王定躍，時 波，陳世清，李文華，林錦濤

(1.深圳市梧桐山風景名勝區(qū)管理處，廣東 深圳 518004；2.廣州市綠化公司，廣東 廣州 510440；3.華南農業(yè)大學林學與風景園林學院，廣東 廣州 510642)

目前，國內外對森林密度研究取得了大量成果。理論方面，研究了林木生長與林分密度的關系，經(jīng)營目的與間伐的關系；實踐方面，制定了包括間伐強度、間伐周期、間伐類型在內的比較完整的撫育間伐技術體系[1—2]。研究目的主要集中在提高木材產(chǎn)量和經(jīng)濟效益方面。如今，為提高森林美學價值的風景林密度研究成為風景林研究的熱點之一。對風景林進行合理的密度調控，可有效改善林木生長狀況和林分結構，有助于保護群落多樣性，提高風景林觀賞價值。

毛棉杜鵑Rhododendron moulmainense是杜鵑花科杜鵑屬常綠灌木或小喬木，高3～12 m，胸徑5～30 cm，花期3～4月，花大而鮮艷，是較稀缺的高山杜鵑種類。毛棉杜鵑極具觀賞價值和經(jīng)濟價值[3]，是深圳市梧桐山風景區(qū)的特色景觀[4—5]。通過調查，半光照條件下，毛棉杜鵑幼苗生長較快，整體景觀效果較好[6]，但是在深圳梧桐山風景區(qū)，毛棉杜鵑是森林演替初中級階段的產(chǎn)物，隨著群落正向演替，正逐漸被以浙江潤楠Machilus chekiangensis、亮葉冬青Ilex nitidissima等為主的地帶性頂級群落代替[7]。因此，為維持毛棉杜鵑景觀林的可持續(xù)性，需有必要對毛棉杜鵑群落進行密度分析與控制。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗地位于深圳梧桐山風景區(qū)鳳谷鳴琴景區(qū)的小梧桐和萬花屏，地理坐標 113°17′～114°18′E，22°23′～22°43′N，屬南亞熱帶溫暖濕潤的海洋性季風氣候；年平均氣溫22.4 ℃，最熱月均溫28.2 ℃，最冷月均溫14.1 ℃，極端最低氣溫0.2 ℃，極端最高氣溫38.7 ℃；全年無霜期平均為335 d；年均降雨量1926.8 mm[8]。毛棉杜鵑在風景區(qū)內主要分布于海拔400 m以上的7個小班內，面積約53.0 hm2，2 m以上毛棉杜鵑約3萬株，其中6個小班在鳳谷鳴琴景區(qū)[5]。

1.2 試驗方法

1.2.1 萬花屏試驗地 撫育時間始于2006年6月，觀賞面積約8000 m2，2 m以上毛棉杜鵑500株以上。

1.2.1.1 上層喬木間伐 在試驗區(qū)域內設置12塊20 m × 20 m標準地，設置三種間伐強度(60%、50%、40%)，間伐后標準地內上層喬木密度分別是低密度(＜250株·hm-2)、中密度(250～350株·hm-2)、高密度(＞350株·hm-2)。每種處理3個重復，并設置3 塊對照標準地，共12塊標準地。標準地控制毛棉杜鵑密度在低密度水平(＜1000株·hm-2)，撫育措施如施肥、修枝、除草割藤等均一致。

記錄每個標準地海拔高度、經(jīng)緯度，坡度、坡位、坡向；按樹種分別進行每木檢尺(起測徑階為2 cm)，調查胸徑(D)、樹高(H)、南北冠幅(CWNS)、東西冠幅(CWEW)等。

1.2.1.2 毛棉杜鵑密度調查 在上層喬木均為中密度的條件下，通過調研，選擇毛棉杜鵑密度不同的標準地(低密度，＜1000株·hm-2；中密度，1000～1250株·hm-2；高密度，＞1250株·hm-2)。每種林分各設置20 m × 20 m三塊重復標準地(表1)，調查毛棉杜鵑胸徑、樹高、冠幅、第一活枝高(LCL)等。

表1 萬花屏試驗地毛棉杜鵑最佳密度調查Table 1 Investigation on the optimum density of Rhododendron moulmainense in wanhuaping

1.2.2 小梧桐試驗地 撫育時間為2016年5月，該試驗地觀賞面積較大，達30 000 m2左右，有近5000株2 m以上毛棉杜鵑。經(jīng)實地踏勘，萬花屏與小梧桐兩地撫育之前的風景林密度情況基本一致。

