马尾松林错位块状间伐套种中华杜英经营效果研究

摘要 马尾松林采取错位块状间伐改建中华杜英林适宜面积大小及其经营效果试验结果表明：现有马尾松林可以采取错位块状循序渐进的方式改建为中华杜英林。错位块状间伐改建中华杜英林间伐面积选择64～100 m2较为适宜。错位块状间伐面积100、60 m2处理造林保存率较高，高径生长正常，错位块状间伐面积100 m2处理与错位块状间伐面积25、225 m2处理绿量间达到极显著差异；错位块状间伐面积64 m2处理与错位块状间伐面积25 m2处理绿量间差异达到极显著差异，错位块状间伐面积64 m2处理与错位块状间伐面积225 m2处理绿量间达到显著差异；其他处理间绿量差异不显著；六年生中华杜英林中滞尘量最大的是错位块状间伐面积100 m2处理，滞尘量15.273 g/m2，比错位块状间伐面积25、64、225 m2处理滞尘量分别增加54.4%、15.6%和31.5%。错位块状间伐后更新中华杜英林可以在类似生态公益林改建中推广应用。

关键词 马尾松林；错位块状间伐；套种；中华杜英；经营效果

中图分类号 S791.24；S792.99 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）17-0187-02

福建省三明市郊国有林场经营辖区处于福建省工业重镇三明市区周边，承载着更多的工业污染，也担负着减少工业污染、保护生态环境的重任。据报道：三明市区每天工厂及车辆产生的生产性粉尘216 t，废气2 696万m3，市区内自然降尘量每天平均为79.9 t/km2。超国家标准8.8倍，SO2每天平均浓度0.05 mg/m3[1]，邻近第一重山受工业污染危害严重。但长期以来，在传统林业经营理念影响下，人工栽植的树种多为杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）等针叶纯林。杉木、马尾松等针叶纯林与阔叶林相比较其生态功能低得多。

中华杜英是杜英科杜英属常绿乔木树种，为福建省西北部地区原生植物。散生于常绿阔叶林林中。生长快、萌芽力强，稍耐荫；根系发达，树干坚实挺直，木材可制作家具、培育食用菌；树形通直规整，树冠分层明显，枝叶茂密，树形优美；树叶四季，尤其是新萌出的嫩叶和霜后部分树叶呈绯红色，树冠中红绿相间，颇具美感；中华杜英抗风力强，具有较强的抗二氧化硫能力，是用材、观赏等多功能的生态树种。本文主要研究在马尾松人工纯林中采取错位块状砍伐套种中华杜英（Elaeocarpus chinensis）的经营效果。

1 区域概况与研究方法

1.1 试验地概况

试验地设在福建省三明市郊国有林场富兴工区96林班23大班4小班（东经117°37′35″，北纬26°29′15″）。三明市区土地面积11.5万hm2，人口28.25万人。这里集中分布有福建省三明钢铁厂、三明化工厂、三明塑料厂、三农有限责任公司（原三明农药厂）等中大型企业。该区地处盆地，周边多为海拔1 000 m以下的山地，盆地内地势较平缓，海拔130～150 m。闽江的支流沙溪横穿过市中心区。气候属于中亚热带海洋性兼大陆性季风气候。气候温和、雨量充沛，平均气温19.5 ℃，极端最高气温40.6 ℃，极端最低气温-5.5 ℃，年平均降雨量1 726.3 mm。年均蒸发量1 504.1 mm，降雨量大于蒸发量，全年平均空气相对湿度为79%，全年无霜期306 d，年均日照时数1 822.7 h，平均气压996.2 hPa。市区生态公益林面积20 028.13 hm2，占林业用地面积的20.36%；沙溪两岸是行政企事业单位办公、生活区和工矿企业区，生态公益林主要分布于沙溪河两岸一重山。

