1、林业勘察设计2023年第1期不同造林模式和生境对 20a 林龄闽楠人工林生长的影响郑玉金(建瓯市吉阳林业工作站,福建 南平353100)摘要:分析在不同造林模式和生境下20a林龄闽楠生长、林分结构稳定性以及分化情况,结果表明,闽楠人工林纯林生长表现优于混交林,且各生长性状变异均小于混交林,表明纯林内闽楠生长一致性较高。纯林模式下闽楠人工林坡位效应明显,生长性状均随坡位升高呈下降趋势;混交模式下闽楠人工林坡向效应明显,东南坡(半阴坡)生长较好。径阶分布采用Weibull分布函数拟合,效果较好,各林分均为倒“J”型分布,处于竞争稳定期。林木分级显示混交林及下坡位优越的立地条件和东北坡较短的光照环境
2、均能促进闽楠林分分化。因此,闽楠人工林营造时应选择土层深厚、肥沃、湿润且排水良好的山地阴坡、半阴坡中下部为造林地,根据培育目标选择不同的造林模式。关键词:闽楠;人工林;造林模式;生境;生长表现中图分类号:S725.6文献标识码:A文章编号:1004-2180(2023)01-0046-04闽楠(Phoebe bournei)为樟科(Lauraceae)楠属(PhoebeNees)常绿阔叶大乔木,是中国特有珍贵阔叶树种和国家二级珍稀渐危种。闽楠木材芳香耐久,材质致密坚韧,经久不腐,不易反翘开裂或虫蛀,为雕刻、造船、建筑和家具的上好木材1。主要天然分布于福建、江西、浙江南部、广东、广西、湖南、湖北
3、、贵州等省,野生种群多见于山地沟谷的阔叶林中,是中国亚热带阔叶林主要建群树种之一2。闽楠生态适应性较弱,对立地条件要求较高,常因造林地选择不当导致生长表现较差,人工林生长缓慢,因此,开展闽楠人工林的不同造林模式研究对其高效培育具有重要实践意义。近年来,闽楠的育苗数量和造林面积不断增加。现有研究表明,闽楠在不同光环境或养分异质环境中会表现出不同的光照适应性和养分适应策略3-4。闽楠幼林阶段强光照会显著影响其生长,但随着树龄的增加这种影响会减弱5,闽楠人工林生长的坡向效应显著,幼林偏阴环境生长更好,表现为阴坡和半阴坡造林地生长较阳坡好6-8。不同坡位的水土养分条件导致闽楠人工林生长同样有显著的坡位
4、效应,均表现为下坡位生长较好,上坡位生长较差9-10。然而,不同造林模式和生境对闽楠的生长和林分分化的影响效果仍缺乏足够了解。鉴于此,本研究在20a林龄不同坡位闽楠人工纯林和不同坡向的闽楠与杉木混交林内设置调查样地,探讨立地条件和造林模式对闽楠生长、林分结构及分化的影响,以期为闽楠人工林的高效培育及经营管理提供理论依据和科学参考。1材料与方法1.1试验地概况和试验材料试验地位于福建省建瓯市吉阳镇新桥村,坐标1181030.9 E、271042.1 N,属亚热带季风气候,年平均气温1320,无霜期277d,年降水量16001 800 mm。土壤主要为黄壤,土层深厚肥沃。造林地立地条件中等,海拔2
5、20m,坡度25。2003年采用1a苗龄闽楠容器苗进行造林,造林模式包括闽楠纯林模式、闽楠与杉木按株数比11的混交模式,造林密度3000株/hm2,株行距2m 1.6 m,抚育措施一致。1.2样地调查、指标计算及参数拟合2022年12月选择林地条件基本一致的闽楠林,分别在纯林和混交林内,随机设立20m 20 m的标准样地,各3次重复,共6个样地。闽楠人工纯林海拔跨度较大,分上、中、下3个坡位进行样地调查;混交林坡向差异较大,分西北、东南、东北3个坡向设置样地,分别对应阳坡、半阴坡、阴坡3种光照条件。作者简介:郑玉金(1970-),男,福建建瓯人,林业工程师,主要从事森林培育工作,(E-mail
6、)。*46林业勘察设计2023年第1期在调查样地内随机选取30株闽楠样木,每木测量树高、胸径、上下冠幅、左右冠幅、枝下高和树干通直度。上下冠幅即与坡向同向的冠幅;左右冠幅即与坡向垂直的冠幅;枝下高为树冠最低分枝点到地面的垂直高度;树干通直度分为通直、较通直、一般、弯曲、严重弯曲5级,分别记分为5、4、3、2和1,数字越大越通直。混交林同时记录选取测量范围内杉木的相关指标。植株高径比为树高与胸径之比,比值越大树干越圆满;冠径比为树冠直径与胸径之比,称树冠系数,比值越小林木空间利用越好。闽楠、杉木单株材积计算采用二元立木材积公式。V阔=0.000052 76D1.882 161H1.009 317
