三明市梅列区杉木与壳菜果混交林中壳菜果生长规律研究

摘要 对22年的杉木壳菜果混交林中壳菜果生长规律进行研究。分别对处理A（间伐，保持杉木壳菜果混交状态）、处理B（间伐，仅保留壳菜果）、处理C（不间伐）3种不同处理林分生长进程进行分析。研究结果表明：壳菜果生长规律总体表现为早期速生，受经营密度制约明显。不同处理林分壳菜果的胸径、树高、材积生长量存在差异。处理A能够保持或延续连年生长量在较高水平，至树龄22年时单木材积连年生长量与平均生长量还没有相交，尚未达到数量成熟，可以作为培育速生丰产林的经营模式。在引种过程中应该加强幼林抚育，控制经营密度，保持混交状态。

关键词 杉木；壳菜果；混交林；生长规律；间伐；福建三明；梅列区

中图分类号 S791.27；S792.99 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）15-0173-03

营造混交林是解决林业生产中存在的大面积栽植杉木、马尾松等针叶树种，而导致林分结构简单、造林树种单一、地力衰退严重或森林病虫害大量发生和蔓延等现实问题[1-6]的切实有效的经营途径和方法。在三明地区已有杉木与福建柏、楠木、檫树、乳源木莲、毛竹，马尾松与栲树、木荷、枫香、樟树等混交组合，取得了很好的造林效果[7]。为了开拓混交组合，筛选适宜于不同条件、不同培育目的、不同经营措施的造林树种，三明市梅列区陈大国有林场于1993年开展了杉木（Cunninghamia lanceolata）与壳菜果（Mytilaria laosensis）混交造林试验。试验结果表明：杉木壳菜果混交林在不同发育期种间协调和竞争存在着阶段性耦合性关联，需要采取适当的人工干扰手段。不同的经营措施（间伐）对林分生长产生不同的影响[8]。试研究分析不同经营措施对林分中壳菜果生长过程的影响，以揭示杉木壳菜果混交林群体结构发生与发展全过程的积极或消极因素，为营造杉木壳菜果混交林提供科学的理论依据和可借鉴的林业生产实践经验。

壳菜果系金缕梅科壳菜果属树种，又名米老排[9]，原产于南亚热带和北热带地区亚热带地区，是我国南方优良的速生用材树种之一[9]。20世纪中后期在浙江、江西、福建、湖南等地有人工引种栽培，引种北界已延伸至北纬28°15′[10]，具有一定的抗寒性。壳菜果木材结构细，纹理直，色泽美观，是家具和建筑良材，而且枝叶落叶量大，分解迅速，是培肥改土的优良树种[10]，在三明地区林业可持续发展中有前景广阔的发展空间。有关壳菜果引种、育苗、造林、经营密度、混交方法、抚育间伐以及改良土壤肥力的能力、防火功能及木材性质等均有报道[8，11-16]，但有关其人工林生长规律的报道极少[17]，尤其是对杉木壳菜果混交林中壳菜果生长规律的研究尚未见过报道。

1 区域概况与研究方法

1.1 试验地概况

杉木壳菜果混交林中壳菜果生长规律研究试验林设在福建省三明市梅列区陈大国有林场30林班1大班9小班。地理坐标为东经117°37′，北纬26°29′，气候属于中亚热带季风区气候，年平均温度19.5 ℃，年平均降水量1 726.3 mm，平均空气相对湿度79%，无霜期304 d。林地土壤为红壤，土层深厚，大于100 cm，立地类型为较肥沃类型（Ⅱ级），平均坡度约23°。试验林是1993年营造的3∶1（杉木∶壳菜果）行间混交林分。2001年进行杉木壳菜果混交林不同留养模式的试验。

1.2 试验设计

在原有不同留养模式林分试验中，设3个处理：2001年间伐部分杉木、壳菜果，留养杉木1 125株/hm2、壳菜果375株/hm2（A）；2001年间伐杉木，留养壳菜果900株/hm2（B）；2001年没有进行间伐，保留原有林分经营密度及混交比例（C）。杉木壳菜果株行距2 m×2 m，实际保存密度2 190～2 235株/hm2，共3个水平，选择随机区组试验设计，3次重复。每小区面积20 m×20 m。

