不同混交模式对杉木初期生长特征的影响

known 发布于 2025-08-10 阅读(311)

摘要:" 本文以檫木、香樟、枫香、乐昌含笑和火力楠5种速生阔叶树木作为杉木的混交树种,对不同混交模式下杉木的树高、地径、胸径和材积4项生长指标与杉木纯林进行对比与分析,以研究出5种混交树种中效果最佳的树种。结果表明:在经历1~2 a的适应期后,从第3 a开始,不同混交模式下杉木生长量均表现出显著性差异。其中,杉木+枫香混交模式中杉木的地径、胸径和材积生长量显著高于其余四种混交模式以及杉木纯林的生长量,说明枫香对杉木的树体生长具有明显的促进作用,杉木×枫香混交是种间关系较为协调的模式。

关键词:" 杉木;" 混交林;" 纯林;" 生长量

中图分类号:" "S 795" " " " " " " "文献标识码:" "A" " " " " " " " 文章编号:1001 - 9499(2024)06 - 0013 - 04

The Effect of Different Mixed Patterns on the Early

Growth Characteristics of Chinese Fir

ZOU" Hanlu1 HUANG" Xuelong2 WANG" Xiang3 ZHENG Donghua2

ZENG Changjin1 CHEN" Kang1 LUO Hong3 *

(1." Guanshan Forest Farm, Yongfeng County," Jiangxi Yongfeng 331500;" 2." Xin′Gan County Forestry Bureau," Jiangxi Xingan 331300;" 3." Xiajiang County Forestry Bureau,

Jiangxi Xiajiang 331409)

Abstract This article focuses on Sassafras tzumu、 Cinnamomum camphora、Liquidambar formosana、 Michelia chapensis、 and Michelia macclurell, five fast-growing broad-leaved trees, were used as mixed species of Chinese fir. The height, diameter, diameter at breast height, and volume of Chinese fir under different mixed modes were compared and analyzed with pure Chinese fir forests to identify the most effective species among the five mixed species. The results showed that after an adaptation period of 1-2 years, significant differences in the growth of Chinese fir were observed under different mixed models starting from the 3rd year. Among them, the ground diameter, breast diameter, and volume growth of Chinese fir in the mixed mode of Chinese fir and maple are significantly higher than those in the other four mixed modes and pure Chinese fir forests, indicating that maple has a significant promoting effect on the growth of Chinese fir trees. The mixed mode of Chinese fir and maple is a more coordinated interspecific relationship.

Key words Chinese fir; mixed forest; pure forest; increment

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方最常用来造林的速生树种,生长快,产量高,具有很大的经济价值。第九次全国森林资源清查数据显示,杉木人工林面积已占据我国人工林总面积的29%[ 1 ]。越来越多的研究者开始进行以杉木为主体的试验研究。然而近些年,由于极端且片面的追求杉木的速生丰产,杉木林在连栽和轮伐期过短等措施的影响下,出现了生产量下降、产品质量下降、林分环境恶化和地力下降等问题,严重制约了杉木林地的可持续经营及林分效益的提升[ 2 ]。

目前,将杉木与阔叶树种混交被认为是一种改善杉木纯林生态问题的有效措施,能够维持林分稳定丰产。大量的研究报道表明,混交林相对于纯林,对林木的生长及提高林地生产力具有一定促进作用,且具有改良土壤、提高养分利用及循环速率的优点。连进能[ 3 ]研究了6种杉阔混交林造林效果,结果显示种混交林均能促进杉木树高、直径的生长,并提高了林分蓄积量,认为鄂西红豆树、红锥、格氏栲与杉木混交可培育阔叶树大径材。廖科等[ 4 ]研究了不同混交比例对栎类混交林生长和土壤养分的影响,发现相对于纯栎类林分,种植栎类与枫香或杉木混交林的林地土壤养分含量能够的到一定程度的改善,有机质均有显著的提高。李淑英[ 5 ]研究了混交模式对闽楠和杉木叶片、细根功能性状的影响,结果表明与纯林相比,混交模式下的杉木根氯含量增加,根磷含量增加,这表明混交林有着提高养分利用的作用。

另外,混交林相较于纯林,还具有更新林下植被、提升群落稳定性和提高林地生产力的作用。洪建农[ 6 ]对杉木与7种阔叶树混交造林效果的初步研究得出,7种杉阔混交林的蓄积量均高于杉木纯林。这也说明混交林能够提高林分的蓄积量。康希睿等[ 7 ]对3种不同混交度的杉木人工林进行对比试验,发现与杉木纯林相比,不论混交度为中度或高度的杉木人工林,其林下更新程度都有提高,且群落稳定性也更高。