通過萬花屏試驗地的撫育試驗，作者已獲得關于毛棉杜鵑風景林密度的相關結果。設置小梧桐試驗地是為了驗證萬花屏撫育技術的有效性及推廣效果，同時盡快實現(xiàn)梧桐山毛棉杜鵑“花海”景觀效益，為深圳市創(chuàng)建“國家森林城市”、打造“世界著名花城”提供助力。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 數(shù)據(jù)處理 使用 Microsoft Excel 2010軟件分別匯總標準地物種數(shù)、株數(shù)等基本數(shù)據(jù)，計算喬木平均樹高、平均胸徑、平均冠幅及樹冠表面積、長度和體積；冠幅為東西冠幅CWEW和南北冠幅CWNS平均值，偏冠度則為二者比值。此外，使用SPSS 22.0進行單因素分析，對上層喬木密度與毛棉杜鵑樹高、胸徑的相關性進行分析。

樹冠表面積(CS)=π×(CWNS+CWEW)2/16；樹冠長度(CL)=H-LCL；樹冠體積(CV)= CS×CL/3。

1.3.2 毛棉杜鵑最低密度控制 陸兆蘇等[9]認為，用材林上的樹冠系數(shù)法適用于風景林，但韋翠鸞等[1]認為風景林的配置不應該是均勻的，該方法是不盡合理的。通過分析，樹冠系數(shù)法適用于營造以中、遠景觀賞為主的風景林，可以保證景觀的連續(xù)性，避免出現(xiàn)較大的林窗。

通過樹冠系數(shù)法得到單位面積毛棉杜鵑最低株數(shù)。計算公式：N·hm-2=1×104×(K×H)-2

式中：K為樹冠系數(shù)，即標準地中毛棉杜鵑平均冠幅與平均樹高之比；H為群落林分平均高；(K×H)2實質上是毛棉杜鵑在群落中的單株營養(yǎng)面積；N為單位面積毛棉杜鵑最低株數(shù)，即最低密度控制值[1,10]。

2 結果與分析

2.1 上層喬木密度指標

調查表明，標準地內上層喬木主要以浙江潤楠、短序潤楠、亮葉冬青等為主；其次是羅浮柿、鴨腳木等樹種。通過不同強度間伐，對標準地內毛棉杜鵑各項指標進行分析。

2.1.1 對毛棉杜鵑樹高的影響 標準地毛棉杜鵑樹高與上層喬木密度變化關系結果顯示，萬花屏和小梧桐地區(qū)回歸系數(shù)顯著性值分別為0.034(P＜0.05)、0.04(P＜0.05)，表明兩個地區(qū)上層喬木數(shù)量與樹高之間呈正態(tài)分布，且顯著(圖1)。當標準地內上層喬木密度在250～350株·hm-2區(qū)間時，毛棉杜鵑樹高最高。

2.1.2 對毛棉杜鵑胸徑的影響 由于毛棉杜鵑在1.3 m以下具有較多分枝，為直觀表現(xiàn)胸徑變化，將所有分支胸徑記錄下來，取平均值。標準地內毛棉杜鵑胸徑與上層喬木密度變化關系如圖1所示，萬花屏和小梧桐回歸系數(shù)顯著性值分別為 0.0116(P＜0.05)、0.0101(P＜0.05)，表明兩個地區(qū)上層喬木數(shù)量與胸徑之間呈正態(tài)分布，且顯著。當上層喬木密度在250～350株·hm-2區(qū)間時，毛棉杜鵑胸徑最大。

圖1 上層喬木密度與毛棉杜鵑樹高和胸徑變化關系Fig. 1 Relationship of upper tree and height, DBH of Rhododendron moulmainense in sample plots

2.1.3 對毛棉杜鵑樹冠指標的影響 經(jīng)過輕度撫育后，上層喬木密度＞350株·hm-2，小梧桐和萬花屏毛棉杜鵑冠幅最小，偏冠度最小，樹冠表面積及樹冠體積同樣最小，毛棉杜鵑整體長勢低于中度撫育和強度撫育。經(jīng)過強度撫育之后，生長勢不如中度撫育(即上層喬木密度為250～350株·hm-2)(表2)。因此，撫育后的毛棉杜鵑樹冠指標變化情況表明，上層喬木密度250～350株·hm-2的樹冠指標更好。

表2 上層喬木密度與毛棉杜鵑樹冠指標變化Table 2 Effects of the upper tree density on canopy index of Rhododendron moulmainense

2.2 毛棉杜鵑密度的確定

2.2.1 不同密度對毛棉杜鵑生長的影響 小梧桐地區(qū)毛棉杜鵑密度X1與樹高Y1關系為：Y1=－0.0028X1＋9.7177，R12為 0.9501；萬花屏地區(qū)為：Y2=－0.0021X2+10.442，R22為 0.8313(圖 2)?；貧w直線對觀測值的擬合程度較好。由此可見，毛棉杜鵑密度與樹高呈線性關系，隨著毛棉杜鵑密度增加，毛棉杜鵑個體生長空間變小，種內競爭激烈，長勢變差。

