不同间伐方法对马尾松林下套种梅叶冬青生长的影响

马华茂

(三明市清流县里田林业站，福建 清流 365300)

1 引言

马尾松(Pinusmassoniana)林是福建省重要的森林资源，面积大、分布广，木材及林产品用途多，经济价值高[1，2]，福建省马尾松林业发展，满足国家木材需求，广褒山地绿化等诸多方面做出巨大贡献，特别是马尾松树种耐干旱、耐瘠薄、寿命长，生长量大(树高可达45 m，胸径1.5 m)[3]的优良特性，是其他树种无法比拟和替代的，系培育大径材的优良树种[4]。但长期以来大面积营造的马尾松纯林林分，经营密度大，林分结构和生态系统脆弱，稳定性和抗逆性较差，易发生火灾及病虫危害[5～8]，难于培育大径材，生态功能不及常绿阔叶林或针阔混交林[7,8,9～11],美学效果一般[13]，迄今无法有效防治的松材线虫病危害风险[14]，不得不对现有马尾松纯林进行预防性皆伐或改造，以降低马尾松纯林面积和混交林中马尾松树种的占比。马尾松林改造提升已经成为福建省林业工作的重点和热点。为此，在福建省清流县开展了马尾松林间伐后套种梅叶冬青(Ilex asprella)试验。梅叶冬青系冬青科冬青属落叶灌木，为我国南方传统的木本药用植物，根、茎、叶均可入药，是王老吉凉茶、三九感冒灵等著名饮料、药品的主要原料，需求量极大[15～17]。目前，主要依靠采挖野生资源。由于大量采挖，野生资源越来越少，且野生资源生长缓慢[18], 无法满足市场需求，人工发展梅叶冬青是解决供需矛盾的有效途径。同时梅叶冬青树姿优美，花及习性似梅，有很高的观赏价值，落叶量又大，理论上可以促进营养物质循环，改善土壤肥力，是一种“药、茶、花三栖植物”，是值得发展的乡土多用途植物。本试验为探索一条培育马尾松大径材，同时兼营梅叶冬青的有效途径，构建了马尾松梅叶冬青复层林分，以改善马尾松纯林结构，合理利用生长空间，做到以短养长，长短结合，提高林地利用率，增加林地生产力，提升林分美景度。

2 试验地自然概况

清流县(116°38′17″～117°10′29″E，25°46′53″～26°22′07″N)位于福建省西部，地处武夷山脉南侧，属大陆性兼有海洋性季风气候。年均温18.2 ℃，年均降水量1853.5 mm。全县有林地面积14.23万hm2，以马尾松为优势树种的林分占有林地面积的40.3%。马尾松林套种梅叶冬青试验林设在清流县里田乡李坊村4林班11大班25小班。海拔360～530m，方位角97°～187°，坡度24°～28°，土壤为山地红壤，土层厚度1 m以上，马尾松林系2001年春人工营造的马尾松纯林，现存密度1290～1755株/hm2，主要植被有白茅(Imperatacylindrica)、中华里白(Hicriopterischinensis)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)、茶秆竹(Pseudosasaamabils)、毛冬青(Ilexpubescens)、赤楠(Syzygiumbuxifolium)等。

3 试验方法

2017年秋季开始，在18年生马尾松纯林中选择立地条件和林分生长状况相似的阳坡建立3个区组，每个区组划分为5个小区，每小区面积20 m×30 m，按照试验设计要求进行间伐，间伐后进行林分状况调查测定(表1)。间伐清杂后，按照株行距约1.8 m×1.8 m在林中隙地进行块状整地(依具体情况可适当调整)，穴规格：60 cm×60 cm×40 cm。每穴施复合肥150 g，作为基肥，与表土混匀后施入穴底。2018年春季采用1a生梅叶冬青树苗种植。间伐处理分为5个水平:①KZ20处理，按照单株状平行区域保留法，约5.8 m×5.8 m保留1株马尾松(预先用红色油漆标注，下同)，保留木约300株/hm2；②KZ30处理，按照单株状平行区域保留法，约4.7m×4.7 m保留1株马尾松，保留木约450株/hm2；③KZ40处理，按照单株状平行区域保留法，约4.0 m×4.0 m保留1株马尾松，保留木约600株/hm2；④KP30处理，采用单排状宽行保留法，按照等高线每隔6 m保留1排中部分马尾松林木，株距约3.8 m，，保留木约450株/hm2；⑤CK 处理，不间伐直接套种梅叶冬青。

