杉木混交林（精选7篇）
杉木混交林 篇1
木荷 (Schima superba Cardn.et.Champ) 为山茶科常绿大乔木, 具有生长速度较快、材质优良等优点, 其落叶量比较大, 在土壤中的分解快, 可增加土壤中养分含量, 既可在我国南方作为用材造林树种, 还可作为土壤改良和防火树种[1]。杉木 (Cunninghamia Lanceolata) 因材质优良, 用途比较广泛, 经济价值较高, 但由于其叶片为针状, 养分的含量不高, 在土壤中分解慢, 培肥能力较弱, 随着其大面积的栽植, 导致了在栽植地的地力衰退, 生产力下降, 恶化了生态环境[2,3]。实践证明, 将木荷与杉木进行混交, 可以有效地改善林地生态环境、提高林分生产力、增强林分抵抗灾害的能力。但随着2种林分混交时间延长, 由于2种树种生长速度上存在一定的差异, 其种间的矛盾逐渐加剧。因此, 为了对林分的密度进行调整, 应对混交林的营养空间进行改善, 采取疏伐的方式缓和不同林分的种间矛盾, 以对林分结构的稳定性和生产力进行提高。笔者分析了杉木与木荷混交后经营管理中的疏伐效果, 对木荷和杉木混交适宜的疏伐强度进行探索, 并调整其种间关系, 以期为杉木等人工混交林持续稳定地发挥效益提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验选择在仙游县柳溪联营林场进行, 地处北纬25°10′~25°15′, 东经118°36′~118°44′。气候隶属中亚热带气候, 地貌为沿海丘陵低山地带, ≥10℃的年有效积温5 800~6 500℃, 无霜期为260 d, 年平均温度为16.1~17.7℃, 最冷月 (1月) 平均温度为7.4~9.1℃, 最热月 (7月) 平均温度为23~26℃, 年平均降水量1 800~2 000 mm, 年平均相对湿度83%。林地海拔高度为300~500 m, 坡度约30°, 局部山地的坡度超过35°。土壤类型主要为红壤, 土层深厚, 腐殖质中厚, 主要包括芒萁骨、山乌桕、黄瑞木、桃金娘、盐肤木、五节芒等植被, 立地类型为Ⅱ类地。供试材料为以杉木为主林木的木荷与杉木混交林。该混交林于1994年春季造林, 树种均选择一年生裸根苗, 其基本的管理措施为:经炼山后, 进行整地, 可采用块状的方式进行, 造林的栽植穴规格50 cm×40 cm×40 cm, 混交采取行状混交的方式, 株行距控制在2 m×2 m, 杉木∶木荷为1∶1, 造林密度控制在2 505株/hm2。疏伐试验于2004年10月进行, 试验前保存密度为2 000株/hm2左右, 杉木与木荷各占50%, 试验时林间郁闭度约为0.9, 有少量树木被压。
1.2 试验设计
试验设5个处理, 分别为:弱度疏伐, 间伐强度为21%, 保留密度为1 580株/hm2, 杉木∶木荷为5.4∶3.6 (A) ;中度疏伐, 间伐强度为30%, 保留密度为1 400株/hm2, 杉木∶木荷为6.4∶3.6 (B) ;强度疏伐, 间伐强度为40.5%, 保留密度为1 190株/hm2, 杉木∶木荷为7.7∶2.3 (C) ;全伐, 间伐强度为52.5%, 保留密度为950株/hm2, 杉木∶木荷为10∶0 (D) ;以不疏伐作对照, 即间伐强度为0, 保留密度为2 000株/hm2, 杉木∶木荷为1∶1 (CK) 。各处理随机区组设计, 4次重复, 小区面积400 m2。
1.3 试验实施
对混交林进行不同疏伐强度的对比试验, 疏伐时可采用下层疏伐方式为主, 以伐除伴生树种为主, 同时对少数干形不良、长势差的主林木也一并伐除。
1.4 调查内容与方法
在各处理样地中进行每木调查, 实测林分的树高、胸径和冠幅等, 并对其平均值进行计算, 可通过如下公式计算林木单株的材积 (V) 和林分蓄积量:
林分蓄积量=单株平均立木材积×林分保留株数。
每个样地可选择5~6个点采集土壤 (0~20 cm、20~40 cm土层) , 并对土壤进行水分物理性状及化学分析测定, 采样时应随即按“S”形路线进行, 水分物理性状按常规方法进行测定[4];采用国标分析方法对土壤进行化学分析[5]。
2 结果与分析
2.1 不同疏伐强度对混交林中主林木生长的影响
由表1可知, 疏伐后各处理初始主林木的各生长量指标差异均达显著性水平 (树高除外) 。随着疏伐后林木的生长, 各疏伐处理均明显地促进了主林木树高、胸径和材积的生长, 各处理对生长量指标的影响为:处理C>处理D>处理B>处理A>CK。疏伐处理后6年, 各处理随着疏伐强度的不同, 主林木生长呈现出极显著的差异性, 主林木的树高、胸径、材积和蓄积的F值分别为6.32**、10.38**、16.98**和27.65**。处理C的总蓄积量达到最大, 其次为处理B, 而处理D的总蓄积量最低。表明在2个树种生长势较为均衡的混交林中, 处理C对伴生树种的生长最有利。疏伐后6年, 处理C中杉木的树高、胸径、材积、蓄积量及林分总蓄积量分别比CK提高19.33%、30.34%、96.57%、78.92%和16.46%。
注:F (4, 12) 0.05/0.01=3.26/5.41。
2.2 不同疏伐强度对混交林土壤理化性状的影响
由于疏伐后林下植被量及其根系以及枯枝落叶量的变化, 加上间伐后, 增加了土壤中微生物的数量, 增强了其酶的活性, 促使了土壤中养分循环的加速, 进而改变土壤中的理化性状[6]。由表2可知, 疏伐后6年, 从物理性状主要指标看, 土壤容重与CK相比降低4.0%~7.2%, 而土壤总孔隙度比CK提高了2.55%~11.91%。从化学性状看, 不同疏伐强度0~40 cm土层的土壤p H值均高于CK, 提高幅度为0.24~0.32个单位。各疏伐处理明显提高了土壤中有机质、水解氮、速效磷和速效钾的含量, 分别提高10.36%~22.82%、3.30%~16.05%、44.65%~113.49%和3.94%~25.31%。疏伐强度在21.0%~40.5%, 随着疏伐强度的加大, 理化性状的改善幅度也趋于加大, 这与张鼎华等[7]对马尾松间伐的研究结果相一致。其中以疏伐强度为40.5%的土壤理化性状改善效果最好, 而全伐的土层容重、孔隙度、有机质、水解氮、速效磷含量等理化性状指标的增加幅度不如其他疏伐强度, 主要原因是全伐后, 木荷的辅佐功效降低、林分枯枝落叶大大减少。
3 结论与讨论
试验结果表明, 对于主林木与伴生木处于同一林层的混交林, 疏伐均能够不同层度地促进保留木的生长并改良土壤, 对促进主林木树高、胸径、材积和蓄积的生长幅度呈现:强度>全伐>中度>弱度>不疏伐, 其中以强度疏伐即疏伐伴生木及少数干形不良的主林木, 疏伐株数占林分总株数的40.5%, 保留密度1 190株/hm2的效果最好。疏伐后6年, 杉木的树高、胸径、材积、蓄积及林分总蓄积分别比不疏伐提高19.33%、30.34%、96.57%、78.92%和16.46%。而全伐的林分总蓄积量最低, 且失去了伴生树种的辅佐功效。提高林分生产力及调整林分状况的重要途径即为疏伐, 可有效地对林分的郁闭度进行降低, 对混合林内的光照及水湿等生境条件进行适度的改善, 对林下乡土植被的生长和繁衍起促进作用。疏伐时, 疏伐的强度不可过大, 如全伐, 可丧失伴生树种的辅佐功效 (如林冠层的截留水源、根系的改土等) 、林分枯枝落叶大大减少, 而引起改土效果的降低。研究表明, 疏伐强度为40.5%时, 与不疏伐进行对比, 疏伐后6年, 可使土壤容重降低7.2%, 土壤总孔隙度提高11.91%, 土壤p H值增加了0.32个单位。土壤有机质、水解氮、速效磷和速效钾含量分别提高22.82%、16.05%、113.49%和25.31%。在林分密度大体相近的情况下, 疏伐强度主要依据混交时间及培育目标对疏伐的强度进行确定[8,9]。一般在立地条件较好的情况下, 可进行强度疏伐。但对于立地较差或主林木处于下层的混交林, 其疏伐强度还有待进一步研究。