为进一步研究杉木人工林与不同阔叶树种混交对杉木生长的影响,本研究选择了檫木(Sassafras tzumu)、香樟(Cinnamomum camphora)、枫香(Liqui-dambar formosana)、乐昌含笑(Michelia chapensis)和火力楠(Michelia macclurel)5种阔叶树种与杉木进行混交,造林4年间(2019~2022)对不同混交模式下杉阔混交林生长数据与杉木纯林生长数据进行详细对比与分析,以期为杉木人工林混交阔叶树种的选择和混交效益评价提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 研究地概况

试验区设置于江西省永丰县官山林场(115°17~" 115°56E,26°38~27°32\"N),属于亚热带湿润季风气候区,地貌以低山与丘陵为主,多年平均气温18.1 ℃,最高月平均气温33 ℃,最低月平均气温1.4 ℃,多年平均降雨量为1 552.3 mm,当年降水量分配不均,40%~50%集中在4~6月,年平均湿度达75%~" "80%,年平均风向北向,年平均风速1.8 m/s。试验地位于东毛坑分场 115°5530\"E,27°1728\"N)Ⅹ林班8、9小班,海拔高度为350 m。土壤类型以红壤为主,土层厚度40~100 cm,腐殖质层厚8~20 cm,有机质含量1%~5%,pH4.5~5.5,林下植被丰茂。

1. 2 试验设计与处理

2019年春开始进行造林,混交模式选择杉木×檫木、杉木×香樟、杉木×枫香、杉木×乐昌含笑和杉木×火力楠5种,每组处理的混交方式为行状混交,混交比例为9∶1,同林龄杉木纯林作为对照。采用完全随机区组设计,3次重复,6种处理,共计18个小区,每个小区面积为20 m×20 m,即400 m2/区。造林株行距为2.0 m×2.0 m,密度约为167株/亩。

2019~2022年每年11月对18块样地进行调查,对每种处理的杉木进行每木检尺,2019~2021年记录杉木树高和地径两种生长因子。2022年除树高和地径外,增加胸径因子进行测量,并通过二元材积公式计算出2022年各处理杉木的材积。

1. 3 数据处理

使用SPSS for windows 25.0对历年不同混交模式中杉木的生长数据进行方差分析和多重比较,使用Origin 2017进行图表绘制。

2 结果与分析

2. 1 不同混交模式对杉木树高的影响

由表1可知,2019和2020年,杉木树高性状在不同的处理间差异未达显著性水平;2021和2022年,树高性状在不同处理间的差异达到极显著水平。2019~2022年,杉木树高性状的区组效应均达到极显著水平;除2020年外,处理和区组的交互效应对树高性状的影响均为极显著水平。

由图1可知,2019和2020年,各处理杉木树高之间均无显著差异。2021年,不同混交模式杉木树高排序为杉木×枫香>杉木纯林>杉木×檫木>杉木×乐昌含笑>杉木×火力楠>杉木×香樟,其中,杉木×枫香、杉木纯林和杉木×檫木这三种处理的杉木树高之间无显著差异,且这三种处理杉木树高要显著要高于其余三种处理的杉木树高。2022年,不同混交模式杉木树高排序为杉木×枫香>杉木纯林>杉木×火力楠>杉木×乐昌含笑>杉木×香樟>杉木×檫木,其中,杉木×枫香和杉木纯林这两种处理的杉木树高之间无显著差异,且这两种处理杉木树高要显著要高于其余四种处理的杉木树高。

2. 2 不同混交模式对杉木地径的影响

对历年不同混交模式杉木地径生长情况进行方差分析(表2),2019~2022年,地径性状在不同处理间的差异达到极显著水平。除此之外,2019~" " 2022年,区组效应以及处理和区组的交互效应对杉木地径性状的影响亦均达到极显著水平。

由图2可知,2019年,杉木纯林的地径要显著高于其余五种处理的杉木地径;2020年,杉木纯林与杉木×香樟的地径之间无显著差异,但这两种处理的杉木地径要显著高于其余四种处理的杉木地径;2021年,不同混交模式杉木地径排序为杉木×枫香>杉木纯林>杉木×檫木>杉木×乐昌含笑>杉木×香樟>杉木×火力楠,其中,杉木×枫香的地径要显著高于其余五种处理的杉木地径;与2021年相类似,2022年杉木×枫香混交模式下的杉木地径表现最优,其地径生长量要显著高于其余栽培模式的杉木地径生长量。

2. 3 不同混交模式对杉木胸径的影响

由表3可知,不同混交模式下4年生杉木的胸径生长量之间均存在极显著差异。除此之外,杉木胸径性状区组效应以及处理和区组的交互效应亦均达到极显著水平。不同混交模式杉木胸径排序为杉木×枫香>杉木纯林>杉木×檫木>杉木×火力楠>杉木×乐昌含笑>杉木×香樟,其中,杉木×枫香混交林中的杉木胸径要显著要高于其余四种混交模式和杉木纯林的杉木胸径(图3)。