表1 间伐后各标准地上层马尾松林分基本情况(18a生)

梅叶冬青种植后，每年在种植株周围进行劈草和锄草松土各1次。劈草在每年5月中旬，锄草松土在8月下旬进行。造林当年调查成活率，每年冬季进行梅叶冬青生长状况及郁闭度调查，生长状况主要测定株高、地径、冠幅。郁闭度采用抬头望法。每小区按照网格式布置25个观测点，以每一观测点树冠下落点数量与中观测点之比，求算小区的平均郁闭度。

2021年根据梅叶冬青的平均株高和地径，选择5株平均木作为标准株测定其枝、叶性状及叶、茎鲜质量，测定标准株开花结实情况。采用撩壕干掘法测定标准株根系生长状况与根鲜质量。

数据统计应用Excel2007软件，显著性方差分析和多重比较应用SPSS19.0软件。

4 结果与分析

4.1 不同间伐处理对梅叶冬青存活的影响

表2 不同处理中梅叶冬青生长状况

CK 处理成活率可达85.2%，但到2021年底时，梅叶冬青保存率只有64.7%，表明梅叶冬青虽然有一定耐荫性，但正常生长发育需要有较高光照。通常认为梅叶冬青作为药材经营周期需要5年[21]。换言之，在马尾松林下套种梅叶冬青，上层林马尾松应该采取较大强度间伐，保留少量株数，培育大径材，控制林冠层郁闭度在5年期间，保持郁闭度动态变化在0.2～0.6之间较为适宜(表3)，这是保证马尾松梅叶冬青复层经营取得效果的关键技术之一。

4.2 不同间伐处理对梅叶冬青株高的影响

从表2中可知：不同处理梅叶冬青株高均在3 m以下，而马尾松树冠层在9.8～20.1 m，两者冠层分布层次明显，合理利用了不同层次的光照，提高了光能利用率。马尾松是强阳性树种在林分上层，光照充分；林下梅叶冬青与马尾松树冠层间仍然有一定宽裕的空间，加上经过间伐后马尾松保留林木较少，枝叶稀疏，林内光照可以满足梅叶冬青生长发育所需要的光照，而套种其间的梅叶冬青树冠填补了马尾松枝下高较高，空余出的生长空间，不仅合理利用了生长空间，提高了林地利用率，还在生态功能和美观价值上有着重要意义。

从表2中还可知，不同处理间梅叶冬青株高间动态变化存在差异。马尾松林间伐后套种梅叶冬青株高均显著高于CK处理，表明间伐处理有利于梅叶冬青株高生长，CK处理主要是由于林内光照不足，株高生长量较低，体量指标较小。

经比较，马尾松间伐后套种梅叶冬青，由于保留马尾松株数不同，生长环境不同，梅叶冬青株高也存在不同的动态变化(表3)。在套种前3年，不同处理间株高生长大小为：KZ40>KZ30>KP30>KZ20>CK，随着保留密度增大，株高生长量较大。这种现象与梅叶冬青对光照要求较高有关，为了获取更多的光照，处于更有利的竞争地位，保留株数较多的林分，林内光照强度较低，诱导其同化物更多用于梅叶冬青纵向生长。但套种4年后各处理株高生长趋于一致。这应该是梅叶冬青属于灌木的生物学特性的缘故。