1.2 试验设计

试验设4个处理，分别为采取等面积错位块状间伐，块状间伐马尾松原有林分5 m×5 m，保留马尾松林分5 m×5 m。按照等高线取中间挖穴，四旁各留0.5 m，每行3株，上下3行，标记为F25（简称错位块状间伐面积25 m2）；采取等面积错位块状间伐，块状间伐马尾松原有林分8 m×8 m，保留马尾松林分8 m×8 m。按照等高线取中间挖穴，四旁各留1 m，每行4株，上下4行，标记为F64（简称错位块状间伐面积64 m2）；采取等面积错位块状间伐，块状间伐马尾松原有林分10 m×10 m，保留马尾松林分10 m×10 m。按照等高线取中间挖穴，四旁各留1 m，每行4株，上下4行，标记为F100（简称错位块状间伐面积100 m2）；采取等面积错位块状间伐，块状间伐马尾松原有林分15 m×15 m，保留马尾松林分15 m×15 m。按照等高线取中间挖穴，四旁各留1.5 m，每行7株，上下7行，标记为F225（简称错位块状间伐面积225 m2）。3次重复，共12个小区，采用随机区组试验设计。

1.3 试验实施

试验林为1993年春季营造的马尾松纯林，2009年冬，选择同一面坡，立地条件基本相似，经营措施相同，林分生长状况基本相似的林分（十八年生），按照试验设计进行间伐，然后种植中华杜英。上下层标准地错位配置，限制径流距离，减少水土流失。间伐后的林地，经清杂，采用块状整地，株行距2 m×2 m，穴规格50 cm×50 cm×40 cm，2010年春用一年生中华杜英实生苗进行循序渐进更新性造林。

1.4 调查内容与方法

2009年进行本底调查，2014年11月进行全面调查测定。测定中华杜英造林保存率，每木调查测定胸径、树高、冠幅、枝下高。根据中华杜英树形以TGB=πx2y计算单株三维绿量[2]，其中：x为冠幅，y为冠高。滞尘量测定，在各小区内按照平均胸径、平均树高，选择标准木，标准木与全林平均胸径、平均树高误差在5%以内，且尽可能在标准地中间的树木。在标准木树冠上、中、下部位各采回30片叶片，带回实验室。用毛笔和清水刷洗树叶上滞留的粉尘，把洗刷下的粉尘水溶液，放置在烘干箱中烘干，温度控制在105 ℃，至恒重后，算出粉尘质量。洗涮后的叶片，采用方格纸法测定叶片的叶面积，求算粉尘质量与相对应的叶面积之比，采用LAI2000植物冠层分析仪测定不同小区的全部叶面积，再换算出单位面积在一定时间段中华杜英叶片上滞留粉尘质量。一般认为，树木经过1次雨量15 mm以上，强度达到10 mm/h的降雨，便可以冲刷掉树叶上的灰尘[3]，然后重新滞尘。根据三明市区降雨特点，一般1年有50次以上降雨强度10 mm/h的降雨。故以每次测定滞尘量52倍计算全年的滞尘量，评价滞尘效果。

2 结果与分析

2.1 不同处理造林保存率差异

树木造林保存率与其自身生物学特性及其所处的生长环境有关。表1是不同处理2014年11月调查结果。可以看出，不同处理中华杜英造林保存率存在差异。处理F100造林保存率最高，达92.4%；处理F25造林保存率最低，仅为85.2%。造林保存率从高到低依次为处理F100>处理F64>处理F225>处理F25，与块状面积大小并不呈规律性变化。处理F25与处理F100、F64相比造林保存率分别降低了7.2、6.0个百分点，处理F225与处理F100、F64相比造林保存率分别降低了3.0、1.8个百分点，表明处理F100、F64，即间伐块状面积64～100 m2后更新套种中华杜英，中华杜英造林保存率较高，这与马尾松林分状况及中华杜英生物学特性有关。

表2是十八年生马尾松林分生长状况。可以看出，十八年生时马尾松林平均树高11 m左右，枝下高约4.8 m，冠幅3.7 m，块状间伐25 m2（5 m×5 m），林中释放空间较小。虽然中华杜英幼龄时稍耐荫，但马尾松现有林分的上方庇荫和侧方庇荫对中华杜英正常生长发育构成了胁迫；F225处理释放空间较大，林中空地较大面积失去森林覆盖，土壤含水量降低，林地易干燥、板结，杂草丛生，对喜温暖湿润环境[4]的中华杜英生长发育也有一定的抑制，而且随着块状间伐面积的增大，加大了径流距离，容易导致水土流失。

