6年生多树种混交林生长情况调查

6年生多树种混交林生长情况调查

广西是中国最大的原材料生产基地。为了进一步调整树种结构和树种结构，近年来，广西“绿桂八桂”造林绿化工程和宝贵树种建设基地等重要造林树种，种植面积不断扩大。其中红锥(Castanopsishystrix)、西南桦(Betulaalnoides)、格木(Erythrophleumfordii)、米老排(Mytilarialaosensis)等树种开展研究较多,并已开展了一定规模的人工造林,但目前对珍贵树种的研究仍处于初步探索阶段,且经营周期长,全面推广难度较大。以往混交林研究,大多以杉木(Cunninghamialanceolata)、马尾松(Pinusmassoniana)等针叶树种作为目的树种,珍阔树种往往作为伴生树种,而将珍阔叶树种作为目的树种的研究目前尚不多。一些学者研究了红锥与马尾松、红锥与杉木、红锥与木荷(Schimasuperba)等混交组合并取得良好的效果。目前,国内外相继提出了多树种混交模式的概念,通过大量的天然林和人工林调查,依据树种生态位、种间关系等因素确定混交树种及混交比例,构建多层次、多树种的混交林,可以兼顾珍贵用材生产和生物多样性保护、生态效益最大化追求,实现森林的可持续经营。本试验研究立足于南方典型的珍贵阔叶树种,以格木、降香黄檀(Dalbergiaodorifera)为目的树种,开展多树种混交栽培试验,通过对其6年生林分生长效果的调查分析,初步评价多树种混交模式的可行性,探索适合南方地区珍贵树种长期健康发展的高效经营模式。1材料和方法1.1湿度、土壤条件试验地位于南宁市隆安县城厢镇东安村小林林场第17林班19、20、27小班内,中心地理位置为107°79'E,23°16'N,属南亚热带季风气候区,全年夏季较长,雨量充沛,日照充足。年均日照时数1500h,年降水量1300mm,年均气温21.6℃,极端最高气温38.7℃,极端最低气温-2.1℃,全年平均相对湿度83%,无霜期345天以上。试验地平均海拔150m,坡向东南,坡度10°~25°,土壤类型为砂页岩发育形成的赤红壤,土层平均厚度80cm以上。试验地前茬为龙眼果园,林下植被主要有五节芒(Miscanthusfloridulus)、铁芒箕(Dicranopterislinearis)、蔓生莠竹(Microstegiumvagans)、越南悬钩子(Rubuscochinchinensis)和杜茎山(Maesajaponica)等。1.2混交试验设计及制作选择地带性典型代表树种为主要造林树种,以格木和降香黄檀为目的树种,伴生树种包括柚木(Tectonagrandis)、灰木莲(Manglietiaglanca)、红锥(Castanopsishystrix)、观光木(Tsoongiodendronodorum)、任豆(Zeniainsignis)。采用随机区组试验设计,共5个试验处理,其中多树种混交林设置3种配置模式(分别表示为A1,A2,A3),另设格木+柚木两两混交林(B1),以格木纯林(C1)、降香黄檀纯林(C2)为对照。多树种混交林树种配置方法采用∑xiyi式计算多树种混交造林密度,式中xi表示第i个树种的造林比例,yi表示第i个树种造林密度国家或地方标准(表1),种植时采用配苗法随机栽植,具体操作按照各树种苗木配置比例以每公顷的苗木数量进行混合,将混匀后的苗木分发进行随机栽植,同时可作适当调整,达到各树种在林地上分布均匀。试验用苗木由中国林科院热林中心提供。2008年6月清山、砍杂,拉线定点后整地造林。挖明穴,每穴规格为50cm×40cm×40cm,施250g复混肥作为基肥,造林当年11月铲草除杂。第2年追复合肥1次,每年各抚育2次。造林前3年,对萌条和侧枝过多进行抹芽和修枝,对柔软的幼树主干用小木杆立柱扶直,以培育优良的干形。试验造林总面积为10hm2,造林后各试验处理成活率均为90%以上。1.3密度对林分生长的影响2013年11月对试验林生长情况进行调查,按20m×20m规格设置标准地,重复3次,标准地内进行每木检尺,测定树高、胸径、冠幅,根据调查数据求算林分平均胸径(DBH)、平均树高(H)、平均单株材积(V),然后根据造林年限计算年均生长量、单株材积、林分总蓄积量。单株材积按广西阔叶树二元材积公式计算:V阔=0.667054×10-4D1.84795450H0.96657509;蓄积量=V阔×林分树种保留株数。数理统计采用SPSS分析软件进行方差分析和多重比较分析。2结果与分析2.1不同混交类型林分单株材积差异试验各林分树种保存率均达85%以上,林分保存率为91.3%~93.6%(表2)。不同树种以及同一树种在不同配置模式之间的平均树高、平均胸径、年均生长量以及单株材积等差异明显,其中灰木莲和柚木的单株材积量最大且波动幅度也较大,灰木莲为0.0449~0.0971m3,柚木为0.0309~0.0872m3;多树种混交林3种配置模式中格木和降香黄檀的单株材积均高于其纯林,表明多树种混交有利于促进格木、降香黄檀等树种的生长。林分总蓄积量与配置树种及其比例密切相关,与两两混交林以及纯林对照相比,多树种混交林总蓄积量能提高13.66~49.14m3/hm2,且多树种混交林不同配置模式林分总蓄积量为A3>A1>A2。