参考文献
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红豆树杉木混交林生长效果探析 篇2
红豆树是国家珍稀的保护树种, 花科红豆属的落叶大乔木, 系蝶形。在亚热带地区 (广东、西南、华东、华中、福建等地) 自然零星分布于天然阔叶林之中。由于人们长期滥砍滥伐, 红豆树天然林的资源已经濒临枯竭, 发展人工造林, 增加种群规模, 成为当务之急。但从红豆树的性质来看, 树杈干性强, 侧枝粗壮, 树冠扩展, 很多国有林场营造红豆树纯林的情况表明干形生长不完全使人满意。研究红豆树的栽培特性成为必要课题。杉木则是我国南方广泛栽培并且特有的用材树种, 因为种植面积的不停增加, 严重导致多代连栽引起地力衰退。让杉木林保持生产力, 探析改良生物的方法也是一项重要课题。为了让珍贵的阔叶树种得到发展和保护, 选择了红豆树杉木混交伴生, 1981年有实验证明红豆树杉木混交林到目前的林分生长状态良好。1999年对20年生混交林的生产力和结构进行研究试验, 结果为维护地力推进红豆树及杉木快速生长和丰富生产, 提供了有力理论以及实践依据。
2 试验地概述
试验地位于福建漳州 (116°53′~118°09′E, 23°32′~25°13′N) , 全市海域面积1.86km2, 陆地面积1.26km2, 为中低山及中低丘陵地貌, 属亚热带季风性湿润气候。年平均气温21.1°C, 年降水量1500 mm, 年日照2000h, 平均空气相对湿度75 %左右。雨量充沛, 无霜期330d以上, 试验地在长坡的下部, 坡度28°~36°, 为凹形坡, 坡上土壤是酸性岩发育的红壤, 土层深厚, 表层土壤有机质2 %~2.75 %, 表土层厚度12~23cm, pH值4.6~5.2, 容重1.02~1.09g/cm3。
3 栽培种植方法
3.1 种植材料
试验林地的同一坡面根据不一样的混交比例各设置为23m×23 m的样地两块, 红豆树林两块, 杉木两块, 一起设计样地12块。调查样地根据测树学的方法, 把每木的树高、枝下高、分叉高、冠幅、胸径调查出来并且提出每木的平均值求出每公顷的蓄积量是多少。
3.2 探析方法
用3cm为径阶, 把各个不同混交比例红豆树的径阶分布分别做出统计, 并计算出大径木胸径的比例。依据不一样的混交比例的保存密度和不同的红豆树纯林的保存密度, 求出林分的加权平均树高和平均胸径等生长因素, 来进行分析不同的混交比例效果。把混交林中的生长指标与红豆树纯林中的生长指标作比较, 探析造成其中差异性的因素。
4 结果分析
4.1 红豆树在混交林中生长的特点
不同的混交比例中, 红豆树纯林的各项生长指标与红豆树杉木混交林的各项生长指标见表1。
根据表1能够看出, 红豆树纯林在混交林中的平均胸径比红豆树小, 不论混交比大小。平均纯林树高比平均树高低5.5 %。证明红豆树的树高以及红豆树的直径生长在混交林的种间竞争反应里得到了促进。混交林中的纯林比红豆树冠幅显然要大, 纯林小于树干分叉度。纯林在混交林中也显然低于红豆树枝下高。杉木显然大于在混交林中红豆树的平均胸径, 但是红豆树和杉木的树高相距差不多。从侧面引证了杉木的生长速率是大过珍贵树种红豆树的生长速率。因此在混交林造林时要特别注意把握混交的比例, 假如杉木的比例大于红豆树的混交比例则会造成效果相对较差, 主要因素就在于不当的混交比例, 所以要同时造林的话, 杉木的混交比例应该小于红豆树。
4.2 混交比例在不同径阶的分布
按照测定胸径的结果, 对各个混交比例不同的红豆树径阶分布的统计列入表2。
根据表2可以看出, 比例不同的混交会对对红豆树的胸径生长起到重要影响。红豆树大径木所占比例分别是18.9 %、37.5 %和38.75 %, 而其比例分别是1∶2、2∶1和1∶1, 此时大径木的红豆树纯林的比例占到2.4%。从此可以证明:纯林不如营造的混交林更适合红豆树的成材与胸径生长。在杉木大于红豆树混交时, 红豆树直径生长就更差, 不利于栽培大的径材;在杉木明显小于混交红豆树的比例时, 红豆树生长的直径就会受到影响, 大径木的比例小。造成以上差异的因素是红豆树的特性树杈干性强导致的, 在营造混交林时因为种间竞争反应, 其侧枝生长受到抑制对生长直径是有利的。根据实地研究可以看出, 红豆树的被压木比例缩小, 混交林中杉木的比例也会缩小。生长在林缘的大多都是较大胸径红豆树, 毕竟群种生长对于红豆树而言是较弱的。混交比例和密度的把握是提升红豆树材种规格的重点注意事项。
4.3 比较红豆树纯林与混交林的林分生长量
如表3所示, 把红豆树纯林与不一样的混交红豆树杉木比例的林分蓄积量作对比, 能够充分看出:杉木与红豆树的比例是1∶2、1∶1和2∶1的林分蓄积量分别是红豆树纯林的2.6倍、2.2倍和1.9倍。混交比例不同的红豆树杉木混交林, 蓄积量大约平均达到473.52m3/hm2, 为红豆树纯林211.69m3/hm2的2.2倍。三种混交林的混交比例, 杉木与红豆树2∶1的林分蓄积量最高, 达到548.11m3/hm2, 杉木与红豆树为1∶2的林分积蓄量最低, 只有400.44m3/hm2, 杉木与红豆树2∶1的林分蓄积量比杉木与红豆树1∶2的林分蓄积量要多出36.8 %的增产率。如果红豆树混交比例较小时, 红豆树的立木蓄积量就较低。证明着要让林分生长量得到最高的效益, 杉木比红豆树的比例2∶1最为合适, 要是以杉木作为树种, 则杉木比红豆树的比例应该是1∶2最为合理。混交林的平均生长量高达14.8m3/hm2, 混交林的平均蓄积量大约到达473.52m3/hm2, 混交林的平均年龄则是32年, 这些数据显然表明省定杉木速生丰产的标准已经可以被越过了。而红豆树杉木混交林的速生丰产的标准也一定可以达到实现去营造的目的, 但是根据数据显示, 速生丰产的标准是10.5m3/hm2与现在红豆树纯林的营造年平均生长量只有6.38m3/hm2, 还是差相当大的一段距离。
5 结语
(1) 红豆树比杉木的比例是2∶1, 或者红豆树与杉木的比例是1∶1都能让红豆树直径生长得到有效的生长, 也可以栽培红豆树的直径得到更有利的发育成大径材木。而致力营造红豆树纯林, 几十年以来都没有达到能成为大径材的要求。
(2) 红豆树杉木混交林以后, 混交林比红豆树纯林的林分蓄积量高出了很多, 从此可以看出红豆树杉木混交很大程度上有利于林木的生长, 并且对红豆树材质的改善也起到了很大帮助, 树干的弯曲度减少了, 在主干的高度上也得到了提升。
