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杉木人工林抚育间伐对套种南方红豆杉的影响

2022-07-01傅贵江

武夷科学 2022年1期
关键词:红豆杉间伐人工林

傅贵江

(明溪县林业局, 福建 三明 365200)

间伐是一种调节林分密度、改善林分生长环境的营林措施,间伐后的林分可以继续生长,培育成大径材,也可以利用间伐后林分,套种耐阴性树种,实现林分可持续经营(Nogueiraet al,2015)。 福建现存人工林分中,具有较大面积的纯林树种有:杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.]、桉树(Eucalyptus robustaSmith)、马尾松(Pinus massonianaLamb.)等。 大面积的纯林经营容易引起多样性下降、土壤质量降低、生态服务功能减退等问题,开展林分改造是纯林培育中的重要营林技术(江锦攀,2019;刘淑萍,2016)。

南方红豆杉[Taxus wallichianavar.mairei(Lemee & H. Léveillé) L. K. Fu & Nan Li]是红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)常绿乔木,分布于安徽、浙江、台湾、福建、江西等地,是我国特有的国家一级保护树种(中国科学院中国植物志编辑委员会,1978;康永武等,2017a)。明溪县被称为南方红豆杉之乡,野生南方红豆杉资源较为丰富。 南方红豆杉不仅是我国建筑、家具、饰品的珍贵用材,也是提取抗癌药物“紫杉醇”的原材料。 由于其显著的经济与药用价值,野生红豆杉遭到大量砍伐,导致了野生资源的严重匮乏,因此被列入国家保护物种名录中。 刘庆云等(2015)研究证实了不同造林密度对南方红豆杉地径、株高、侧枝数的生长存在显著影响。 因此,在不同的林分阶段, 通过间伐的方式调控植株密度,将有利于林分生长(罗宁等,2016)。

不同间伐强度和保留密度具有促进林下套种树种生长、培养良好干形的作用,有利于林分蓄积的增加(肖兴翠等,2021;黄木易等,2021;李安杰,2021;蒋华等,2021;张青青等,2021)。前人对南方红豆杉的育苗、生长特性、群落特征、化学成分、造林技术等进行了研究(王熙富等,2021;王勇,2020;姚甲宝等,2019;吴剑,2020;陈龙涛等,2016;康永武等,2017b),但是对其杉木人工林下套种的营林间伐技术的研究比较少(叶盛全,2020)。

本研究以杉木人工林林下套种的9 年生南方红豆杉人工林为研究对象,测定不同间伐强度对林下套种南方红豆杉生长指标的影响,以期为合理经营南方红豆杉、充分发挥林分蓄积提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本研究试验林位于明溪县城关乡狮窠村,东经 117°07′58″、北纬 26°20′28″,海拔约 463 m,东南坡,坡度约27°,属Ⅱ类立地,土壤为黄红壤,pH 值为5.5。 境内属中亚热带季风气候,年平均气温18 ℃,最高气温在7 月,月平均气温32.7 ℃,最低气温在1 月,月平均气温7.1 ℃。年平均降雨量1 800 mm,年平均无霜期261 d,年日照时数为1 770 h,气候温和,雨量充沛,冬少严寒,夏无酷暑,光照充足。

试验地林分郁闭度约为0.9,林地潮湿,腐殖质层较深厚。 群落为纯林,乔木层以杉木为单优种群落,灌木层主要有杜鹃(Rhododendron simsiiPlanch.)、短尾越橘(Vaccinium carlesiiDunn)、油茶(Camellia oleiferaAbel.)、窄基红褐柃(Eurya rubiginosavar.attenuataH.T. Chang)等,草本层主要有狗脊[Woodwardia japonica(L.F.) Sm.]、里白[Diplopterygium glaucum(Thunberg ex Houttuyn) Nakai]、菝葜(Smilax chinaL.)、羊角藤(Morinda umbellatasubsp.obovataY.Z.Ruan)、土茯苓(Smilax glabraRoxb.)等,群落生长较好。

1.2 研究方法

现存杉木林,林龄为30 a,林分密度2 500 株·hm-2,平均胸径25 cm,平均树高16 m。2013 年11 月,进行间伐,设置强度、中度、轻度、不间伐(CK)4 个间伐强度处理,每种处理面积为1 hm2。 参照姜志林等(1982)的方法,分别伐去林分中林木株数的45%、30%、15%和0%,间伐时遵循砍密留稀,均匀分布的原则,各保留 1 375、1 750、2 125、2 500 株·hm-2。 2014 年 3月,在不同处理的试验地种植3 年生袋苗南方红豆杉,株行距4.0 m×4.0 m。 2020 年7 月,对试验地进行标准地设置,面积为20 m×20 m,设3 个重复,其林分生境情况见表1。 并对每木南方红豆杉进行检尺,测定胸径、树高、冠幅等生长指标,计算单株材积指数(VⅠ)(欧建德,2020),公式如下。