表3 不同处理各年度上层林分郁闭度及梅叶冬青株高生长动态变化

4.3 不用间伐处理对梅叶冬青冠面积的影响

树冠是林木光合作用，生产有机物的主要营养器官，也是林木生长的重要组成部分，影响着光能利用、林分生产力及开花结实效果。冠面积指南北和东西二个方向冠幅的乘积。从表2中可知：5a生冠面积最大的是KZ20处理，其次是KZ30处理，冠面积CK处理最小。上层林保留密度越小，套种的梅叶冬青冠面积越大。KZ20处理、KZ30处理分别比CK处理增加127.3%和111.1%，KZ20处理、KZ30处理、KP30处理、KZ40处理冠面积间均显著高于CK处理。需要指出的是，保留大致相同的株数，但配置方式不同的KZ30处理和KP30处理比较，单株状排列的KZ30处理冠面积比单排状排列的KP30处理增加7.7%，表明KZ30处理冠面积略大于KP30处理，且树冠规整，这与保留上层林的配置有关，单株状配置株行距均匀，而单排状株行距非均匀配置，套种梅叶冬青受光不均匀，而表现为略有偏冠。从提高观赏价值的视角分析，选择单株状区域机械均匀保留较好，上层林马尾松冠幅和下层梅叶冬青冠幅都比较均匀，个体之间的竞争趋于平缓，建议在间伐时采用单株状区域机械均匀保留，但保留的马尾松林木应选择健壮，主干通直，无病虫严重危害，适合培育大径材的林木。

4.4 不同间伐处理对梅叶冬青各器官鲜质量的影响

梅叶冬青叶、茎、根均可入药。表4是不同处理5a生梅叶冬青标准株叶、茎(包括干、枝条)、根鲜质量的测定结果。从表4中可知，叶、茎、根大小表现为：KZ20>KZ30>KP30>KZ40>CK处理，表明各处理叶、茎、根各器官鲜质量之间存在正相关，地上部分鲜质量越大，地下部分鲜质量也越大。无论是叶、茎、根，KZ20、KZ30、KP30、KZ40处理鲜质量均极显著(p<0.01)大于或显著大于(p<0.05)CK处理，表明马尾松林间伐后套种梅叶冬青的叶、茎、根鲜质量均极显著或显著大于CK处理，说明在马尾松林下套种梅叶冬青要获取更高的鲜质量需要进行必要的间伐，以释放空间，使更多光照透射进林内。根据试验结果，保留上层马尾松300～600株/hm2均可，以300～450株/hm2较为合适。

从表4中还可以看出，在间伐后套种梅叶冬青处理中，无论叶、茎、根鲜质量均以KZ20处理最高，叶鲜质量分别比KZ30、KP30、KZ40处理分别增加1.1%、1.9%、26.8%，茎鲜质量分别比KZ30、KP30、KZ40处理分别增加8.0%、10.6%、31.6%，根鲜质量分别比KZ30、KP30、KZ40处理分别增加16.1%、17.8%、23.1%。经方差分析KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理叶鲜质量间均存在显著差异(p<0.05)，其他处理两两鲜质量间差异不显著，KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理茎鲜质量间均存在显著差异(p<0.05)，其他处理两两鲜质量间差异不显著，KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理根鲜质量间不存在显著差异，总体表明KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理叶、茎、根鲜质量大于CK处理，说明在21a生马尾松林中套种梅叶冬青，单从提高梅叶冬青叶、茎、根鲜质量，保留300～450株/hm2较为适宜，在5 a经营周期内其郁闭度动态变化在0.30～0.60之间。郁闭度在0.30～0.60之间森林环境与梅叶冬青正常生长发育所需要的生态条件相适宜。上层林保留株数>600株/hm2,后期郁闭度较大，抑制其各器官鲜质量的持续积累。

5 结语

马尾松林进行预防性间伐后套种其他植物填补空余的生态位，在经济、生态、社会效应上都有重要意义。马尾松林间伐后套种的梅叶冬青生长状况良好，是一种值得推广的经营模式。试验结果表明：马尾松间伐后保留300～600株/hm2林下成活率和保存率均在90%以上，株高均在3 m以下，与上层马尾松林冠层错位分布，层次明显。5 a生梅叶冬青冠面积均显著高于CK处理，叶、茎、根鲜质量极显著或显著大于CK处理。

同样进行间伐后套种梅叶冬青，以保留300～450株/hm2处理下套种梅叶冬青生长状况优于保留600株/hm2处理。KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理叶、茎鲜质量间存在显著差异，KZ20、KZ30、KP30与KZ40处理根鲜质量间虽然不存在显著差异，但比KZ40处理分别提高16.1%、17.8%、23.1%。故建议在马尾松林下套种梅叶冬青以保留300～450株/hm2，5a间郁闭度动态变化在0.3～0.6之间较为适宜。