(3) 红豆树杉木混交, 可以比较合理的形成林分结构。杉木的分布低于混交林中红豆树树枝枝叶的分布, 红豆树的侧根和红豆树须根都比杉木分布的都要更深, 这样一来混交林中红豆树的生长不管是在地下的部分还是地上的部分都会具有一定的阶层性。合理的林分结构不但有利于改善地力还可以扩展经营养殖规模, 更加推进了林木的生长。
(4) 红豆树在先种于杉木的基础上, 红豆树在混交林中不管混交比例是多少, 其中的平均树高、平均林分蓄积量和平均胸径都显然表示大于红豆树纯林。表明了混交红豆树和杉木造林, 可以让红豆树的生长得以明显促进, 同时可以使高大直通的优良材质得到完美形成。
(5) 在混交林中杉木明显大于混交林中的红豆树, 这样是对林分蓄积量的提升有帮助的, 由于杉木的生长速率大于红豆树生长速率, 伴随混交红豆树的比例增加, 林分蓄积量会因此下降。所以在混交林造林的时候, 假如是用红豆树来作为目的树种的话, 杉木混交的比例应该小于红豆树混交的比例。
摘要：通过对红豆树杉木混交林的生长效果进行的实验, 分析了红豆树在混交林中生长的特点、混交比例在不同径阶的分布状况、红豆树纯林与混交林的林分生长量, 结果显示:红豆树纯林到2.3倍的时候, 混交林平均的累积量大约可以达到468.45m3/hm2。以红豆树和杉木对比, 红豆树的生长较慢, 适合首先种植, 而后种植杉木, 这样红豆树的生长就可以平和种间关系, 稳定长期发展, 获取优质的效果。
关键词：红豆树,混交林,杉木,生长效果
参考文献
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杉木檫树混交林林分结构研究 篇3
1 调查研究方法
1.1 试验地概况
试验地位于东经116°47′~117°35′, 北纬26°8′~26°39′明溪县的国有林场汗仙工区39林班2大班2、7小班。该地区系中亚热带大陆性与海洋性季风气候, 年降雨量1 695~1 980 mm, 年平均气温15.6~18.7℃, 日平均气温≥10℃的活动积温3 922~5 766℃, 空气相对湿度超过80%, 年无霜期天数约为292 d。试验地土壤为酸性岩发育的山地红壤, 海拔平均为480 m, 东北坡, 坡位中下部, 土层的厚度在1.5 m以上, 坡度平均为25°, 林下植被为香宾杜鹃、箬竹、五节芒、狗脊、百两金、管茅、乌饭等。立地类型Ⅰ类地。试验林分的前茬为杉木纯林, 2004年皆伐后, 当年秋季劈草炼山, 按照60 cm×60 cm×40 cm的规格进行块状整地, 一般对于混交林、杉木纯林来说, 造林密度均控制在3 000株/hm2, 檫树纯林的密度控制在1 110株/hm2。幼林郁闭前, 每年需要进行2次除草抚育。
1.2 试验设计
在立地条件基本一致的林地上, 设计3个处理, 分别为:杉木、檫树星状混交 (8∶1) (A) ;杉木纯林 (B) ;檫树纯林 (C) 。处理A混交设计见图1。重复3次。标准地面积600 m2, 随机区组设计。
1.3 调查方法
在标准地内对土壤及植被进行调查。胸径采取每木测定的方法;冠幅、树高、自然整枝高度等测树因子采取逢3测定的方法。檫树、杉木立木材积计算公式分别为[1]:
注:※代表檫树, ○代表杉木。
式 (1) 、式 (2) 中, V表示立木材积, 单位为m3, D表示胸径, 单位为cm, H表示树高, 单位为m。
在各小区内分别选择标准木进行测量, 标准木以平均胸径为准, 其与林分平均值的误差要控制在5%的范围内, 混交林中杉木与檫树为相邻林木。以2 m区进行分段截取圆盘, 并对树干进行解析。以2 m为1区进行分段, 采取分层切割的方式, 分别对每一标准木的干、枝、叶地上部分各器官的鲜重进行测量。随机地抽取部分样品, 测定其含水量, 在此基础上对各器官的干物质量进行测量。根的测量上选择标准木的根系采用撩壕干掘法进行测定。该方法为以标准木伐桩为中心, 每20 cm为1层由内向外逐层地将土壤掘出, 以使根系充分地暴露出来, 先对根系的垂直和水平分布范围进行测定, 然后按根桩、骨骼根 (d>3 cm) 、侧根 (1 cm
2 结果与分析
2.1 不同林分生长情况
由表1可知, 杉木与檫树混交后, 檫树的生长得到了促进。十年生混交林檫树的胸径和树高分别比檫树纯林增加28.0%和19.8%。混交林中杉木的胸径比杉木纯林增加16.0%, 树高比杉木纯林提高12.9%, 在混交林中杉木树高生长随着檫树距离的远近呈波浪型变化。即在檫树林冠下杉木树高小于檫树冠缘附近的杉木, 而大于檫树林冠外的杉木, 此种变化与杉木喜阳, 幼林时喜侧方庇荫的特性相吻合, 杉木受檫树上方庇荫, 生长发育受到一定抑制作用, 但侧方庇荫条件能加快树高、胸径生长, 自然整枝良好, 能够提高木材形质。说明杉木檫树混交后林分结构的形成结果有利于杉木和檫树树高生长。从林分蓄积量分析, 混交林与纯林差异较大。林分蓄积量以处理A最高, 达161.621 1 m3/hm2;处理B其次, 为91.829 5 m3/hm2;处理C最少, 为84.000 0 m3/hm2。混交林的林分蓄积量分别可比杉木、檫树纯林提高76.0%和92.4%, 可见杉木檫树星状混交是一种比较好的混交结合。
注:表中数据为3次重复的平均值。
2.2 林分生长过程
林木生长是林分生长的基础和基本组成, 反映了林分生长过程。树干解析结果表明, 混交林中檫树第2年就进入了速生期, 其胸径连年一直保持超过1 cm的生长量, 连年生长量的最大值出现在5年, 达3.4 cm/年, 生长高峰期后连续5年仍保持较高的连年生长量, 十年生胸径平均生长量达1.6 cm/年, 说明胸径生长量较为稳定。树高生长也表现出相似的规律, 十年生树高平均生长量达1.45 m/年, 八年生以后略有下降, 但仍保持在1 m/年, 连年生长量最大值出现在第4年, 达2.30 m/年。檫树纯林胸径、树高连年生长量从6~8年后均开始下降, 连年生长量低于1 cm/年和100 cm/年。由此可以看出, 混交后檫树速生期延长了2年。
混交林杉木的生长过程与杉木纯林相似, 高生长在造林后2~3年内比较缓慢, 3~10年为迅速上升期;直径生长在第4~5年开始迅速, 但混交林杉木生长量更大。这与混交后檫树的侧方庇荫以及凋落物增加有关。十年生林分, 无论是胸径、树高檫树生长量均高于杉木, 尤其是树高方面檫树比杉木高出3~5 m。檫树保持有8~10轮活枝, 还能正常生长发育[3]。由于杉、檫进入速生期时间迟早有差别, 速生持续年限也不尽相同, 形成了较为理想的冠层分布。喜强阳性的檫树居林冠上层, 幼龄时较耐阴的杉木居亚林层, 较为合理地利用了空间, 无疑能够提高林地生长力。
杉木纯林枝下高比混交林中杉木枝下高提高了1.4 m, 表明在同等密度下混交林中杉木枝下高较低, 换言之, 杉木叶面积相对于杉木纯林大。叶器官是杉木进行光合作用、积累有机物的唯一场所, 在一般情况下叶面积大, 则产量高。这是因为杉木为常绿树种, 且树叶生长茂密, 透光度较低, 而檫树是落叶阔叶树, 且枝叶较稀疏。每年11月左右就开始落叶, 到翌年3—4月才发芽展叶, 林内光照条件较好, 减缓了杉木自然整枝的速度。应该指出的是杉木纯林杉木树冠上移, 冠长仅为树高的1/3左右, 自然整枝剧烈, 枝叶一旦上升就难以恢复, 没有一定量的叶面积, 要培育杉木大径材是不可能的, 因此必须及时进行间伐, 以保证林分结构的合理性。间伐方法有待于深入研究。
