(永春县桃溪国家湿地公园保护中心 福建永春 362600)
摘要:杉木是福建省的主要商品用材树种,闽楠是福建省珍贵特色乡土树种,为总结出切实可行的杉木、闽楠混交模式,在提高杉木造林成效的同时,带动闽楠珍贵用材林的培育。对1a生杉木苗与不同规格闽楠苗采用不同混交比例进行造林试验,结果表明:1a生杉木与1a生闽楠按1:1、1:2、1:3进行混交造林1a后,三种混交比例下杉木的平均地径、平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率虽存在一定的差异,但均未达到显著水平,其中杉楠混交比例为1:1模式下的杉木生长最好,平均地径、平均树高、平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率分别为14.37mm、73.28cm、49.55cm、10.93cm、48.36cm、81.38%;1a生杉木与2a生闽楠按1:1、1:2、1:3进行混交造林1a后,1a生杉木的地径生长和苗高生长存在巨大的个体差异性,但在当年抽高、枝下高、冠幅、存活率等指标方面分化较小,杉楠1:1仍是最优模式,该模式下杉木平均地径、平均树高、平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率分别为12.37mm、69.33cm、47.67cm、8.55cm、44.46cm、91.25%。1a生杉木与1a生闽楠混交,影响杉木地径和树高生长的最主要因子均为当年抽高、冠幅和成活率,而1a生杉木与2a生闽楠混交,影响杉木地径生长的最主要因子依次为冠幅、树高、成活率和当年抽高,影响杉木树高生长的最主要因子则依次为成活率、当年抽高和冠幅。
关键词:杉木; 混交造林; 生长指标; 存活率
中图分类号:S723.1 文献标识:A 文章标号:
杉木(Cunninghamia Lanceolata)是我国南方省区的主要造林树种,其成林迅速、材质优良、经济价值高,市场需求旺盛,深受林农喜爱[1-3]。然而,杉木人工林纯林自肥能力较差,长久种植会导致土壤地力衰退、生态环境恶化以及生产力下降等问题[4]。针阔混交造林被认为是一种能改善林分状况、提高光能利用率及土壤肥力、改善林地生态环境,进而提高林分生产力的造林方式[5]。闽楠(Phoebebournei)是我国特有的二级珍稀濒危保护植物,也是国家战略储备林树种和南方集林区的国家林业局重点发展珍贵用材树种之一[6-8]。研究发现杉木属浅根性树种,垂直根密集范围为10-30cm[10]。而闽楠属深根性树种,主根发达,即杉木、闽楠根系所处的地下营养空间不一样。且杉木是针叶树种,闽楠为阔叶树种,二者对光线的需求与竞争不在同一个层级,加之针阔混交林能改善林内的各种生态因子,降低纯林中病虫害发生的几率,减少了病虫害的危害和蔓延[9]。为此,采用福建省传统主打树种杉木与不同苗龄的闽楠进行混交营林、以期总结出切实可行的杉木、闽楠混交模式,在提高杉木造林成效的同时,带动闽楠珍贵用材林的培育。
1 材料与方法
1.1试验地概况
试验地地处福建省泉州市永春县呈祥乡呈祥村,位于永春县西北部雪山东南麓的桃溪上游,东经118°10'30"、北纬25°27'14",海拔700m至800m之间。试验地所在区域受中亚热带海洋性季风气候影响,年平均气温19.3℃,一月份月平均气温7.1℃, 七月份月平均气温23℃,年无霜期286天,年雾日数212天,年平均降雨量1800毫米,年平均相对湿度78%。雨量充沛,植物生长期长,试验地前茬为杉木人工林的采伐迹地,土壤为花岗岩发育而成的橙黄色山地红壤,PH值在5-6左右,腐殖质平均厚度7.9cm,土层平均厚度60cm,土壤肥力为中等。
1.2试验方法
2017年1月下旬,在试验地中选择立地条件、坡位坡向大致相似的同一水平带设置试验地,并按表1的设计设置6种杉楠混交模式,每种模式6个重复,每个重复一个试验小区,每个试验小区均按5株/列种植12列(即每个试验小区按混交种植杉木、闽楠共计60株),栽植密度为2m*2m。栽植后浇足定根水并做好栽植后的抚育管理。
表1杉木、闽楠混交模式的设计
混交模式 | 杉木苗木规格 | 闽楠苗木规格 | 混交比例 |
SN1 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高35cm、地径0.40cm左右的1年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:1 |
SN2 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高35cm、地径0.40cm左右的1年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:2 |
