杉木人工林疏伐试验研究

杉木人工林疏伐试验研究

自然状态下的升木生长周期长，成熟时间为60.80a，但幼树生长迅速。6.8a是其高峰期，15a后生长开始减速。在人工栽培中,为了促进柚木尽快成材,可针对其生长特性,采取适时合理地整地、施肥、抚育疏伐等措施。据报道,在海南岛生长较好的林分中,年均树高生长量可达1.5m、胸径可达1.6cm,一般林分树高也有1m、胸径1cm左右,在栽培措施中,疏伐起了很重要的作用。对于柚木幼林疏伐的起始年龄,印度一般为10a生,也有7a生的,其后每隔6~10a疏伐一次。而国内目前对于柚木的疏伐起始年龄及最佳疏伐强度尚未有明确的标准,导致林业生产上较为盲目。为此,笔者从生产实际出发,开展疏伐定位试验研究,为提高柚木人工林的经营水平和经济效益提供参考。1肥、肥、水综合整治以福建长泰亭下国有林场2000年4月营造的柚木林为对象,开展疏伐试验研究。该试验林分的基本概况:林地经清杂后,整地挖穴,植穴规格80cm×80cm×50cm,造林密度1335株/hm2(株行距2.5m×3.0m)。2000年4月定植,苗木为海南尖峰岭种源小棒槌1a生小棒槌苗(由中国林业科学研究院热带林业研究所院提供)。基肥以碱性肥和有机肥为主:石灰1.0kg/株,钙镁磷0.5kg/株;追肥采用复合肥(有效养分N,P2O5,K2O均为15%),每年1次,施量0.25kg/株;结合抚育松土除草,对高大禾本科草类(如五节芒等)采取劈、灭(喷草甘膦)相结合,对攀爬、缠绕柚木的藤本采取割除与喷药(除草剂)措施,年度不少于2次。造林时,距每株基部2~3cm处投放呋喃丹5g,4—5月投放灭蚁灵375~450包/hm2。2007年11月,在7.5a生的林分中(林分高度郁闭,林下基本无植被)开展疏伐试验。于集中成片的林地设置3组样地,每组样地设置5个固定小区,即5个疏伐处理,3次重复。每个小区面积0.067hm2(1亩)。调查样地每木胸径,绘制径阶分布图,以判断疏伐时间的可行性。试验设5种处理:A为对照;B为弱度疏伐,伐去样地总株数的10%;C为中度疏伐,伐去样地总株数的20%;D为中强度疏伐,伐去样地总株数的30%;E为强度疏伐,伐去样地总株数的40%。按试验方案,采用综合疏伐方式(以下层疏伐方式为主,机械疏伐为辅)实施不同疏伐强度的对比试验。2测定指标与方法2007年11月(疏伐初始)与2009年11月底(疏伐后2a)分别对各试验小区的树高和胸径进行实测。2009年5月,不同疏伐处理的林分光合作用采用便携式光合作用测量仪,在树木叶片不离体的情况下测定(单位为每秒每平方米CO2吸收量),吸收剂用SodaLimeNo.1,水分吸收剂用Mg(Cl04)2,二者均为日本进口产品;土壤采样,每样地按“S”形路线多点(5~6点)分别采集0~20cm和20~40cm土层的混合土样分析土壤养分,用“环刀法”采集0~20cm和20~40cm的原状土测定土壤水分。试验数据应用电子表格Excel和DPS统计软件进行分析。3结果与分析3.1不同密度林分密度和密度对其林分稳定性的影响确定疏伐初期,主要依据林木分化程度、林分郁闭度及伐木的利用价值等指标。由于柚木在造林后前5a生长较快并进入郁闭状态,随着郁闭度的提高,林下植被逐渐枯死,林木间的竞争逐步加剧,但5~6a生时林木的胸径尚小,各器官的利用率低且树冠重叠程度不是很严重,因此,在6a生之前一般不考虑疏伐;而在7a生左右时,林分已高度郁闭,此时应根据林木分化程度、生长等因素,考虑是否需要疏伐。本次试验根据7.5a生时6个临时样地每木调查资料(保存株数平均1250株/hm2),以1cm为径阶将不同径阶的林木株数所占的比例绘制成径阶分布图,见图1。从图1看出,柚木7.5a生的径阶分布已偏离正态分布,且林分郁闭度已达0.85,说明该林分密度已过大,林木开始呈现分化现象,需通过疏伐来改善营养空间,调整林分结构。由此可见,闽南山地营造人工柚木林,在Ⅲ类立地和初植密度1335株/hm2的条件下,7.5a生左右时即可开始疏伐。3.2不同疏伐强度对胸径、树高的影响由表1及图2可看出,疏伐2a后(9.5a生),随着疏伐强度的加大,林分平均胸径、树高净生长量也趋于增加。不同疏伐强度林分平均树高、胸径净生长量(疏伐后2a生长量减去疏伐后初始生长量)分别比对照增加0.32~1.13m和0.42~1.54cm,即生长分别提高17%~60%和19%~68%。