2.3 乔木层生物量与空间分布
2.3.1 混交林平均木生物量分配。
由表2可知, 处理A中杉木平均木生物量为61.86 kg/株, 在各器官中, 其生物量的分配比例为树干37.52 kg/株, 占60.65%;树枝8.40 kg/株, 占13.60%;叶7.06 kg/株, 占11.41%;根系8.88 kg/株, 占14.35%。处理A中干、根生物量高于处理B中平均木, 枝、叶生物量低于处理B平均木。说明经过混交后, 其林分结构有利于主产品的生物量积累。在处理A中, 檫树平均木的生物量为94.05 kg/株, 在各器官中, 其生物量的分配比例为树干57.48kg/株, 占61.12%;树枝15.90 kg/株, 占16.91%;叶5.61 kg/株, 占5.96%;根系15.06 kg/株, 占16.01%。与杉木同样, 处理A中干、根生物量高于处理B平均木, 枝、叶生物量低于处理B平均木。无论是檫树, 还是杉木生物量在各器官的分配比例均为干>根>枝>叶。值得一提的是, 分析结果表明, 檫树根系生物量较大, 占全株生物量的16.01%, 而且粗壮庞大, 但目前尚未开发利用, 尤其是对檫树根系含芳香油, 如何提炼芳香油有必要进行研究。
2.3.2 地上部分空间分布。
由表3可知, 处理A冠层分布是合理的。经过10年的生长, 处理A中的杉木生长低于檫树的生长, 后者的枝叶主要分布在5~7层, 在总枝叶量中此3层占比为80.7%, 在总叶量中占比为72.2%;杉木的枝叶主要分布在3~4层, 在总枝叶量中3~4层占比为87.6%, 总叶量中占比为87.1%。由此可见, 处理A中的冠层分布层次明显, 但仍存在交错竞争, 随着树龄增加, 2树种种间关系将发生新的变化, 必须引起注意。
2.3.3 地下部分空间分布。
由表2可知, 处理A中檫树根系生物量为15.06 kg/株。由表4可知, 通过分析不同根系的分布, 0~40 cm, 根桩的生物量为4.65 kg/株, d>1 cm根系的生物量为4.1 kg/株, d<1 cm根系的生物量为0.05 kg/株, 0~40 cm, d<1 cm细须根占细须根总量的4.8%。40~80 cm, 根桩的生物量为2.63kg/株, d>1cm根系的生物量为0.78kg/株, 40~80cm, d<1 cm细须根在根总量中占比为75%。由此可见, 檫树细须根主要的分布范围为40 cm以下。而混交林中杉木须根密集分布在0~40 cm范围内, 表明混交林地下根系分布也有明显的层次性, 是较好的混交组合。
3 结论与讨论
试验结果表明, 十年生杉木与檫树星状混交 (8∶1) 能够促进林分生长。混交林中的檫树胸径、树高分别比檫树纯林提高28.0%和19.8%;混交林中的杉木胸径、树高分别比檫树纯林提高16.0%和12.9%。林分蓄积量以混交林最高, 达161.621 1 m3/hm2, 分别比杉木纯林和檫树纯林增加76.0%和92.4%。混交林与檫树纯林林分蓄积量达到显著水平。虽然混交林与杉木纯林林分蓄积量间未达到显著水平, 但存在一定差异。杉木檫树混交林林分生长速生期限的差异, 形成了良好的林分结构。檫树造林后第2年就进入速生期, 无论是胸径、树高在十年生内一直保留较高的生长量;杉木3~5年才进入速生期, 冠层呈明显的层次, 檫树比杉木高出3~5 m。杉檫混交林乔木层生物量分配和空间分布合理, 不仅能够提高经济价值, 而且充分利用了空间[8,9,10,11]。平均木生物量中檫树、杉木树干生物量最高, 分别占61.12%和60.65%。檫树枝叶主要分布在5~7层, 此3层枝叶量占总枝叶量的80.7%, 叶量占总叶量的72.2%, 而混交林中杉木枝叶主要分布在3~4层, 此2层枝叶量占了总枝叶量的87.6%, 叶量占了总叶量的87.1%。地下根系分布上也呈明显的层次, 檫树40~80 cm细须根占细须根总量的75%, 而杉木细须根主要分布在40 cm以上, 合理地利用了地下空间。综上所述, 十年生杉木与檫树星状混交 (8∶1) 具有良好的林分结构, 合理地利用了地上、地下的空间, 提高了林地生产力, 是一种较好的混交组合, 建议在南方林区大力推广。
注:杉木侧根为>1 cm的侧根、骨骼根之和。
参考文献
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杉木混交林 篇4
1 试验地概况
试验地位于福建省南平市延平区东坑乡黄墩村,属中亚热带季风气候,年平均气温18.8℃;冬季月平均气温8.2℃,夏季月平均气温28.6℃,年平均降雨量1 663mm,主要集中在3~6月,平均蒸发量为1 499.2m,7~9月份蒸发量最大,年平均相对湿度79%,年平均日照1 612h,无霜期296天,≥10℃年积温5 266℃,土壤为山地红壤,海拨290m,前茬植被为第1代杉木人工林,1997年皆伐后炼山造林。林地植被较为丰富、复杂,有胡枝子、绒楠、泡桐、刺槐、乌蕨、五节芒、芒萁等。
2 研究方法
2.1 试验设计
试验设置4个处理,分别为∶杉木×桤木混交比例为1∶1的行间混交(A),3∶1的行带混交(B),1∶1株间混交(C),杉木纯林(D),每个处理的标准地面积20m×20m,采用随机区组设计,重复3次。
2.2 调查与分析方法
2006年底对各处理分别设置标准地进行每木检尺(胸径、树高、枝下高、冠幅),分别以林分平均高和平均胸径选择杉木、桤木的平均标准木。按照Monsi分层切割法[2]调查各模式林分内乔木层生物量,以1m区分段为单位称取标准木的每段的树干、树皮、树枝、树叶鲜重。随机抽取各部分样品,带回室内测定含水量,求算干物质重,用单位面积的林木株数和标准木的干重推算林分乔木层生物量。用样方收获法[2]测定林下植被和凋落物生物量,即在标准地内设置2个1m×1m的样方,在样方内收集灌木及草本(连根)和枯枝落叶并称重,随机抽取样品带回室内进行含水量测定,最后推算林分灌木、草本和枯枝落叶生物量。根系采用土柱法[3],分根桩、粗根(大于4mm)、细根(小于4mm)称鲜重,测定根深、根幅,测定根系垂直分布。
3 结果与分析
3.1 林分生物量及其分配
3.1.1 林分乔木层生物量及其分配。
林分生物量是构成林分生长量的重要组成部分,主要受树种和环境因子的影响[4]。乔木层生物量的高低及其分配情况,是人工林经营效果和林地生产力水平的指标[5]。表2结果表明,A模式乔木层生物量最高68.66 t.hm2,其次为B模式65.42 t/hm2,再次为C模式57.55 t/hm2,最后为D模式49.94 t/hm2(见表2),说明桤木杉木混交林的经营效果比杉木纯林好,但株间混交造成种间关系较为紧张,影响林地潜力的充分发挥,行间混交种间矛盾较缓和,有利于发挥混交林的效益。桤木以树皮、嫩枝叶入药,四季采树皮,鲜用或晒干,其树皮生物量是评价混交效果的重要指标[6]。各混交模式中,行间混交模式桤木树皮生物量和分配比均最高(分别是2.32 t/hm2和3.38%),株间混交最小为1.31 t/hm2和2.28%(表2)。可见,合理的混交方式和混交比例可以促进林分生长,提高林地生产力,充分发挥地力,桤木杉木混交林以行间混交最为适宜。此外,从吸收水分和无机盐的细根生物量和分配比来看,各混交模式均小于杉木纯林(表2),这与桤木的生物学特性有关,应加强适当的林地土壤管理措施,提高混交林细根生物量。