SN3 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高35cm、地径0.40cm左右的1年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:3 |
SN4 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高110cm、地径1.00cm 左右的2年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:1 |
SN5 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高110cm、地径1.00cm 左右的2年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:2 |
SN6 | 苗高25cm、地径0.50cm 左右的1年生裸根苗 | 苗高110cm、地径1.00cm 左右的2年生营养袋苗 | 杉木:闽楠=1:3 |
1.3 数据处理
2017年年底,对6种混交模式中的杉木生长情况进行调查,详细记录各混交模式中杉木的地径、苗高、抽高、枝下高、冠幅等指标,并对栽植存活率进行统计,试验调查的数据均采用WPS办公软件进行初步整理,再采用DPS 9.05专业版数据处理系统进行统计分析。
2 结果与分析
2.1与1a生闽楠混交,杉木生长情况分析
由表2、表3可知,与1a生闽楠进行混交时,闽楠:杉木比例为1:1、2:1或3:1,杉木的除树高生长存在显著差异外(F=4.601、0.01
表2不同混交模式下杉木造林成效分析(闽楠苗龄1a、杉木苗龄1a)
混交模式 | 平均地径/mm | 平均树高/cm | 平均当年抽高/cm | 平均枝下高/cm | 平均冠幅/cm | 平均存活率/% |
SN1 | 14.37±1.21 aA | 73.28±6.91aA | 49.55±4.67 aA | 10.93±3.65 aA | 48.36±5.77 aA | 81.38±5.12 aA |
SN2 | 13.61±0.94 aA | 72.06±8.84 aA | 47.62±2.86 aA | 8.14±2.75 aA | 43.61±4.69 aA | 80.15±4.93 aA |
SN3 | 12.01±0.68 aA | 67.76±8.97 aA | 45.93±3.71 aA | 8.27±2.91 aA | 41.79±4.51 aA | 79.69±4.66 aA |
注:表中各列大、小写字母的不同分别表示差异的极显著和显著水平;下同。
表3 不同混交模式下杉木生长指标方差分析及显著性检验(闽楠苗龄1a、杉木苗龄1a)
性状 | 变异来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F 值 | P 值(Pr>F) |
平均地径 | 区组间 | 20.5113 | 5 | 4.1023 | 0.92 | 0.5061 |
处理间 | 17.57177 | 2 | 8.7859 | 1.971 | 0.1898 | |
误 差 | 44.57023 | 10 | 4.4570 | |||
总变异 | 82.6533 | 17 | ||||
平均树高 | 区组间 | 3359.958 | 5 | 671.9916 | 4.601 | 0.0194* |
处理间 | 519.8087 | 2 | 259.9044 | 1.78 | 0.2182 | |
误 差 | 1460.421 | 10 | 146.0421 | |||
总变异 | 5340.187 | 17 | ||||
平均当年抽高 | 区组间 | 436.8829 | 5 | 87.3766 | 1.63 | 0.2387 |
处理间 | 353.2572 | 2 | 176.6286 | 3.295 | 0.0796 | |
误 差 | 536.095 | 10 | 53.6095 | |||
总变异 | 1326.235 | 17 | ||||
平均枝下高 | 区组间 | 61.32785 | 5 | 12.2656 | 0.265 | 0.922 |
处理间 | 29.62935 | 2 | 14.8147 | 0.32 | 0.733 | |
误 差 | 462.3571 | 10 | 46.2357 | |||
总变异 | 553.3143 | 17 | ||||
平均冠幅 | 区组间 | 362.8326 | 5 | 72.5665 | 0.687 | 0.6444 |
处理间 | 489.9339 | 2 | 244.9670 | 2.319 | 0.1488 | |
误 差 | 1056.476 | 10 | 105.6476 | |||