7、V杉=0.000088 296D1.940 97-0.004 458 3(D+H)H0.760 12-0.005 684 1(D+H)式中V为单株材积(m3);D为胸径(cm);H为树高(m)。采用Weibull分布函数对径阶分布进行参数拟合。用林木胸径与林分平均胸径的比值作为个体的相对胸径d(单木竞争指标),并进行归类:d1.336为级木;1.026d1.336为级木;0.712d1.026为级木;0.383d0.712为级木;d0.383为V级木;以样地为单元统计分级木比例。1.3数据处理对统计数据进行单因素方差分析和多重比较。树干通直度在方差分析时经(1+X)1/2数据转换。2结果与分析
8、2.1不同造林模式下闽楠生长特征分析闽楠的树高、冠幅、树干通直度、高径比和冠径比等生长指标在不同造林模式下呈显著差异或极显著差异,均表现为纯林分别较混交林高8.48%、14.98%、12.50%、3.82%、6.82%和10.81%(表1)。纯林单株材积较混交林高3.85%,差异不显著。各生长性状中单株材积变异最大,达55.87%,其次是胸径,树干通直度变异系数最小。纯林内闽楠各生长性状的变异系数均小于混交林,生长一致性更高。表1不同造林模式下闽楠生长特征注:表中统计量数据为均值标准差;*表示在0.05水平差异显著,*表示在0.01水平差异极显著,下同2.2不同坡位闽楠人工纯林生长表现随坡位升
9、高,闽楠树高、胸径、冠幅、枝下高和单株材积等均呈下降趋势,下坡比中坡分别高出4.61%、6.62%、4.20%、5.58%、11.74%和19.26%,比上坡分别高出12.37%、13.36%、8.77%、10.31%、13.72%和49.07%(表2)。纯林内,只有闽楠的树高和枝下高在不同坡位间呈极显著差异,上下冠幅、左右冠幅和单株材积在不同坡位间呈显著差异,胸径、树干通直度、高径比和冠径比无显著差异。树高、胸径、上下冠幅、左右冠幅、枝下高和单株材积均表现为下坡显著高于上坡,而下坡与中坡、中坡与上坡间则无显著差异。表2不同坡位闽楠纯林生长特征造林模式统计量树高/m胸径/cm上下冠幅/m左右冠
10、幅/m枝下高/m树干通直度高径比冠径比单株材积/m3纯林数值8.191.245.91.22.380.28 2.340.32 2.380.32 4.890.32 1.410.19 0.410.07 0.013 50.007 4变异系数15.1420.3411.7613.6813.456.5413.4817.0754.81混交林数值7.551.24 5.991.56 2.070.45 2.080.47 2.470.34 4.710.5 1.320.29 0.370.11 0.013 00.007 4变异系数16.4226.0421.7422.6013.7710.6221.9729.7356.92F
11、值11.831*0.17430.242*19.180*3.7848.068*6.560*10.235*0.146坡位树高/m胸径/cm上下冠幅/m左右冠幅/m枝下高/m树干通直度高径比冠径比单株材积/m3下坡8.631.44 a6.281.37 a2.480.33 a2.460.38 a2.570.35 a4.900.31 a1.400.19 a0.410.08 a0.016 10.009 2 a中坡8.251.22 ab5.891.2 ab2.380.29 ab2.330.31 ab2.30.28 b4.900.31 a1.420.18 a0.410.07 a0.013 50.007 2 a