3.1.2 林分林下植被生物量及其分配。
由表3可知,各混交林分林下植被生物量与分配比例均高于杉木纯林,说明混交林具有生物多样性,对培肥改良土壤起着积极的促进作用。灌木层生物量以行带混交类型为最高,是纯林的3.79倍,其次为行间混交,是纯林的2.18倍;草本层生物量以株间混交为最高,是纯林的2.70倍,其次为行间混交,是纯林的2.42倍;枯枝落叶层生物量以行间混交为最高,是纯林的1.92倍,其次为株间混交,是纯林的1.45倍。综合各混交林分林下植被生物量和分配比例,可以认为行间混交类型为桤木杉木混交林较适宜的混交方法。
3.2 各模式林分空间分布格局
3.2.1 树冠空间分布格局。
杉木、桤木前期生长速度均较快,林分郁闭后,不同的造林模式对林分的树冠空间格局产生较大的影响。从表1可知,行间混交模式林分平均高、郁闭度指标为最高,不论何种混交模式,杉木平均高均大于桤木,这样,林冠层自然形成层次,两树种的树冠占有不同的空间,形成了光照空间和营养空间的分层利用,有利于提高林分生产力[7]。混交林中,桤木冠幅均大于杉木,增加值在40%~80%,即桤木单株树冠空间占有量大于杉木,因此在营造桤木、杉木混交林时,应注意控制密度,防止密度过大造成林分树冠激烈竞争,导致林分生产力下降,综合树冠空间分布格局,以行间混交类型最为适宜。
3.2.2 林分地上部分生物量分层分布。
以桤木、杉木行间混交和杉木纯林为例进行分析,从生物量地上部分垂直分布来看(表4),桤木杉木行间混交林中,桤木枝叶主要分布在4.5~9.5m,占枝条总生物量的92.52%,占叶片总生物量的91.68%,其中枝条生物量的68.44%、叶片生物量的70.08%分布在6.5~9.5m,而杉木枝叶主要分布在4.5~8.5m,占枝条总生物量的85.34%,占叶片总生物量的87.35%,其中枝条生物量的53.14%,叶片生物量的57.58%分布在5.5~7.5m,在一定程度分层利用光照条件,有利于充分利用空间,提高光能利用率。混交林中杉木的干材、皮生物量比对照纯林分布更均匀、干材尖削度较小,说明行间混交有利于杉木干材生长。
3.2.3 地下部分生物量的空间分布。
桤木杉木行间混交模式中,桤木根系主要分布在0~30mm土层中,该层根系占全根重的81.94%,30cm以下根重仅占18.06%。杉木纯林中根系主要分布在10~60cm土层内,该层根系占全根重的85.99%。说明混交模式的根系具有分层的特性,同时促进杉木根系向底层发展,避免同桤木根系在表层争夺水分和养分。这对分层利用土壤中水分和养分,促进深层土壤的改良起着重要作用,从而在一定程度上提高土壤养分利用率,有利于林木生长[8]。
4 小结
1)在桤木杉木多模式造林的林分中,林分生长存在较大差异,生物量最大的为行间混交类型(68.66 t/hm2),其次为行带混交类型,再次为株间混交类型,最小为杉木纯林。
2)从吸收水分和无机盐的细根生物量和分配比来看,各混交模式均小于杉木纯林,这与桤木的生物学特性有关,应加强适当的林地土壤管理措施,提高混交林细根生物量。
3)各混交林分林下植被生物量与分配比例均高于杉木纯林,说明混交林具有生物多样性,对培肥改良土壤起着积极的促进作用。灌木层生物量为行带混交大于行间混交大于株间混交大于杉木纯林;草本层生物量为株间混交大于行间混交大于行带混交大于杉木纯林;枯枝落叶层生物量为行间混交大于株间混交大于行带混交大于杉木纯林。
4)混交林的树冠空间分布优于杉木纯林,综合各模式林分树冠空间分布格局,桤木杉木混交林以行间混交最为适宜。不论何种混交模式,杉木平均高均大于桤木。
5)林分地上部分生物量分层分布,有利于充分利用空间,提高光能利用率。混交林中各树种的干材、皮生物量比对照纯林分布更均匀、干材尖削度较小,说明行间混交有利于林木干材生长。
6)混交树种地下部分总生物量和分配比例均高于杉木纯林,根系生物量分层明显,根系分布较为合理,对改良和提高土壤肥力有促进作用。
参考文献
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杉木毛红椿混交林生物量结构研究 篇5
1 试验地概况
试验地位于三明市郊国有林场富兴堡工区(117°37′35″E,26°29′15″N)12大班3小班,气候属中亚热带海洋性季风区,年均气温19.4℃,年均降雨量1 726.3 mm,相对湿度79%。年均无霜期306 d。土壤为山地红壤,土层深厚肥沃,平均坡度约20°。前茬树种为杉木纯林,1999年下半年采伐,经炼山清杂,块状整地,穴规格60 cm×60 cm×40 cm,2000年春用杉木、毛红椿1年生苗同时造林,造林密度2 500株/hm2,常规管理。第1～3年锄草,第4～5年劈草抚育。林地植被以芒箕、苦竹为主。
2 试验方法
2006年在同一面坡,立地条件、经营管理措施相似的杉木毛红椿8∶1混交林及其杉木纯林的林分中,按照随机区组试验设计,3重复,建立试验标准地,标准地规格为20 m×30 m。试验设4个水平。即A1,保存原有杉木毛红椿8∶1插花混交,不间伐(图1),A2,在原有杉木毛红椿8∶1插花混交林中,间伐与毛红椿相邻的4株杉木,调整为杉木毛红椿4∶1混交林(图2),B1,保留原有杉木林(图3),B2,在原有密度的杉木纯林中间伐与确定目标树(与A2中毛红椿对应的杉木)相邻的4株杉木(图4)。
在标准地内调查土壤、植被,每木测定胸径、树高等测树因子。
2012年在各标准地内分别选择标准木,标准木以平均胸径为准,标准木胸径与林分平均值误差在5%范围内,混交林杉木、毛红椿为相邻林木。用分层切割法以2 m为1区分段,分别测定每一标准木的干、枝、叶地上部分各器官鲜重。随机抽取部分样品,测定含水量,由此计算各器官干物质量。
3 结果与分析
3.1 林分生长状况分析
14年生不同处理杉木毛红椿混交林及其纯林林分生长状况见表2。从表1中可以看出不同处理杉木的平均胸径从大到小依序为:A2>A1>B2>B1,A2与A1比平均胸径增加3.1%、B2与B1比平均胸径增加4.1%;A2与A1中毛红椿的平均胸径比,A2增加10.9%。表明无论是杉木还是毛红椿间伐都有利于胸径的生长。通过比较可知:A2比B2杉木平均胸径增加5.5%,A1比B1杉木平均胸径增加6.6%,表明混交也可以促进杉木生长。
注:均为3块标准地的平均值
通过表1中杉木胸径比较可以看出:A2与B1平均胸径增加量和A1与B1平均增加量存在差异。A2与B1平均胸径增加量大于A1与B1平均增加量。表明混交与间伐两种不同措施对胸径的影响存在着互作叠加效应。
从表1中可以看出:杉木平均树高A2>A1>B2>B1,毛红椿则表现为A1略高于A2,但增加幅度并不明显。表明:无论是混交还是间伐经营措施对树高的影响低于对平均胸径的影响。
总之,不同处理平均胸径、平均树高生长量存在差异。表明混交和间伐措施对林分生长有积极作用。在林业生产上既要营造混交林,而且必须适时调控经营密度等,为林木良好生长提供适宜的生长环境。混交技术和密度调控技术的积极作用,与林分生物量结构的改善有密切相关。
3.2 乔木层地上部分生物量及其组成