总变异 | 1909.242 | 17 | ||||
平均存活率 | 区组间 | 620.7696 | 5 | 124.1539 | 1.375 | 0.3117 |
处理间 | 312.5658 | 2 | 156.2829 | 1.731 | 0.2262 | |
误 差 | 902.8005 | 10 | 90.2801 | |||
总变异 | 2034.5 | 17 |
2.2 与2a生闽楠混交,杉木生长情况分析
与2a生闽楠进行混交1a后,杉木生长及存活情况如表4、表5所示,不同模式下,杉木的地径生长存在a显著差异(F=5.024、0.01
表4不同混交模式下杉木造林成效分析(闽楠苗龄2a、杉木苗龄1a)
处理组 | 平均地径/mm | 平均树高/cm | 平均当年抽高/cm | 平均枝下高/cm | 平均冠幅/cm | 平均存活率/% |
SN4 | 12.37±1.18aA | 69.33±1.33 aA | 47.67±4.35 aA | 8.55±3.78 aA | 44.46±5.23 aA | 91.25±5.48 aA |
SN5 | 12.17±1.29 aA | 67.41±1.12 bB | 43.47±4.89 aA | 7.73±3.85 aA | 40.41±7.26 aA | 87.18±6.31 aA |
SN6 | 11.72±1.73 bB | 65.55±0.93 cC | 41.62±3.53 aA | 8.99±3.72 aA | 36.03±6.37aA | 85.88±8.24 aA |
表5 不同混交模式下杉木生长指标方差分析及显著性检验(闽楠苗龄2a、杉木苗龄1a)
性状 | 变异来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F 值 | P 值(Pr>F) |
平均地径 | 区组间 | 11.6346 | 5 | 2.3269 | 5.024 | 0.0146* |
处理间 | 8.0646 | 2 | 4.0323 | 8.706 | 0.0065** | |
误 差 | 4.6319 | 10 | 0.4632 | |||
总变异 | 24.3312 | 17 | ||||
平均树高 | 区组间 | 48.3964 | 5 | 9.6793 | 6.363 | 0.0066** |
处理间 | 243.9441 | 2 | 121.9721 | 80.177 | 0.0001** | |
误 差 | 15.2129 | 10 | 1.5213 | |||
总变异 | 307.5536 | 17 | ||||
平均当年抽高 | 区组间 | 351.3658 | 5 | 70.2732 | 1.403 | 0.3026 |
处理间 | 153.4048 | 2 | 76.7024 | 1.531 | 0.2629 | |
误 差 | 500.8538 | 10 | 50.0854 | |||
总变异 | 1005.6244 | 17 | ||||
平均枝下高 | 区组间 | 325.5182 | 5 | 65.1036 | 0.861 | 0.5389 |
处理间 | 41.1044 | 2 | 20.5522 | 0.272 | 0.7675 | |
误 差 | 756.2102 | 10 | 75.6210 | |||
总变异 | 1122.8326 | 17 | ||||
平均冠幅 | 区组间 | 435.0476 | 5 | 87.0095 | 0.476 | 0.7864 |
处理间 | 204.1329 | 2 | 102.0664 | 0.559 | 0.5889 | |
误 差 | 1827.1502 | 10 | 182.7150 | |||
总变异 | 2466.3302 | 17 | ||||
平均存活率 | 区组间 | 389.7639 | 5 | 77.9528 | 0.958 | 0.4864 |
处理间 | 105.2389 | 2 | 52.6195 | 0.647 | 0.5444 | |
误 差 | 813.7278 | 10 | 81.3728 | |||
总变异 | 1308.7305 | 17 |
2.3 不同混交模式下,影响杉木生长、存活的因素