1.3 调查方法

2013年对3个不同处理的标准地进行每木调查，分树种测定胸径、树高等主要生长因子，根据壳菜果各标准地平均胸径、平均树高（以不超过平均胸径、平均树高±5%，且相邻的杉木也为该标准地平均胸径和平均树高±5%之内）选择1株样木作为标准木。标准木采用1 m区分段，截取圆盘供树干解析用，单株立木材积和林分蓄积量计算方法统一为0.000 052 76D1.882 161H1.009 317，分析胸径、树高、材积生长规律和生长特点。

2 结果与分析

2.1 胸径生长进程

表1是3种不同处理林分中壳菜果胸径生长过程。可以看出：3种不同处理中壳菜果胸径生长过程10年之前基本相似，胸径连年生长量最大值均出现在树龄3～4年之间，连年生长量最大值为1.5～1.6 cm/年，平均生长量最大值也出现在3～4年之间，平均生长量最大值为1.43～1.48 cm/年，平均生长量在树龄10年之前基本保持在1.0 cm/年，表明壳菜果是早期速生树种。壳菜果早期稍耐荫，在杉木侧方庇荫下，有利于胸径生长，树龄10年后胸径生长量快速降低，这与林分郁蔽及混交杉木的胁迫密切相关。从处理A、B与处理C胸径生长进程中可以得到佐证。处理A、B树龄10年时进行了不同方式的间伐，间伐后处理A连年生长量从0.30 cm/年回升至0.85 cm/年，处理B连年生长量从0.25 cm/年回升至0.95 cm/年，而处理C连年生长量从0.40 cm/年下降至0.35 cm/年，处理A、B比处理C连年生长量分别提高了142.9%和171.4%，显然，间伐促进了壳菜果胸径生长，说明在杉木壳菜果混交林中，在林分郁蔽后应该及时进行间伐，以释放生长空间，保证保留林木有适宜的生长空间。

处理A与处理B比较，胸径生长量间伐后稳步生长，至树龄22年时，平均生长量仍然保持0.94 cm/年，比处理B（0.89 cm/年）增加5.6%，表明在合理的经营密度下，杉木壳菜果混交，可以保持群体整个生长过程互相促进、共同生长的经营效果。

处理A胸径连年生长量和平均生长量高峰均出现在第3～4年间，胸径连年生长量与平均生长量共出现3次相交。第1个交点出现在树龄6年时；第2次交点出现在树龄14年时；第3次交点出现在树龄20年，表明杉木壳菜果混交林采取合理适时间伐可以培育速生丰产林。

处理B胸径连年生长量和平均生长量高峰均出现在第3～4年间，胸径连年生长量与平均生长量共出现3次相交。第1个交点出现在树龄6年时；第2次交点出现在树龄12年；第3次交点出现在树龄16年，每次相交时间比处理A缩短，第1次与第2次相交相隔时间缩短2年，第2次与第3次相隔时间缩短也是2年。这可能是壳菜果保存株数较多的缘故，相同的生态位产生的种间竞争加剧或与其他因素有关，但杉木壳菜果混交延续了间伐的生长效应，也说明在三明地区引种壳菜果适宜营造混交林，尤其是在早期。

处理C胸径连年生长量和平均生长量高峰均出现在第3～4年间，从此以后胸径连年生长量一直低于平均生长量，显然，这是由于造林密度较大且没有及时间伐的缘故。

从胸径生长进程分析，壳菜果早期生长快、树冠大，需要一定的生长空间，应该加强幼林抚育及时间伐，在有条件的地方可以适当增施肥料。

2.2 树高生长进程

表2是不同林分壳菜果树高生长进程，可以看出：3种不同林分树高总生长量存在差异，但总生长量差异与胸径生长量差异较小。从表1中可知，处理A、B比处理C胸径分别增加36.2%和28.9%，而处理A、B与处理C相比树高分别增加14.8%和6.5%，表明不同处理对树高总生长量有影响，但影响较小。

3种不同处理树高生长量最大值均出现在树龄3～4年之间，几乎与胸径速生期同步，树高连年生长量最大值达到2.3～2.4 m/年，平均生长量最大值为1.63～1.70 m/年，同样出现在3～4年间，表明壳菜果树高速生期较早。幼林时应该加强管理，采取混交、除草、培土、施肥等经营措施保证壳菜果幼林时有舒适、宽松、有利的生长环境，壳菜果早期耐荫、速生、萌芽力强，采取系列配套技术措施可以促进其树高生长，在一定时期内与混交杉木保持相对高度差，呈层分布，不仅对壳菜果生长有利，而且可以促进杉木生长，随着林龄增长，无论是杉木还是壳菜果都需要较高的光照条件，应该及时间伐，释放空间。