乔木层是用材林经济产量的主体。表2是不同处理林分乔木层生物量及其组成测定结果。从表2中已知:4种林分中乔木层生物量依次为A1>B1>A2>B2,以A1最大,为124.41 t/hm2,分别是A2、B1和B2的1.65倍、1.03倍和1.94倍,A1、B1生物量较大显然是由于单位株数较多的缘故。
同密度不同林分生物量相比:A2比B2增加17.6%,A1比B1增加3.2%,表明混交林具有较高的生物量。
从表2中还可以看出:A1、A2乔木层生物量中杉木、毛红椿所占的比例不同。A1中杉木地上部分生物量占86.3%,毛红椿所占比例为13.7%,A2中杉木地上部分生物量占76.9%,毛红椿所占比例为23.1%表明间伐后毛红椿生物量,尤其叶生物量比例增大。这种量的变化,可能带来林分结构和林地土壤肥力的改善。因为杉木落叶量较少,含脂量和酸性物质较高,分解比较困难,在A0层积累,形成酸性的粗腐殖质,引起地力衰退。毛红椿生物量比例增大,落叶量中所占比例亦大,有利于土壤微生物活动,腐殖质化和腐殖质分解快,对加速土壤营养循环,提高地力无疑是由积极作用的。姚茂和等人研究认为林下植被的存在,能够加速杉木凋落物的分解。在杉木凋落物中加入30%的林下植被凋落物,其分解速度可提高一倍[11]。
3.3 平均木生物量及其分配
3.3.1平均木地上部分生物量比较。从表3中可知,4种不同林分中,不论毛红椿还是杉木均以A2林分中毛红椿、杉木最高。A2中毛红椿平均木生物量64.585 kg/株,与A1中毛红椿平均木生物量60.189 kg/株比增加7.3%;A2中杉木平均木生物量54.783 kg/株,分别比A1、B1、B2中杉木增加12.7%、18.7%和12.1%,表明A2处理有利于平均木生物量积累,说明保留混交方式,并及时调控混交密度和比例有利于单株生物量的积累。
3.3.2平均木地上部分生物量的分配。从表3中还可知;平均木在各器官的分配比例不论是混交林,还是杉木纯林中杉木均表现为:干>叶>枝;混交林中毛红椿表现为干>枝>叶,但不同林分中杉木树干分配比例存在差异。A2中杉木树干分配比例为72.6%,A1中杉木树干的分配比例为72.7%,A2、A1干材生物量的分配比例相差较小,与B1、B2比干材生物量增加1%～2%,表明混交有利于杉木树干生物量的积累。
从表3中还可以看出A2中杉木叶生物量8.382kg/株,比A17.484 kg/株增加12.0%,A2中毛红椿叶生物量8.006 kg/株,比A17.862 kg/株增加1.8%,B2叶生物量7.935 kg/株,比B17.342 kg/株增加8.3%,表明调控经营密度有利于平均木叶生物量积累,说明随着林龄的增大原有生长空间比较拥挤,抑制了树冠的生长,需要及时间伐为保留木枝叶生长提供生长空间。A2杉木叶生物量8.382 kg/株,比B27.935 kg/株增加5.6%,A1杉木叶生物量7.484 kg/株,比B17.342 kg/株增加1.9%,则表明混交有利于杉木平均木叶生物量积累,这与杉木与毛红椿两树种间生长速度不同,形成了树冠分布的位置差,扩大了生长空间,而杉木纯林同树种间树冠分布在同一层,在密度相同时生长空间相对拥挤。叶是林木生产有机物的加工场,一般认为,叶生物量的提高,能够充分利用太阳能,生产更多的经济产量。毛红椿叶生物量虽然比杉木少,但每年叶子凋落较多。凋落物归还是营养物质生物循环的主要途经之一,说明在杉木林中混交毛红椿营养物质的生物循环较快。这在维持地力,促进林木生长上有重要而积极的作用。
3.3.3平均木地上部分空间分布。林冠的呈层合理分布,能够充分利用光能,促进林分高产。从林分平均木生物量的空间分布上分析,14年生A2林分中,毛红椿枝叶主要分布在6、7层(表4、表5)。其二层枝叶量占总枝叶量66.3%(表4)。叶量占了总叶量的62.5%,而混交林中杉木枝叶主要分布在3、4、5三层,其三层枝叶量占了总枝叶量84.3%,叶量占了总叶量的83.9%。A1林分中,毛红椿枝叶也主要分布在6、7层。其二层枝叶量占总枝叶量的68.4%,叶量占了总叶量的66.1%,而混交林中杉木枝叶主要分布在3、4、5三层,其三层枝叶量占了总枝叶量82.7%,叶量占了总叶量的82.9%。由此可见,杉木毛红椿混交林冠层分布层次较明显,喜光的毛红椿居林分上层,光照充足。杉木处于亚林层,在毛红椿上方和侧方庇荫下幼林时稍耐荫的杉木生长良好。但从垂直层次分析,枝叶生物量似有交叉、重叠,而从水平分布分析两种处理枝叶交叉重叠程度有较大差异。A2林分经过间伐后加大了两树种的水平距离,A2比A1水平距离增大了0.83 m,且毛红椿和杉木树形呈塔形,下宽上窄。根据平均木测定毛红椿最大冠幅(4.36 m)高度处相对应的杉木冠幅仅为0.98m,A2两树种间最大冠幅2.67 m<2.83 m枝叶尚未交接,但有重叠,林内透光较好,处于亚林层的杉木生长较好。A1没有间伐,两树种水平距离较短(2 m),毛红椿最大冠幅(4.21 m)高度处相对应的杉木冠幅仅为0.95 m,A2两树种间最大冠幅2.58 m>2 m枝叶已经交接,两树种在毛红椿与杉木交界处出现了交叉重叠,这对林分的协调性和稳定性都有消极影响。虽然杉木早期稍耐阴,但随着树龄增长,杉木对光照要求加大,林内的光照强度在一定程度上限制了杉木生长。为了争夺阳光杉木向上生长,必然抑制胸径生长,且加剧了种间竞争,林分稳定程度降低。因此杉木毛红椿混交林在8年生左右进行间伐是必要的。
B1、B2处理枝叶分布处于同一林层,从表2枝下高可以看出:与同密度混交林比杉木枝叶分布层上升了0.5 m,B1枝叶分布层更高,枝下高达到4.8 m,超过全高的1/3。枝叶交叉重叠程度显著高于相同密度混交林。表明枝叶层被抬高,说明B1处理杉木纯林已经高度郁闭,自然整枝剧烈。枝叶层一旦上升就难于恢复。为此,一方面在营林上应该选择生物学特性不同的树种搭配混交,以期营造层次明显的林分,提高林分生产力;另一方面应根据树木的不同生长阶段及时调整林分密度,实现在水平层面的合理镶嵌,充分利用光照、水分和养分。
4 小结
1)杉木毛红椿混交林生物量较高。研究结果表明:不同林分乔木层生物量A1>B1,A2>B2。A2比B2增加17.6%,A1比B1增加3.2%,混交林具有较高的生物量。
2)杉木毛红椿混交林生物量分布层次明显,结构比较合理。研究结果表明:平均木在各器官的分配比例不论是混交林,还是杉木纯林中杉木均表现为:干>叶>枝;混交林中毛红椿表现为干>枝>叶。A2、A1中杉木树干分配比例与B1、B2比干材生物量增加1%～2%,混交有利于杉木树干生物量的积累。14年生A2林分中,毛红椿枝叶主要分布在6、7层,其二层枝叶量占总枝叶量66.3%,叶量占了总叶量的62.5%,而混交林中杉木枝叶主要分布在3、4、5三层,其三层枝叶量占了总枝叶量84.3%,叶量占了总叶量的83.9%。杉木毛红椿混交林冠层分布层次较明显,结构合理。
3)适时调控密度有利于平均木生物量的积累。研究结果表明:A2中毛红椿平均木生物量与A1比增加7.3%;A2中杉木平均木生物量分别比A1、B1、B2中杉木增加12.7%、18.7%和12.1%。保留混交方式,并及时调控混交密度和比例有利于单株生物量的积累。
