优势树种的天然次生林生长群落结构研究认为,木荷种群在亚热带东部常绿阔叶林演替中具有顶级建群优势树种和先锋树种的双重特点,其功能和作用是马尾松、枫香(Liquidambar formosana)等先锋阳性树种和樟、栲类耐阴性树种所不可比拟的[13]。为林分改造和造林更新中树种的配置乃至全周期森林经营提供参考依据。

4.2鉴于木荷在千岛湖区的生长潜力与作用,其天然次生林生长过程调查得到的龄级、龄组划分与相关规程相一致。木荷的萌芽能力很强,小样方调查结果表明,其种子更新幼苗较多,应当及时采取相应措施进行抚育和更新性质的采伐。

4.3木荷具有最佳的本土适应性,性喜光,但幼树能耐阴、耐干旱、耐瘠薄,根系发达,生长快,易更新,是千岛湖区适应性强的人工造林更新树种[14,15],是规模经营的发展对象。

4.4三叶青为长有卷须的草质攀缘藤本,具有短日照而怕强光、不耐高温、喜湿而冷凉的特性[16,17]。千岛湖天然木荷次生林土壤腐殖质层深厚、壤质、透气疏松,对林下三叶青植株起荫蔽、屏障和支撑作用。天然木荷林下套种三叶青是一种发挥森林多重功能的经营措施。

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