表6中的数据说明1a生杉木与1a生闽楠混交,杉木的平均地径与平均树高呈极显著正相关关系,其相关系数为0.99;当年抽高可显著影响杉木地径生长,其相关系数为0.97;此外,平均枝下高、平均冠幅、平均成活率也均对地径生长有正面影响,其相关系数分别为0.72、0.90、0.90;而与平均树高有正面促进效果的指标有平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率,相关系数分别为0.94、0.64、0.85、0.84;平均当年抽高与平均枝下高呈正相关,相关系数为0.86,与平均冠幅和平均成活率呈显著正相关、相关系数均为0.98;平均枝下高也与平均冠幅和平均成活率呈显著正相关、相关系数均为0.95;平均冠幅和平均成活率呈极显著正相关。而由表7可知,当1a生杉木与2a生闽楠混交时,杉木生长指标、存活指标间的相关性分析较1a生杉木与1a生闽楠混交发生了较大的变化,尤其是平均枝下高与平均地径、平均树高、平均当年抽高、平均冠幅和平均成活率均呈负相关性,相关系数分别为-0.74、-0.34、-0.15、-0.68、-0.19,而平均地径、平均树高、平均当年抽高、平均冠幅和平均成活率彼此之间虽仍表现为正相关,但相关系数变化较大。说明1a生杉木与不同苗龄的闽楠混交,杉木生长、存活指标之间的相关性不同。
表6 不同混交模式下杉木生长指标、存活指标间的相关性分析(闽楠苗龄1a、杉木苗龄1a)
相关系数 | 平均地径/mm | 平均树高/cm | 平均当年抽高/cm | 平均枝下高/cm | 平均冠幅/cm | 平均存活率/% |
平均地径/mm | 1.00 | |||||
平均树高/cm | 0.99** | 1.00 | ||||
平均当年抽高/cm | 0.97* | 0.94 | 1.00 | |||
平均枝下高/cm | 0.72 | 0.64 | 0.86 | 1.00 | ||
平均冠幅/cm | 0.90 | 0.85 | 0.98* | 0.95* | 1.00 | |
平均存活率/% | 0.90 | 0.84 | 0.98* | 0.95* | 1.00** | 1.00 |
注:*表示相关性显著,**表示相关性极显著,下同。
表7 不同混交模式下杉木生长指标、存活指标间的相关性分析(闽楠苗龄2a、杉木苗龄1a)
相关系数 | 平均地径/mm | 平均树高/cm | 平均当年抽高/cm | 平均枝下高/cm | 平均冠幅/cm | 平均存活率/% |
平均地径/mm | 1.00 | |||||
平均树高/cm | 0.88 | 1.00 | ||||
平均当年抽高/cm | 0.78 | 0.98* | 1.00 | |||
平均枝下高/cm | -0.74 | -0.34 | -0.15 | 1.00 | ||
平均冠幅/cm | 1.00** | 0.92 | 0.83 | -0.68 | 1.00 | |
平均存活率/% | 0.81 | 0.99* | 1.00** | -0.19 | 0.85 | 1.00 |
3 结论与讨论
苗高25cm、地径0.50cm左右的1年生杉木裸根苗与苗高35cm、地径0.40cm左右的1年生闽楠营养袋苗按1:1、1:2、1:3进行混交造林1a后,不同混交比例下杉木的平均地径、平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率虽存在一定的差异,但均未达到显著水平,三种混交模式下的杉木生长、存活指标随着闽楠比例的上升而下降,其中杉楠混交比例为1:1模式下的杉木生长最好,平均地径、平均树高、平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率分别为14.37mm、73.28cm、49.55cm、10.93cm、48.36cm、81.38%;而当1年生杉木裸根苗与苗高110cm、地径1.00cm 左右的2年生闽楠营养袋苗按1:1、1:2、1:3进行混交造林1a后,不同混交比例下杉木的平均地径生长的差异达到显著水平,而平均树高的差异达到了极显著水平,平均当年抽高、平均枝下高、平均冠幅和平均成活率等指标的差异则不显著。1a生杉木与1a生闽楠混交,影响杉木地径和树高生长的最主要因子均为当年抽高、冠幅和成活率,且这五个因子彼此之间均呈正相关关系;而1a生杉木与2a生闽楠混交,影响杉木地径生长的最主要因子依次为冠幅、树高、成活率和当年抽高,影响杉木树高生长的最主要因子则依次为成活率、当年抽高和冠幅,且杉木的枝下高对地径、树高、抽高、冠幅、存活率都有着负面影响。
杉木是福建省的主要商品用材树种,闽楠是福建省珍贵特色乡土树种,因此,分析不同杉楠混交模式下杉木的生长成效对于指导生产实践具有重要意义。三种混交比例下杉木的生长、存活指标仍表现为随着闽楠混交比例的上升而下降,这可能是因为杉木是浅根性树种,且水平根幅较小,而闽楠为深根性树种,且水平根幅较大,故而当杉楠混交试验中闽楠比例较高时,土壤中的养分会被闽楠更多的吸收而导致杉木生长、造林成活率相对较弱。因此,在闽南地区的杉楠混交造林生产实践中,不仅应注意适当提高杉木的混交比例或降低闽楠的苗木规格,还应根据混交树种的苗龄和苗木规格,及时调整混交模式或策略,以促进目标树种更好的生长,提高造林成效。
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