2.2不同布局的混交林生长效果的比较2.2.1不同混交模式林分生长情况对不同林分中格木生长指标进行方差分析结果表明(表3),树高生长量不同林分间表现出显著差异(P=0.05),胸径生长量表现出极显著差异(P=0.01)。与格木纯林相比(表4),多树种混交模式中格木平均树高、平均胸径分别提高了2.33%~30.23%和15.15~27.27%;与格木+柚木两两混交林相比,则分别提高了8.70%~21.74%和24.59~37.70%。经多重比较分析得出,多树种混交模式A1与格木纯林C1之间差异达显著水平;A2各项指标高于纯林,但差异均不显著;A3的树高与C1差异不显著,但胸径指标差异显著。与格木+柚木混交林B1比较,A1和A2格木生长量均优于B1,A3不具明显优势,初步分析认为A3中生长较快的灰木莲、柚木、观光木配置总比例过高(达80%)从而影响生长较慢的格木生长。多树种混交林不同配置模式之间树高生长量差异达到显著水平,胸径生长量差异不显著。多树种混交在一定程度上能够提高格木的高径生长和树种整枝能力,从而提高林分蓄积量以及木材品质,但不同树种配置及其比例的改善效果有差异,本试验中以混交处理A1对格木生长的促进作用最好。2.2.2不同混交模式林分胸径生长量由表5可见,柚木树高生长量在不同混交比例林分中无显著差异(P=0.05),胸径生长量表现出极显著差异水平(P=0.01)。柚木胸径生长量依次为多树种混交林A1(13.1cm)>A3(12.8cm)>A2(9.8cm)>B1(9.4cm),与格木+柚木混交林相比,多树种混交模式中柚木树高生长量可提高8.70%,胸径生长量可提高33.33%~36.46%。其中A1、A3柚木胸径生长量分别是B1的1.36倍和1.33倍。因此,多树种混交对速生的落叶阔叶树种柚木胸径生长有很好的促进作用,且当配置比例为10%左右效果最好。2.2.3不同林分间的生长指标差异显著性分析多树种混交模式中降香黄檀平均树高、平均胸径相比纯林分别提高了10.71%~19.64%和12.50%~20.83%。但方差分析结果显示(表7、表8),不同林分间各项生长指标差异未达显著水平(P=0.05)。降香黄檀树种幼龄植株较柔软,侧枝粗,分枝矮,主干弯曲,通过混交造林结合抚育修枝,能够改善其树形,对于其大径材的培育不失为有效的途径。2.3不同混交方式对树木胸径、树高的影响年均生长量的大小可以反映不同树种在同一条件下生长的快慢或同一树种在不同条件下生长的快慢。多树种混交林3种模式的各树种树高年均生长量均值依次为任豆>柚木>灰木莲>观光木>红锥>降香黄檀>格木(表9),胸径年均生长量均值依次为灰木莲>柚木>任豆>观光木>降香黄檀>红锥>格木(表10);柚木在多树种混交林A2和A3中树高年均生长量均表现为最高,分别为1.32m和1.45m,但A2中柚木胸径年均生长量为1.63cm,明显低于A1和A3,推断认为是树种空间配置对柚木生长有影响,这也是配苗法栽植的随机性大、可控性低的缺点所在;格木在多树种混交不同模式中年均生长量均最低,但高于格木+柚木林和格木纯林,与格木+柚木混交林以及降香黄檀、格木纯林相比,多树种混交林中格木、柚木、降香黄檀树种树高以及胸径年均生长量均高于对照。因此,在本试验中多树种混交模式更有利于促进珍贵树种的生长。3不同混交模式对珍贵树种生长的影响从本试验多树种混交幼龄生长情况来看,与两两混交林以及纯林对照相比,多树种混交林总蓄积量能提高13.66~49.14m3/hm2,不同树种以及同一树种在不同配置模式之间的平均树高、平均胸径、年均生长量以及单株材积等指标差异很大。多树种混交模式中格木、降香黄檀的平均树高分别比相应纯林提高2.33%~30.23%和10.71%~19.64%,平均胸径分别提高了15.15%~27.27%和12.50%~20.83%。与格木+柚木混交林相比,多树种混交林格木、柚木平均树高分别提高了8.70%~21.74%和8.70%,平均胸径分别提高了24.59%~37.70%和33.33%~36.46%。珍贵树种多树种混交在一定程度上能够提高格木、降香黄檀、柚木等的高径生长,促进干形发育,且在促进林木胸径生长上有显著作用,该模式对于珍贵树种长周期大径材的培育切实有效,但不同树种配置及其比例的改善效果有差异,本试验中以混交处理A1对格木生长的促进作用最好。本研究中,6年生多树种不同混交模式中红锥胸径生长量范围为7.2~10.0cm,均超过红锥丰产林指标(栽培最适区5年生林分平均胸径≥6.0cm),树高生长量只有模式A2达到丰产林指标(栽培最适区5年生林分平均胸径≥6.5cm),中国林科院热林中心在研究格木、红锥、降香黄檀等珍阔树种时得出,胸径和树高年生长量均分别大于1.0cm和1.0m,本研究中6年生不同配置模式多树种混交林中格木胸径年生长量最高可达1.40cm,红锥、降香黄檀也分别达到1.67cm和1.45cm;红锥、降香黄檀树高年生长量均达到1.0m以上,但格木树高年均生长量在0.72~0.93cm,略低于前人研究结果。本试验中降香黄檀生长量结果均高于蔡益航等研究的降香黄檀+杉木混交林、谢鹏虎研究的降香黄檀福建柏混交造林的研究结果。在李运兴等的研究中,柚木混交林(格木+柚木)与纯林之间生长效果无显著差异,施肥量对生长有显著影响,4年生柚木平均树高可达6.26~9.83m,平均胸径达6.95~11.50cm,且不同立地条件对生长