由圖2可以看出，小梧桐地區(qū)毛棉杜鵑密度X3與胸徑Y3之間線性關系為Y3=－0.0039X3＋12.093，R32為0.9431；萬花屏地區(qū)為Y4=－0.0102X4＋22.332，R42為0.9319。由此可見，毛棉杜鵑密度與胸徑呈線性關系，隨著毛棉杜鵑密度增加，胸徑逐漸減小。

圖2 毛棉杜鵑密度與其樹高和胸徑變化關系Fig. 2 Relationship of density and height, DBH of Rhododendron moulmainense in sample plots

冠幅方面，隨著毛棉杜鵑密度的增加，冠幅逐漸減小，并且偏冠度越來越小，偏冠現(xiàn)象更加嚴重。這可能是種內競爭愈加嚴重，樹木為了獲取更多陽光造成的。

2.2.2 毛棉杜鵑最低密度 毛棉杜鵑生態(tài)景觀林所呈現(xiàn)的效果以花海最佳。目前萬花屏地區(qū)已形成花海景觀，同時，經(jīng)過撫育后，一個景觀效果比萬花屏更為震撼的小梧桐杜鵑谷花海也正在形成。通過對不同毛棉杜鵑密度標準地內毛棉杜鵑樹高、胸徑及樹冠指標等數(shù)據(jù)的分析，可以得知，密度越低，種內競爭越緩和，毛棉杜鵑具有充足的生長空間，長勢越好；但同時考慮到景觀效果，避免出現(xiàn)較大林窗，現(xiàn)階段的毛棉杜鵑密度應根據(jù)單株營養(yǎng)面積進行最低密度控制。

由表4可知，小梧桐地區(qū)平均冠幅3.1 m，單株營養(yǎng)面積約15.7 m2，最低密度733株·hm-2；萬花屏地區(qū)毛棉杜鵑平均冠幅較大，單株營養(yǎng)面積(K·H)2約 22.85 m2，最低密度 437 株·hm-2。

表3 不同密度毛棉杜鵑樹冠指標Table 3 Canopy indexes of different densities of Rhododendron moulmainense

表4 不同地區(qū)毛棉杜鵑最低密度Table 4 The lowest density of Rhododendron moulmainense in different areas

3 結論與討論

毛棉杜鵑是喜光植物，浙江潤楠、亮葉冬青等上層喬木密度過大會抑制其生長，通過間伐可以恢復毛棉杜鵑的生長勢；但毛棉杜鵑并不適應完全光照，夏日強光會對其造成損傷，適當?shù)拇髽湔陉帉ζ溆幸欢ǖ谋Ｗo作用。另外，初春時節(jié)浙江潤楠、紅楠新葉嫩黃紅色，在大片深綠的毛棉杜鵑片層上方形成一把把“紅傘”，極具景觀效果。因此，高大喬木對毛棉杜鵑林景觀并不是完全無益的，在毛棉杜鵑林的撫育過程中應正確處理好二者關系，保留樹勢高大、優(yōu)美的上層喬木。

中度撫育后毛棉杜鵑長勢最好，其原因有幾點。首先是光照，毛棉杜鵑喜光，但忌強光照，在烈日午時會有光合“午休”現(xiàn)象[11]，中度撫育可以滿足其喜光但不能適應強光的需求。其次是水肥，浙江潤楠、亮葉冬青等上層喬木生長速度遠遠大于毛棉杜鵑，對水肥的需求比較旺盛，通過間伐，可以緩和種間競爭。最后是生長空間，浙江潤楠、亮葉冬青等上層喬木長勢高大，毛棉杜鵑生長空間遭到擠壓，導致冠幅小、偏冠等現(xiàn)象，通過間伐能給予毛棉杜鵑充分的生長空間。因此，當上層喬木密度為 250～350株·hm-2時，毛棉杜鵑在群落中的種間競爭較小，其樹高、胸徑等值普遍高于其他密度下的目標樹種，個體生長達到最優(yōu)。由于不受上層喬木的遮光影響，毛棉杜鵑冠幅較大，偏冠度較大，可以為開花結實提供更多空間。

為保證毛棉杜鵑具有充足的生長空間，又兼顧生態(tài)景觀林的景觀連續(xù)性，避免出現(xiàn)較大的林窗，通過樹冠系數(shù)法得到萬花屏地區(qū)毛棉杜鵑最低密度437株·hm-2；小梧桐地區(qū)最低密度733株·hm-2。

當然，群落及其整體環(huán)境也處于不斷發(fā)展變化中，及時了解和掌握群落及其所處環(huán)境的現(xiàn)狀與變化是對景觀生態(tài)林可持續(xù)管理評價的基礎和依據(jù)。未來可以建立以遙感技術或互聯(lián)網(wǎng)技術為信息源，以GIS為平臺的景觀林與環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)景區(qū)監(jiān)測、評價、預警、管理一體化科學監(jiān)控以及利益相關者溝通協(xié)調平臺，從而促進梧桐山毛棉杜鵑生態(tài)景觀林可持續(xù)管理。