针阔混交天然次生林是福建省主要的森林群落, 然而, 由于不断采伐, 不仅使天然马尾松资源日益匮乏, 而且对混交群落的其它物种亦造成难以恢复的破坏。取而代之的是大面积的同龄人工纯林的营造, 导致地力衰退, 物种多样性锐减。而现代可持续林业发展的要求是同龄林经营所无法满足的, 因而, 如何利用和保护现有天然林, 根据自然演替规律人工构建异龄混交林, 使之接近自然状态, 维护地力, 保护生物多样性, 提高森林的多效益功能已成为当务之急。

但是对异龄复层混交如何使林分更有效地利用立体空间营养以及如何利用人工和天然更新措施来构造异龄混交系统, 使之接近自然状态的研究却涉及较少或尚处于起步状态。国外的研究以德国的异龄林恒续经营为主(邵青还, 1994), 世界各国亦相继开始对异龄林的群落结构及生长规律进行研究。而我国的混交林研究前期主要集中于同龄林的研究, 对异龄林尚缺乏系统的研究与报道。在经过强度间伐的马尾松人工林中营造阔叶树, 将人工马尾松单层同龄林引向近似天然的人工马尾松复层混交林, 这是构造马尾松复层林的一种尝试。研究林分的结构规律, 对于经营好该种林分、完善混交林经营技术具有重要作用。

1 资料收集与整理

在闽北的武夷山林场和三明莘口林场的人工马尾松混交林中设置4块400m²的临时标准地和12串半径3.26m的样圆(一串含3个样圆), 马尾松年龄25~30a, 阔叶树年龄8~14a。对胸径大于1cm的林木进行每木检尺, 测定胸径、树高, 鉴定树种, 按径阶统计。由于马尾松和阔叶树的高差太大, 为了更好地找出林分结构规律, 将所调查林分分成2层, 第1层为人工马尾松, 第2层为人工营造的阔叶树, 其主要树种有拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、木荷(Schima superba)、山杜英(Elaeocarpus sylvestris)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、火力楠(Michelia macclurei)、茶科(Theaceae)、格氏栲(Castanopsis kawakamii)、闽粤栲(Castanopsis fissa)等。调查材料见表 1。

2 结果与分析 2.1 林分直径分布结构

林分直径分布规律是林分结构基本规律之一, 了解直径分布规律是掌握林分生长过程, 制订合理森林经营方案, 预测未来经营状态的基本手段。

从表 1可知, 所调查林分的小径级(2~14cm)、中径级(16~26cm)、大径级(28~38cm)的株数比例为7.3:2.7:1.0, 与合理比例5:3:2不吻合(曹新孙, 1990), 需合理调整林分结构, 严格控制林分密度。

各林层各径阶与株数百分数作统计假设检验(陈华豪, 1988), 卡平方检验结果表明:第1层林分的直径分布为正态分布, χ²=13.73137, χ_0.05²=22.36205。第2层林分的直径分布也是正态分布, χ²=12.26496, χ_0.05²=14.06715。

上述结果表明, 马尾松人工复层混交异龄林与马尾松天然混交异龄林之间的直径分布存在一定差异, 主要是由于年龄结构不同所致。下层阔叶树的年龄偏小, 而上层木又是同龄林, 大径材比例偏低。

2.2 林分蓄积分布结构

根据调查材料可知, 此人工马尾松复层混交异龄林林分的蓄积量是不均衡的, 有一定的蓄积差距, 从119.4m³·hm^-2到459.5m³·hm^-2, 这是立地条件、地形地势所致。

从表 1可知, 第1层与第2层林分的蓄积按径级分布有较大差异。异龄林林分蓄积的增大, 主要依赖于大、特大径级木比重的增加, 尤其是特大径级木蓄积的增加, 这确实是异龄林的一大特点和优点。所调查林分小径级、中径级、大径级的蓄积比为1.0:3.3:3.0, 与异龄林合理的蓄积比2:3:5 (曹新孙, 1990)相对照可知, 此林分的蓄积分布不合理, 小径级和大径级木蓄积偏低, 可通过合理密度控制等经营管理措施, 并经过一段时期能趋于合理的蓄积结构。

单因变量回归分析结果表明, 各林层林分的蓄积与径阶的回归方程为:

(1)

(2)

2.3 树高与直径的关系

单因变量回归分析结果表明, 各林层林分的树高与直径的回归方程为:

(3)

(4)

3 探讨与建议 3.1 理想的经营结构

松阔混交林作为福建省的主要森林群落之一, 在长期的演替过程中, 与当地生态环境已形成相适应的相对合理稳定的生态系统。因此可通过人工栽植阔叶树结合天然更新来形成类似天然松阔混交状态的结构合理的复层林, 以加速森林更新的演替过程。

3.2 树种选择

树种的正确选择是培育马尾松针阔混交复层林的一个关键。树种选择应考虑以下4点: (1)种间关系协调, 能相互促生, 至少能正常混生。混交树种应具有与主要树种不同的生态要求, 不同的生长特点和不同的根系类型, 以使各树种关系融洽, 彼此协调一致(孙时轩, 1990); (2)适地适树, 适当考虑乡土树种; (3)速生、丰产、优质高效; (4)混交树种有较强的耐火和抗病虫害的特性, 尤其是不应与目的树种有共同的病虫害(孙时轩, 1990)。

综上所述, 且实践证明, 可以作为人工马尾松的阔叶混交树种有木荷、栲类、拟赤杨、苦槠等树种。

3.3 抚育问题

所构建的人工马尾松复层混交异龄林中, 上层马尾松和下层阔叶树均为同龄林, 要想使林分接近天然异龄林状态, 必须在上下两层加强抚育。由于小径级树偏多, 且基本上为下层阔叶树, 对上层马尾松应作适当间伐, 让下层阔叶树得到较为充足的光照, 使其迅速生长, 之后, 对下层阔叶树也应作适当间伐, 留下长势良好的树木, 使整个林分的结构趋于合理。

3.4 采伐方式和更新问题

由于马尾松和一些强阳性阔叶树难于在蔽荫的林下更新, 所以, 可采取孔状择伐方式(曹新孙, 1990), 并在伐后进行林地清理, 让强阳性树种天然更新或人工更新, 使林分处于针阔混交状态, 这样, 森林资源可取得最大的经济效益。