摘要：本文对杉木毛红椿8:1混交林(A1)、间伐后调控为杉木毛红椿4:1混交林(A2)及其相对应的杉木纯林的生物量结构进行研究。研究结果表明:不同林分乔木层生物量A1>B1,A2>B2。A2比B2增加17.6%,A1比B1增加3.2%,混交林具有较高的生物量。平均木在各器官的分配比例不论是混交林,还是杉木纯林中杉木均表现为:干>叶>枝;混交林中毛红椿表现为干>枝>叶。干生物量最高。14年生A2林分中,毛红椿枝叶主要分布在6、7层,其二层枝叶量占总枝叶量66.3%,叶量占了总叶量的62.5%,而混交林中杉木枝叶主要分布在3、4、5三层,其三层枝叶量占了总枝叶量84.3%,叶量占了总叶量的83.9%。杉木毛红椿混交林冠层分布层次较明显,结构合理。A2中毛红椿平均木生物量与A1比增加7.3%;A2中杉木平均木生物量分别比A1、B1、B2中杉木增加12.7%、18.7%和12.1%。保留混交方式,并及时调控混交密度和比例有利于单株生物量的积累。
杉木混交林 篇6
关键词：杉木,火力楠,混交模式,林分燃烧性
近几十年来, 我国南方大面积营造杉木速生丰产林, 阔叶林面积逐年减少, 针叶林面积不断扩大, 引起地力衰退, 生态环境恶化, 同时也留下了严峻的火灾隐患。为此, 开展生物工程防火则是最经济最有效的防火措施之一。本文通过对不同模式杉木火力楠混交林木分燃烧性的定量测定与综合分析, 为今后的营林防火与营林生产提供科学依据。
1 试验地概况
试验地位于汤川乡经营林场的大王坪, 地理坐标为E117°48′~118°36′, N25°48′~26°24′, 海拔高度650~750m, 属亚热带大陆性和海洋性兼具的东南季风气候, 年平均温度18.9℃, 无霜期299d, 年降水量1700~1900mm。试验地类为杉木纯林采伐迹地, 土壤为山地红壤, 立地类型为肥沃和较肥沃类型。
2 试验方法
2.1 试验设计
于2003年劈草炼山, 带状整地挖, 翌年春用1a生杉木和大力楠实生苗, 按丰产标准造林, 以简单对照试验设计排列, 各处理分别为杉木火力楠1:1株间混交林区, 杉木火力楠3:1带状混交林区, 杉木火力楠6:1带状混交林区及火力楠纯林区和杉木纯林区 (对照) , 每小区面积约为lhm2。2012年3月对不同试验区进行典型调查, 其样地设计概况详见表l。
2.2 调查研究方法[2,3,4]
分别在不同试验区有代表性的上、中、下坡分别设置20m×20m标准地各1块, 对样地分别进行每木检尺, 以林分平均高度平均胸径在各林分内选择标准木, 用分层切割法, 直接测定每一标准木的干、枯枝叶、活枝、叶等各器官鲜重, 按照随机原则抽取各部分样品。一部分样品用于测定含水率和着火温度, 根据不同样品含水率, 求算各部分的干物质量, 另一部分样品经干燥处理, 用植物粉碎机粉碎, 过60目筛, 混合均匀后干燥贮存备用。
分别在不同标准地内按对角线设置5个1.5m×l.5m样方, 样方内的灌木、草本和凋落物全部收集, 分别称重。取不同样品一部分用于测定含水率和着火温度;另一部分样品经烘干粉碎过筛处理后干燥贮存备用。
水分含量用105℃恒温干燥法测定, 发热量用氧弹式量热计测定, 着火温度用高温电炉测定。
3 结果与分析
3.1 不同混交模式的林分燃烧性
3.1.1 不同林分类型地被物的含水率
森林火灾的发生, 一般而言, 首先是地被物着火蔓延, 进而引发树冠着火。而地被物着火与蔓处的难易与其含水率的高低有直接的关系, 可燃物含水率低, 火灾发生的危险性大, 容易着火蔓延而酿成火灾, 反之则相反[5]。表2表明, 不同林分类型中灌木的含水率较高, 在60%~64%之间, 火力楠纯林和混交林的略高于杉木纯林的, 但经t检验与杉木纯林之间的差异均不显著。不同林分草本的含水率是火力楠纯林和混交林高于杉木纯林, 经t检验, 除m3混交类型与杉木纯林的差异不显著外, 其余的均达到显著水平。凋落物是森林中最为危险的引火物之一, 表2可见, 火力楠凋落物的含水率均高于杉木凋落物, 经t检验与杉木纯林凋落物间的差异均达显著水平。这种差异主要是由于火力楠凋落物多显单叶凋落, 堆积物较为坚实, 水分不易蒸发;而杉木凋落物多显小枝叶状凋落, 堆积物较为疏松, 水分容易蒸发而散失。不同林分混交林中杉木凋落物的含水率均高于杉木纯林, 经t检验除M3混交类型与杉木纯林之间的差异不显著外, 其余的均达显著水平。上述分析可以看出, 火力楠纯林和混交林的燃烧性低于杉木纯林。
3.1.2 不同林分类型可燃物的载荷量与潜在能量
不同林分类型可燃物的载荷量与潜在能量, 尤其是易燃危险物的数量与能量是划分森林燃烧性的主要指标之一。易燃可燃物与难燃可燃物的划分主要是根据其燃烧性和形态特征等来划分的[6], 其中易燃物主要有杉叶, 杉木枯死的枝叶, 杉木与火力楠的凋落物、草本等;难燃物主要有火力楠与杉木的干、枝, 火力楠鲜叶、灌木等。表3可见, 不同林分类型可燃物的总载荷量与总潜在能量均是混交林的高于杉木纯林的, 其中以M2混交类型为最高, 表明杉木与火力楠混交能提高林分的生产力, 但易燃物载荷量占总载荷量的比率和有效潜在能量占总潜在能量的比率均是混交林低于杉木纯林, 其中M1与C2的差值分别达20.27%和20.04%;M2与C2的差值分别达17.61%和l7.27%;M3和C2的差值分别达10.43%和9.70%。上述表明杉木火力楠混交林不仅有较高的林分生产力, 同时还具较低的林分燃烧性, 较强的自身抗御火灾的能力。
3.2 综合评价
从混交林的林分生长效果和自身抗御火灾效果2个方面进行综合考虑, 选择有代表性指标, 采用多目标决策进行综合评价[7]其结果见表4。表4可见, 不同林分综合评价值高低顺利为M2>M3>M1>C2>C1, 3种混交类型均优于纯林, 其中以M2为最佳混交组合, 表明营造杉木火力楠混交林不仅能提高林分蓄积量与生物量, 同时也能降低林分燃烧性, 提高森林自身抗御火灾能力。
※综合评价值wi=vi。
4 结论与建议
不同林分类型的林分可燃烧性有较大的差异, 综合考虑不同林分的蓄积量与生物量, 采用多目标决策法进行综合评价, 结果表明, 混交林的综合评价值均高于纯林, 其中以M2为最优类型。建议今后在实际应用过程中, 根据当地森林火灾等级区划情况结合防火林带的规划设计, 在高火险区的近山农田交错地带由于火灾隐患较大所营造的混交林中火力楠的比例宜大些。如杉木与火力楠的比例1:1或2:1株间或行间混交模式营造, 这样可较大程度地提高林分的抗御火灾能力, 减低火灾隐患, 而在低火险区的远山地带, 由于人为火源较少, 火力楠的比例宜小些, 这有利于提高经营效益, 如杉木与火力楠的比例可按 (3~6) :1进行带状混交模式营造。
参考文献
[1]陈存及, 等.生物防火研究[M].哈尔滨:东北林业大学出版社, 1995:1-164.
[2]冯宗炜, 等.湖南会同地区马尾松林生物量的测定[J].林业科学, 1982, 18 (2) :127-134.
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[4]王正非, 等.森林气象学[M].北京:中国林业出版社, 1985:5060.
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[6]郑焕能, 等.人工针叶林燃烧性的研究[J].林业科学, 1983, 19 (2) :145-152.