2.2 不同处理高径生长量分析

树木高径生长量是评价林分生长好坏的重要因子。由表1可知，六年生中华杜英4个处理中平均胸径最大的是F100处理，F64处理居其次，F100与F25、F225相比平均胸径分别增加28.2%和13.6%；F64与F25、F225相比平均胸径分别增加20.5%和6.8%；4个处理中平均树高最高的是F64处理，F100处理居其次，F64与F25、F225相比平均树高分别增加23.1%和18.5%；F100与F25 、F225相比平均树高分别增加15.4%和11.1%，比F64降低6.3%；且高径比比较合理，F100高径比为60，F64高径比为68，表明F100、F64处理高径生长较好，说明处理F100、F64中华杜英林分生长较好，高径生长协调，树干饱满，林相整齐，能够局部完成现有马尾松林向用材、观赏、抗二氧化硫的中华杜英林更新演替。处理F25的中华杜英生长参差不齐，马尾松林冠下的个体生长孱弱，非林冠下的个体生长较好，提示中华杜英在林冠下生长较差，释放空间以64～100 m2较合理，且不宜存在马尾松上方庇荫。

2.3 不同处理三维绿量比较

本试验林位于沙溪河畔第一重山，主要功能是绿化、美化国土，充分发挥森林涵养水源、保持水土、调节气候、降尘减尘、保障农业生产等多功能作用。绿量是评价绿地立体结构生态效益的综合指标[5-7]。绿量是指单位面积上绿色植物的总量，即生长中植物茎、叶所占空间面积的多少。表3是不同处理绿量的测定结果。可以看出，绿量最高是处理F100，绿量分别比处理F25、F64、F225增加82.7%、9.4%和41.3%。对不同处理绿量进行方差分析和多重比较（表4、表5），处理F100与处理F25、F225绿量间达到极显著差异；处理F64与处理F25绿量间差异达到极显著差异，处理F64与处理F225绿量间达到显著差异；其他处理间绿量差异不显著。表明处理F100、F64三维绿量较高，具有好的绿色立体结构，具有较高的生态效益，说明中华杜英林有着比较高的绿量总量，是三明市区生态公益林可优先选择的树种，中华杜英不仅具有较高的三维绿色生物量，而且树形通直规整，树冠分层明显，枝叶茂密，树形优美；部分树叶四季呈绯红色，树冠中红绿相间，是颇具美感的乡土树种，在生态公益林中选择中华杜英作为现有马尾松林更新树种是正确、合理且可行的。可以通过块状间伐逐步更新，其较好的处理方式是错位块状处理F100、F64（64～100 m2）。

2.4 不同处理滞尘量比较

三明市区工业污染较为严重，据报道：三明市区每天工厂及车辆产生的生产性粉尘216 t，废气2 696万m3，市区内自然降尘量每天平均为79.9 t/km2。超国家标准8.8倍，悬浮微粒浓度平均6.33 mg/m3，超国家标准1.5倍，SO2每天平均浓度0.05 mg/m3[1]，邻近第一重山受工业污染危害严重。需要（下转第197页）

选择抗污染能力强，有能够降尘、滞尘的树种，兼顾培育观赏价值高的树种。表6是不同处理中华杜英滞尘效果测定结果，可知不同处理滞尘量存在差异。六年生中华杜英处理F25、F64、F100、F225的叶面积分别为27 305.5、50 312.8、57 827.0、41 275.6 m2/hm2。中华杜英叶薄革质，卵状披针形或披针形，长5～8 cm，宽2～3 cm，叶宽阔，且枝叶茂密，可有效截留大气粉尘；马尾松树冠稀疏，郁蔽后自然整枝迅速，针叶面积小，每束多为二针，圆而光滑[8]，滞尘效果较差。