表1 不同间伐强度处理的林分生境情况Table 1 Habitat status of stands under different thinning intensities

式中:D为胸径(cm),H为树高(m)。

1.3 数据处理

用Excel 2003 进行数据的统计分析,并用SPSS 21 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同间伐强度对套种南方红豆杉胸径生长的影响

由表2 可知,对照及轻度、中度、强度间伐下的南方红豆杉人工林的胸径年平均生长量分别为 0.19±0.02、0.34±0.01、0.44±0.03 和 0.44±0.02 cm,相对生长量分别为 100%、122%、143%和139%。 通过Duncan 多重比较,中度间伐组分别与轻度、不间伐组差异显著,但与强度间伐组差异不显著。 可见,杉木人工林密度过大,会抑制南方红豆杉胸径生长,中度间伐组的南方红豆杉胸径生长效果优于不间伐、轻度和强度间伐组。

表2 不同间伐强度对套种南方红豆杉胸径生长的影响Table 2 Effect of different thinning intensities on the growth of diameter at breast height of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.2 不同间伐强度对套种南方红豆杉树高生长的影响

由表3 可知,对照及轻度、中度、强度间伐下的南方红豆杉人工林的树高年平均生长量分别为 0.49±0.02、0.44±0.03、0.26±0.01 和 0.14±0.03 m,相对生长量分别为 100%、97%、72%和54%。 通过Duncan 多重比较,强度和中度间伐组均与轻度间伐、对照组差异显著,轻度间伐与对照组差异不显著。 因此,反映出杉木人工林密度增大,会抑制南方红豆杉树高生长,不间伐组的南方红豆杉树高生长效果优于轻度、中度和强度间伐组。

表3 不同间伐强度对套种南方红豆杉树高生长的影响Table 3 Effect of different thinning intensities on the growth height of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.3 不同间伐强度对套种南方红豆杉冠幅生长的影响

由表4 可知,对照及轻度、中度、强度间伐下的南方红豆杉人工林的冠幅年平均生长量分别为0.14±0.02、0.24±0.01、0.36±0.01 和 0.34±0.02 m,相对生长量分别为 100%、133%、167%和167%。 通过Duncan 多重比较,强度和中度间伐组均与轻度间伐、对照组差异显著,强度与中度间伐组差异不显著。 因此,反映出杉木人工林密度增大,会促进南方红豆杉冠幅生长,中度间伐组的南方红豆杉冠幅生长效果优于不间伐、轻度和强度间伐组。

表4 不同间伐强度对套种南方红豆杉冠幅生长的影响Table 4 Effect of different thinning intensities on the crown growth of interplanted T. wallichiana var. mairei

2.4 不同间伐强度对套种南方红豆杉单株材积指数的影响

由表5 可知,对照及轻度、中度、强度间伐下的南方红豆杉人工林的单株材积指数年平均增加量分别为 5.21±0.07、7.94±0.15、8.07±0.12 和 5.56±0.09,相对增加量分别为 100%、144%、148%和104%。 通过Duncan 多重比较,轻度和中度间伐组差异不显著,但均与对照和强度间伐组差异显著。 因此,反映出杉木人工林密度过大,会抑制南方红豆杉单株材积指数,中度间伐组的南方红豆杉单株材积指数增加效果优于不间伐、轻度、强度间伐组。

表5 不同间伐强度对套种南方红豆杉单株材积指数的影响Table 5 Effect of different thinning intensities on the volume index per interplanted T. wallichiana var. mairei

3 结论与讨论

本试验分析了杉木林不同间伐处理对套种南方红豆杉生长指标的影响,结果表明:中度间伐处理下的南方红豆杉人工林胸径年平均生长量、相对生长量优于其他处理,分别达到0.44±0.03 cm 和143%。 不间伐处理下的南方红豆杉人工林树高年平均生长量和相对生长量优于其他处理,分别达到0.49±0.02 m 和100%。 中度间伐处理下的南方红豆杉人工林冠幅年平均生长量、相对生长量优于其他处理,分别达到0.36±0.01 m 和167%。 中度间伐处理下的南方红豆杉人工林单株材积指数年平均增加量、相对增加量优于其他处理,分别达到8.07±0.12 和148%。 不同间伐处理下各生长指标存在一定显著差异,中度间伐下林分生长总体优于其他处理,其杉木造林密度约为1 750 株·hm-2,与欧建德等(2016)关于林下套种对南方红豆杉树冠形态结构及干形变化的影响研究中造林密度宜1 000~3 000 株·hm-2相近。 由此可见,南方红豆杉在中度间伐杉木林冠下生长比在不间伐、轻度、强度间伐下生长好,不同间伐强度主要影响林分的郁闭度。 由于南方红豆杉早期生长喜荫,但随着年龄的增长,对光照的需求也增加,因此,杉木林中幼林结合间伐适合套种南方红豆杉。

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