杉木混交林 篇7
杉木 (Cunninghamia lanceolata) 是我国南方林区最主要的人工造林树种之一, 杉木人工林面积占全国人工林总面积的1/4[1], 有些地方有多代连栽现象。杉木连栽容易引起地力衰退, 林分生产力下降。这是一个现实存在的生产问题, 也是一个客观潜在的生态问题。为了解决杉木连栽地力下降的问题, 多采取替代造林或选择适宜树种与其混交造林的方式, 取得了可喜的成效[2~8]。杉木萌芽力强, 遗留伐桩可以再次萌芽, 因其发达而庞大的根系所形成的地下构件, 具有强大的吸收能力和营养物质贮藏能力, 使之萌芽桩能够迅速再生长, 形成新一代的萌芽林。因此, 采取杉木萌芽更新是一种便捷、省投资的造林方式[9,10], 在闽西北林区利用杉木萌芽更新造林是一种传统方式, 随着混交林营造的兴起, 又赋予许多新的技术内容。因此, 如何利用杉木萌芽桩, 又达到缓解地力衰退的问题, 对林业生产有实际意义, 又有长远的生态价值。
醉香含笑 (Michelia macclurei Dandy) 系木兰科白兰属常绿大乔木[11,12], 野生分布在广东、广西、海南等省区, 生长迅速, 材质好, 木材结构细, 纹理直, 是南亚热带优良用材树种。20世纪80年代在中亚热带地区引种栽培, 取得成功, 与杉木、马尾松混交造林是较好的混交组合[13~15], 杉木萌芽与醉香含笑混交林也有一些相关报道[16,17], 为了进一步探讨杉木萌芽与醉香含笑混交造林的经营技术, 于2009年在福建省永安市国有林场杉木采伐迹地上营建的11.9 hm2的杉木萌芽林中进行了环带状深翻施肥试验, 旨在探讨协调杉木萌芽与醉香含笑混交林的种间关系, 促进林分稳定生长的经营技术, 为利用杉木萌芽构建杉木醉香含笑混交林提供技术支撑和借鉴经验。
2 试验地概况
杉木 (萌芽) 醉香含笑混交林幼林环带状深翻施肥试验地设在永安市 (地理坐标:北纬26°01'~26°25', 东经117°19'~117°45') 福建省永安国有林场益口工区。永安市气候属中亚热带大陆性兼海性季风气候, 位于中亚热带的南缘, 年平均气温在19.8℃, 一月平均气温9.8℃, 7月份平均气温27.0℃;年日照时数1529.8~2367.1小时, 日平均气温≥10℃活动积温6050℃, 平均空气相对湿度79%, 年无霜期295~302d, 雨量充沛, 年降雨量1800 mm以上, 年蒸发量1455.5 mm, 降雨量高于蒸发量, 水热条件有利于杉木、醉香含笑的生长。
3 试验方法
杉木 (萌芽) 醉香含笑混交林幼林环带状深翻施肥试验设在福建省永安国有林场益口工区68林班36大班6小班, 面积11.9 hm2。该林分于2008年采伐迹地, 前茬为杉木纯林, 密度1 050~1 200株/hm2, 经炼山清理后, 进行块状整地, 穴规格60 cm×60 cm×40 cm。2012年春按照900株/hm2套种醉香含笑, 醉香含笑苗木为本地醉香含笑种子, 自育的1年生实生苗。杉木萌芽按照均匀分布, 与醉香含笑保持相对距离的原则保留900株/hm2, 每株保留健壮萌芽条1株, 其余全部清除。2012年在林分中选择同一面坡, 经营措施相同, 林分生长状况相似的林分中建立6个俩俩相对应的12个小区, 每小区面积20 m×30 m, 小区间设有1m的保护区。试验设2个水平, 即: (1) A处理:在小区内醉香含笑植株40~60 cm为半径的环带内进行深翻, 深翻深度30 cm, 结合深翻每株施1∶1尿素和钙镁磷200 g; (2) B处理:不深翻、不施肥, 作为对照。2014年底, 进行主要测树因子测定, 应用下列经验公式 (1) 、 (2) 计算杉木、醉香含笑立木材积。
4 结果与分析
4.1 环带状深翻施肥对醉香含笑生长影响
表1是不同处理醉香含笑生长情况测定结果。从表1中可知, 通过环带状深翻施肥对醉香含笑平均胸径、平均树高产生了影响, 不同处理间存在差异。环带状深翻施肥处理醉香含笑平均胸径6.1 cm, 平均树高5.3 m, 比对照处理平均胸径、平均树高分别增加22.0%和29.3%, 表明环带状深翻施肥有利于混交醉香含笑高径生长。醉香含笑与杉木 (萌芽) 混交, 杉木萌芽利用已有的优势和分布空间, 迅速形成了树高, 对早期较喜荫的醉香含笑形成了上方、侧方庇荫, 有利于醉香含笑的高径生长, 但其已存在的地下构件, 在地下土壤空间中占有位置优势, 其庞大发达的根系在土壤中穿插、交织、盘踞, 杉木细根在20~60 cm土层密集分布, 对醉香含笑地下生长产生了抑制, 与其争夺水肥, 且占有优势。树木在光、水、肥四大因子同时具备的情况下, 才能正常生长发育, 通过深翻, 补充外源营养物质, 疏松了土壤, 清除杂草和林地病虫危害, 从土壤深处切断了多年生恶性杂草的地下繁殖器官, 极大地改善了土壤结构, 增加了土壤孔隙度, 提高了土壤的透气性和透水性, 为土壤微生物的活动和生长提供了有利条件, 促进了土壤有机质的分解, 增加了土壤养分的积累和供应, 显然有利于醉香含笑的生长, 环带状深翻施肥是杉木 (萌芽) 醉香含笑混交林丰产培育的有效技术措施。
4.2 环带状深翻施肥对杉木生长影响
表2是不同处理杉木生长情况测定结果。从表2中可知:采取环带状深翻施肥处理的杉木平均胸径、平均树高与对照比分别增加3.6%和7.0%, 但增加幅度比醉香含笑小, 表明采取环带状深翻施肥处理对杉木生长没有造成消极影响, 反而有促进作用。环带状深翻施肥实施主体是醉香含笑, 但对整个林分产生了影响, 土体疏松, 含水量增加, 深翻与施肥相结合, 尤其是枯枝落叶粹化、埋入土壤, 加速了有机质的腐殖化过程, 醉香含笑落叶量较大, 且灰分含量高, 营养较为丰富[18], 有利于混交林土壤熟化, 对整个林分生长环境产生了积极响应, 促进了杉木u生长。但, 由于试验结果仅仅3年期间, 环带状深翻施肥持续效应尚未充分表现出来。从另一角度分析, 采取环带状深翻施肥处理后醉香含笑生长, 对杉木产生了竞争性的胁迫, 促进了杉木生长。杉木萌芽早期生长快, 一直处于林冠层上方, 杉木平均树高7.1 m, 比醉香含笑高4.1 m, 两树种高度相差较大, 并未构成对杉木树冠生长的较大影响, 由于环带状深翻施肥处理醉香含笑树高生长加快, 树冠向外扩张, 对杉木高生长和树冠生长产生了胁迫, 促进了杉木生长。从林分群体结构分析, 采取环带状深翻施肥有胁迫性促进生长的作用。
4.3 林分蓄积差异显著性分析
表3是杉木萌芽醉香含笑林分蓄积量的测定结果。从表3中可知:无论何种处理林分蓄积量中杉木蓄积量均占较高比例, 采取环带状深翻施肥处理杉木蓄积量21.520 6 m3/hm2, 占林分总蓄积量的74.1%, 对照处理杉木蓄积量5 m3/hm2, 占林分总蓄积量的82.2%, 表明杉木萌芽具有生长优势, 说明利用杉木萌芽有其合理性和可行性。
从表3中也可以知道, 采取环带状深翻施肥处理与对照比, 杉木蓄积量增加13.9%, 醉香含笑蓄积量增加84.8%, 总蓄积量增加26.5%, 采取环带状处理不仅有利于醉香含笑蓄积生长, 而且有利于杉木蓄积生长。差异分析 (表4) 醉香含笑蓄积量t值=3.98, 与对照比差异显著, 但杉木蓄积量t值=1.91, 林分总蓄积量t值=2.51, 差异不显著, 稍有差异, 表明环带状深翻施肥的定向实施, 有利于醉香含笑蓄积的积累, 对于发展珍贵阔叶树, 逐步改善林分结构, 减缓杉木连栽导致的地力衰退, 将产生深刻影响。
5 结语
环带状深翻施肥是杉木 (萌芽) 醉香含笑混交林丰产培育的有效技术措施。试验结果表明:环带状深翻施肥能够提高醉香含笑生长量, 而且可以促进杉木生长, 采取环带状深翻施肥比对照处理平均胸径、平均树高分别增加22.0%和29.3%, 杉木平均胸径、平均树高与对照比分别增加3.6%和7.0%, 但增加幅度比醉香含笑小, 差异分析醉香含笑蓄积量与对照比差异显著, 但杉木蓄积量、林分总蓄积量差异不显著, 但有差异, 杉木蓄积量增加13.9%, 总蓄积量增加26.5%。本试验根据杉木萌芽生长特性采用定向醉香含笑树种实施环带状深翻施肥, 有利于醉香含笑蓄积的积累, 对于发展珍贵阔叶树, 逐步改善林分结构, 减缓杉木连栽导致的地力衰退, 将产生深刻影响。
摘要：分析了杉木萌芽与醉香含笑混交林采取环带状深翻施肥对林木生长的影响, 探讨了定向环带状深翻施肥技术措施对生长环境、林分结构和种间关系的积极作用, 提出了环带状深翻施肥是杉木 (萌芽) 醉香含笑混交林丰产培育的有效技术措施, 以在利用杉木萌芽营建混交林的培育模式中推广应用。