从表2中还可以看出，树高生长进程主要差别在树龄10年以后，处理A、B能够能够保持较高的生长量，平均生长量至15年时，仍然保持在1.0 m/年，处理C则在树龄10年后树高生长急速下降。

3种不同处理林分树高连年生长量与平均生长量只有1次相交，相交于树龄6年左右，以后平均生长量均大于连年生长量。不同处理对壳菜果树高生长进程有影响，但影响较胸径小。为了保持壳菜果有足够的生长空间，关键是适时间伐，使得壳菜果有足够的生长空间，保证树冠生长发育正常，有足够进行光合作用的生产器官；从另一角度分析，采用与杉木适当混交，通过杉木树高生长的追赶、胁迫，促进壳菜果树高加速生长。

2.3 材积生长进程

林木单木材积是其胸径、树高和胸高形数的函数值[18]。本文统一采用经验公式计算。表3是根据经验公式计算出的不同林分标准单木材积的生长进程。可以看出，3种不同处理林分相比较，处理A、B单木材积总生长量均大于处理C，处理A、B树龄22年单木材积总生长量比处理C分别增加105.5%和71.8%。但3种处理在树龄10年之前单木材积差异不明显。处理A材积连年生长量最大值出现在13～14年，达0.037 9 m3/年，平均生长量最大值出现在树龄22年；处理B材积连年生长量最大值出现在树龄13～14年，达0.020 0 m3/年，平均生长量最大值出现在树龄22年；处理C材积连年生长量最大值出现在树龄5～6年，达0.020 4 m3/年，平均生长量最大值出现在树龄22年；处理A、B材积连年生长量和平均生长量在树龄22年时尚未相交，两者都随着林龄的增长而持续生长，表明壳菜果处理A、B林分树龄22年时尚未达到数量成熟，适宜培育中大径材，但处理B连年生长量和平均生长量已经相近，单一树种壳菜果栽植，尤其是经营密度仍然较大（900株/hm3）时培育壳菜果大径材有困难，而且单位面积蓄积量也比保持混交状态的处理A低。处理C材积生长量与平均生长量相交于树龄12年，仅适宜培育中小径材，或作为杉木伴生树种，其主要目的是发挥培肥改土作用，维持林地可持续经营。

3 结论与讨论

杉木壳菜果混交林中壳菜果生长规律总体表现为早期速生，受经营密度制约明显[19]。研究结果表明：胸径、树高连年生长量均出现在树龄3～4年之间，10年左右随着林分充分郁闭，生长量下降明显。在引种过程中应该加强幼林抚育，及时间伐。

不同处理林分壳菜果的胸径、树高、材积生长量存在差异。研究结果表明：间伐后处理A（2001年间伐部分杉木、壳菜果，留养杉木1 125株/hm2、壳菜果375株/hm2）连年生长量从0.30 cm/年回升至0.85 cm/年，处理B（2001年间伐杉木，留养壳菜果900株/hm2）连年生长量从0.25 cm/年回升至0.95 cm/年，而处理C（2001年没有进行间伐，保留原有林分经营密度及混交比例）连年生长量从0.40 cm/年下降至0.35 cm/年，处理A、B比处理C连年生长量分别提高了142.9%和171.4%，处理A、B能够能够保持较高的生长量，平均生长量至树龄15年时，仍然保持在1.0 m/年，处理C则在10年树龄后，树高生长急速下降。3种不同处理林分相比较，处理A、B单木材积总生长量均大于处理C，22年单木材积总生长量处理A、B比处理C分别增加105.5%和71.8%。处理A材积连年生长量最大值出现在树龄13～14年，达0.037 9 m3/年，平均生长量最大值出现在树龄22年；处理B材积连年生长量最大值出现在树龄13～14年，达0.020 0 m3/年，平均生长量最大值出现在22年；处理C材积连年生长量最大值出现在树龄5～6年，达0.020 4 m3/年，平均生长量最大值出现在树龄22年；处理A、B材积连年生长量和平均生长量在树龄22年时尚未相交，两者都随着林龄的增长而持续生长，适宜培育中大径材，处理C材积生长量与平均生长量相交于树龄12年，仅适宜培育中小径材，或作为杉木伴生树种，其主要目的是发挥培肥改土作用，维持林地可持续经营。

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