12、b上坡7.680.82 b5.540.93 b2.280.19 b2.230.23 b2.260.25 b4.870.35 a1.410.2 a0.420.07 a0.010 80.004 4 bF值4.858*2.9323.660*3.953*9.983*0.1090.1250.1984.091*47林业勘察设计2023年第1期2.3不同坡向闽楠人工混交林生长表现混交林内闽楠的树高、胸径和单株材积在不同坡向间均呈显著或极显著差异(表3)。东南坡和东北坡的树高无显著差异,但与西北坡呈显著差异,且均大于西北坡。胸径和单株材积均表现为东南坡显著高于东北坡和西北坡,胸径分别高出27.16%和32.4
13、0%,单株材积分别高出62.26%和52.12%。因此,闽楠与杉木混交林模式下,在东南坡径向生长明显。形质性状除枝下高和树干通直度以外,冠幅、高径比和冠径比在3个坡向间表现出显著或极显著差异,且均表现为东北坡较大,东北坡形质性状表现较好。表3不同坡向闽楠混交林闽楠生长特征分析混交林内杉木的所有生长指标在不同坡向间均呈极显著差异(表4),其中树高、胸径、上下冠幅、左右冠幅和单株材积均表现为东南坡和东北坡显著高于西北坡。高径比为东北坡最大、西北坡最小,冠径比也以东北坡最大,说明在与闽楠混交模式下,杉木在东南坡生长优势明显,与闽楠生长表现一致。表4不同坡向闽楠混交林伴生树种杉木生长差异2.4闽楠林木
14、分级比例及径阶分布参数径阶分布反映林分内各大小直径林木按径阶的分配状态。对闽楠林径阶分布采用Weibull分布函数进行拟合,其中反应参数拟合程度系数R2值符合统计要求,且拟合效果较好(表5)。决定林分直径分布偏度的性状参数c均小于1,说明不同造林模式和生境下20a林龄闽楠林分均处于竞争稳定期。林木分级结果显示,不同造林模式和生境的闽楠人工林均以、级木为主,且均无级木。其中纯林模式、级木比例高达93.33%,混交模式下、级木比例为80.00%,表明闽楠与杉木混交种植促进了闽楠个体分化。纯林模式下,下坡位、级木比例为86.67%,中坡和上坡均为96.67%,且无级木,可见下坡位优越的水肥等立地条件
15、同样促进了林木个体分化。混交林模式下东北坡级木达20%,东南坡级木比例为0,可见东北坡林木个体分化最大,东南坡分化最小。由不同造林模式和生境的闽楠人工林径阶中值与径阶分布累积散点图可知,20a林龄闽楠人工林不同造林模式径阶中值无明显差别(图1)。相同分布累计频率范围对应的径阶中值表明,纯林模式闽楠不同坡位径阶中值为下坡中坡上坡,混交模式下不同坡向径阶中值为东南坡西北坡东北坡,均与胸径随坡位坡向变化的规律一致。坡位树高/m胸径/cm上下冠幅/m左右冠幅/m枝下高/m树干通直度高径比冠径比单株材积/m3西北7.020.98 b5.561.59 b1.730.36 c1.790.41 c2.360.
16、31 a4.570.63 a1.340.3 b0.330.09 b0.010 60.006 3 b东南7.770.89 a7.070.99 a2.10.39 b2.030.39 b2.530.31 a4.80.41 a1.110.1 c0.290.05 b0.017 20.005 9 a东北7.861.58 a5.341.46 b2.380.35 a2.40.41 a2.520.38 a4.770.43 a1.510.26 a0.470.11 a0.011 30.008 2 bF值4.460*14.096*23.732*17.322*2.6911.9322.072*36.115*8.243*坡位树高/m胸径/cm上下冠幅/m左右冠幅/m高径比冠径比单株材积/m3西北7.721.32b13.532.43 b2.390.52 b2.560.57 b0.570.06 c0.180.03 a0.0850.046 b东南10.371.31a16.863.56 a2.750.52 a2.840.46 a0.630.08 b0.170.02 b0.1820.091 a东北10.41.51a15.62