经方差分析,不同疏伐强度处理间的胸径、树高增量均达显著或极显著差异水平,F值分别为12.892**和167.733**,见表2。多重比较结果表明:不同疏伐强度的林分树高显著或极显著高于对照,但疏伐强度10%~30%间没有差异;而不同疏伐强度处理两两间的胸径均达显著或极显著的差异,见表3。可见,7.5a生时对保留密度为1250株/hm2左右的林分,在一定疏伐强度范围内,实施疏伐能明显促进林木的生长。若以年均树高生长量达1.3m、胸径达1.5cm以上为目标(海南的柚木丰产林标准),则适宜的首次疏伐强度为20%~40%,林分保留密度为750~1000株/hm2。3.3度：不断加大，增强自不同疏伐强度的林内光合作用强度如图3所示。从图3看出,经不同强度疏伐处理后,林内平均光合强度随疏伐强度的加大而明显增强。疏伐强度40%,30%,20%和10%的林内光合强度分别比对照增加44.0%,36.2%,26.2%和15.6%。可见通过疏伐处理能明显改善林内的光环境,利于林木的光合作用,从而促进林木的生长,也为植物的侵入提供了可能性,对增加柚木林群落中林下植物的多样性和促进林地微生物活动有利。3.4土层总孔隙度及土壤理化性质疏伐对柚木林地土壤肥力的影响见表4。从表4看出,疏伐后1a,不同疏伐强度的林地土层0~20cm的土壤pH值均高于对照,提高幅度为0.09~0.27个单位,而土层20~40cm的土壤pH值基本上没有变化。这是由于林下植被量的增加使土壤中根系增多,而且林下草灌根系主要集中在土层0~20cm内,因此使得土层0~20cm的土壤容重降低、总孔隙度增大。由表4可知,不同疏伐强度的林地土层0~20cm的土壤容重与不疏伐的相比,分别降低10.4%,8.7%,7.0%和4.3%;而土层20~40cm疏伐后土壤容重基本保持不变。0~20cm土层的土壤总孔隙度,不同疏伐强度与不疏伐的相比分别增加8.0%,6.7%,5.5%和1.6%;20~40cm土层的土壤总孔隙度增加的幅度相对较小。总体上,经疏伐,林地土壤相对较为疏松,保水和透气性能增强,物理性状都有不同程度地改善。林地土壤养分的变化取决于林下植被、枯枝落叶量及其分解速率。疏伐后土壤微生物数量增加,酶活性增强,必然导致土壤养分循环速率的提高,对土壤速效养分水平的提高起到决定性的影响。从表4看出,林地0~20cm土层中,与对照相比,疏伐强度10%的土壤有机质、水解氮和速效磷等养分含量没有明显变化,但疏伐强度为20%~40%的土壤水解氮和速效磷均有所提高,提高幅度分别为6.4%~8.4%,3.4%~10.0%和26.5%~37.1%;且随着疏伐强度的加大而趋于增加。这与张鼎华、林有乐等人对马尾松疏伐的研究结果相一致。但从20~40cm土层的养分含量来看,有机质、水解氮、速效磷含量均变化不明显。总的来看,柚木林经适当疏伐后,林地土壤理化性质有改善的趋势,尤其以表土层0~20cm的改善效果较为明显,且在10%~40%疏伐强度范围内,疏伐强度越大,改善的幅度也加大。从以上分析表明,以20%~40%的疏伐强度对培肥地力有利。4林分疏伐强度对培肥地力的影响1)闽南山地营造人工柚木林,在Ⅲ类立地和初植密度1335株/hm2的条件下,7.5a生左右时即可开始进行疏伐。通过疏伐能明显改善林内的光环境,利于林木的光合作用,促进林木的生长。对初植密度1335株株/hm2及7.5a生时保存密度1250株/hm2左右的林分,在疏伐强度10%~40%范围内,随着疏伐强度的加大,林木单株树高、胸径均趋于增加。若以年均树高生长量达1.3m、胸径达1.5cm以上为目标,则适宜的首次疏伐强度为20%~40%。2)柚木林经适当疏伐后,林地土壤容重、pH值、总孔隙度和速效养分等理化性质有改善的趋势,尤其以表土层0~20cm的改善效果较为明显,且在10%~40%疏伐强度范围内,疏伐强度越大,改善的幅度也加大,初步表明以20%~40%的疏伐强度对培肥地力有利。限于疏伐时间尚短,疏伐对土壤肥力的效应还未完全表现,有待进一步观测。3)疏伐是调整林分状况和提高林分生产力的一个重要措施。通过疏伐,能降低林分的郁闭度,林内光合作用增强,改善林内的光照、水湿等生境条件,为林木生长创造了更有利的营养空间,也促进林下地表植被的生长和繁衍,从而增加林下植被和土壤微生物的数量,改善土壤理化性状。因此,当林分郁闭后,林木进入速生期需大量土壤养分时,进行