2. 4 不同混交模式对杉木材积的影响

由表4可知,由不同混交模式下4年生杉木的材积生长量之间均存在极显著差异。除此之外,杉木材积性状区组效应以及处理和区组的交互效应亦均达到极显著水平。不同混交模式杉木材积排序为杉木×枫香>杉木纯林>杉木×檫木>杉木×火力楠>杉木×乐昌含笑>杉木×香樟,其中,杉木×枫香混交林中的杉木材积要显著要高于其余四种混交模式和杉木纯林的杉木材积(图4)。

方差分析结果表明,区组效应以及处理和区组的交互效应对树高、地径、胸径、材积等性状的影响均达到极显著水平,表明区组效应明显,既可能与造林立地各重复间差异较大有关[ 8 ],也是与不同混交模式共同产生效应影响的结果。

3 讨论与结论

本研究中,在造林后1~2 a,不同树种混交林中杉木树高与杉木纯林差异未达显著水平,而杉木纯林的地径生长量则要高于混交林中杉木的地径生长量。从第3 a开始,不同混交模式下杉木生长量(树高、地径、胸径、材积)均表现出显著性差异。其中,杉木×枫香混交林中的杉木较纯林生长更旺盛,其平均树高、地径、胸径以及材积相比杉木纯林均有一定程度的提高,说明杉木与枫香混交模式是有利于杉木增长,这与林圣安在福建建宁9年生混交造林的试验结果基本一致[ 9 ]。

黄勇来[ 10 ]研究发现,杉木与枫香混交林的林分结构比其纯林更有利于其光合产物的积累,杉木与枫香混交是种间关系较为协调的模式。从树种特性来看,枫香为阳性、落叶的深根性树种,杉木为中性偏阳、常绿的浅根性树种。两者混交后,使得林分空间结构分布合理,不论是林分的地上部分还是地下部分都能够比纯林更加充分的利用光能和土壤养分。钟祥顺[ 11 ]认为,杉木和枫香混交经营对杉木早期高生长和径粗生长起到了积极的促进作用。这种促进效应可能与两种树种的生物学特性密切相关。在杉木幼林期间,几乎没有地上枯枝落叶等凋落物的归还,而枫香是一种落叶树种,每年秋冬季节都会有大量的枯枝落叶返回土壤。这种枯枝落叶的输入促进了混交林生态系统中养分的循环,部分满足了杉木快速生长所需的养分需求。

目前来看,本研究五种混交模式中,仅有杉木×枫香混交林中的杉木生长量要高于杉木纯林,可考虑作为主要的推广混交模式。然而,需要注意的是,本研究仅对植株生长的前期阶段进行了比较,没有从长远效果上来对植株生长效果进行比较。因此,下一步我们将继续对此混交试验进行跟踪研究分析。

参考文献

[1] Zhou LL, Daniel AD, Wu PF, et al. Litterfall production and" "nutrient return in differen-aged Chinese fir(Cunninghamia lanceolata) plantations in South China[J]. Journal of Forestry Research, 2015, 26: 79 - 89.

[2] Wu ZY, Li JJ, Zheng J, et al. Soil microbial community structure and catabolic activity are significantly degenerated in successive rotatations of Chinese fir plantations[J]. Scientific Reports, 2017, 7: 66 - 91.

[3] 连进能." 6种杉阔混交林造林效果的调查研究[J]." 林业调查规划, 2010, 35(4): 77 - 80.

[4] 廖科," 刘振华," 童方平," 等." 不同混交比例对栎类混交林生长和土壤养分的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2023(9): 80 - 88.

[5] 李淑英." 混交模式对闽楠和杉木叶片、" 细根功能性状的影响[D]. 长沙:" 中南林业科技大学, 2019.

[6] 洪建农." 杉木与七种阔叶树混交造林效果的初步研究[J]. 福建林业科技, 2008(1): 120 - 124.

[7] 康希睿," 李晓刚," 张涵丹," 等." 不同混交措施下杉木人工林群落稳定性特征[J]. 生态学杂志,2020, 39(9): 2912 - 2920.

[8] 姜年春," 何贵平," 王帮顺," 等." 杉木杂交试验幼林主要生长性状遗传分析[J]. 浙江林业科技, 2019, 39(1): 60 - 64.

[9] 林圣安." 枫香与杉木混交造林试验初报[J]." 安徽农学通报,2014, 20(8): 137 - 138.

[10] 黄勇来." 枫香与不同树种混交林的生长及生物生产力研究. 西南林学院学报, 2006(2): 15 - 18.

[11] 钟祥顺." 杉木和枫香混交对杉木生长及土壤肥力的影响[J]. 福建林业, 2022(4): 40 - 43.

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