由表6可知，4种不同处理的林分中滞尘量最大的是处理F100，滞尘量15.273 g/m2，比处理F25、F64、F225滞尘量分别增加54.4%、15.6%和31.5%。据池毓章2006年测定十二年生马尾松纯林平均滞尘量8.068 g/m2[1]，处理F100的中华杜英单位面积滞尘量高于马尾松纯林。不同处理中华杜英林滞尘量间差异是由于林分结构、树冠大小、叶片数量及大小存在差异的缘故。

从表6还可以看出，处理F100年平均滞尘量7 942.0 kg/hm2，处理F64年平均滞尘量6 868.2 kg/hm2，处理F100与处理F25、F64、F225相比年平均滞尘量增加2 799.2、1 073.8、1 902.7 kg/hm2，处理F64与处理F25、F225相比年平均滞尘量分别增加1 725.4、828.9 kg/hm2，比F100年滞尘量减少1 073.8 kg/hm2，表明处理F100、F64中华杜英有较强的滞尘能力，在粉尘量较大的受污染地区营造中华杜英林具有好的滞尘效果，对于保护生态环境及保障周边居民的身心健康有积极作用。

3 结论与讨论

为了提高林分生态功能，现有马尾松林可以采取错位块状循序渐进的方式改建为中华杜英林。中华杜英不仅有较强的生态功能，而且极具观赏价值，是多功能的生态树种。

不同处理中华杜英林生长效应、三维绿色生物量及滞尘量存在差异。试验结果表明：造林保存率从高到低，依次为：错位块状间伐面积100 m2>64 m2>225 m2>25 m2，与块状面积大小并不呈规律性变化。六年生中华杜英4个处理中平均胸径最大的是错位块状间伐面积100 m2处理，错位块状间伐面积64 m2处理居其次；平均树高最高的是错位块状间伐面积64 m2处理，错位块状间伐面积100 m2处理居其次；绿量最高的是错位块状间伐面积100 m2处理，分别比错位块状间伐面积25、64、225 m2处理增加82.7%、9.4%、41.3%。对不同处理绿量进行方差分析和多重比较：错位块状间伐面积100 m2与错位块状间伐面积25、225 m2处理绿量间达到极显著差异；错位块状间伐面积64 m2与错位块状间伐面积25 m2处理绿量间差异达到极显著差异，错位块状间伐面积64 m2与错位块状间伐面积225 m2处理绿量间达到显著差异；其他处理间绿量差异不显著，同处理滞尘量存在差异。六年生中4个处理的林分中滞尘量最大的是错位块状间伐面积100 m2处理，滞尘量15.273 g/m2，比错位块状间伐面积25、64、225 m2处理滞尘量分别增加54.4%、15.6%、31.5%。

错位块状间伐改建中华杜英林间伐面积选择64～100 m2较为适宜。块状间伐的配置与面积大小与更新树种正常生长发育有关，也与减少水土流失密切相关。错位块状间伐可以减少水土流失，适宜的面积即可满足中华杜英生长发育对光照需求，又可以最大限度减少径流距离，避免造成较大的水土流失。

4 参考文献

[1] 池毓章.马尾松木荷混交林生长与抗污染效果研究[J].福建林业科技，2006，33（2）：63-66.

[2] 王东良，金荷仙，范丽琨，等.疗养院人工绿地三维绿量分布特征及影响因子[J].浙江农林大学学报，2013，30（4）：529-535.

[3] 徐志富.广州市道路主要绿化树种滞尘与溪流净化效益研究仁[D].广州：华南师范大学，2009：16.

[4] 罗洪生，范晓峰，曾传圣.一种值得推荐的园林树种：中华杜英[J].现代园艺，2014（12）：28-29.

[5] 周一凡，周坚华.基于绿化三维量的城市生态环境评价系统[J].中国园林，2001（5）：77-79.

[6] 朱红霞.节约型城市绿地综合评价指标体系研究[J].山东林业科技，2010（5）：34-37.

[7] 刘宇，王立清，龚秋野.包头市城市园林绿化生态效益定量评价[J].内蒙古科技与经济，2008（20）：6-8.

[8] 中国树木志编委会主编.中国主要树种造林技术[M].北京：农业出版社，1976：85-102.