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        9個闊葉樹種在桂中地區(qū)的適應(yīng)性調(diào)查與分析

        2021-11-28 11:10:30吳遠(yuǎn)媚舒應(yīng)東黃雪芬潘永光
        南方林業(yè)科學(xué) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:生長

        潘 濤,吳遠(yuǎn)媚,舒應(yīng)東,黃雪芬,潘永光

        (南寧市林業(yè)科學(xué)研究所,廣西 南寧530107)

        天然林資源的采伐導(dǎo)致現(xiàn)有天然闊葉林資源急劇減少[1],但闊葉樹種的土壤改良及蓄水固土能力都比針葉樹種更勝一籌[2],因此,因地制宜地發(fā)展闊葉樹種,既能實現(xiàn)生態(tài)效益,更能提高經(jīng)濟效益。廣西地處中南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),光、水、熱、土壤條件優(yōu)越,十分有利于闊葉樹的生長[2],為開展闊葉樹種的多樣化研究和推廣應(yīng)用提供了有利的條件。當(dāng)前,在廣西開展了多種闊葉樹種栽培研究,如梁瑞龍等[3]在廣西南部低山區(qū)開展鄉(xiāng)土闊葉樹種造林試驗,曹艷云等[4]開展了鄉(xiāng)土闊葉樹土壤養(yǎng)分分析研究,王家研等[5]開展了多種闊葉樹種研究,以及曾冀等[6]在馬尾松林下開展了套種闊葉樹種的研究等等,但闊葉樹種數(shù)量較多,未能全部涵蓋。本研究選擇木材價值高[7-10]、在廣西有種植歷史或生長表現(xiàn)好[11-12]等特點的9個闊葉樹種為研究對象,在廣西桂中地區(qū)選擇相同立地條件的林地開展種植研究,采取相同的經(jīng)營管理措施,通過調(diào)查9個樹種的生長表現(xiàn)和保存率情況,評估樹種的生長特性,旨在為廣西桂中地區(qū)闊葉樹人工林發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地基本情況

        試驗地點位于南寧市林業(yè)科學(xué)研究所林區(qū)內(nèi),地理位置為23°10′N,107°59′E,處于廣西中西部偏南,屬亞熱帶北緣季風(fēng)氣候。年平均氣溫21.5℃,≥10℃的年平均積溫7 697.8℃。年降水量1 250 mm,年蒸發(fā)量1 613.8 mm,年平均相對濕度79.0%,年平均3~5 d有霜。試驗地屬石灰?guī)r峰林間的緩丘寬谷臺地地貌,海拔低于150 m,坡度5°~15°,地勢平坦。pH值4.5~5.5,土層厚1 m以上,有機質(zhì)含量0.499%~3.164%,全氮0.036%~0.147%,速效氮7.5~70 mg·kg-1,速效鉀40~55 mg·kg-1,土壤滲透性強、保水性差,比較干旱。

        1.2 試驗林營造

        試驗所采購的苗木高度均低于50 cm,其中黑木相思(Acacia melanoxylo)和黑金絲柚木(Tecton grandis)是無性系組培苗,其余苗木為實生苗,9種闊葉樹的苗木基本情況詳見表1。試驗地造林前為綠化大苗苗圃地,林地條件基本一致。造林前對林地雜灌進行清理,中耕機一犁一耙翻耕平整土地;按株行距2 m×3 m規(guī)劃點坑,按長寬深50 cm×50 cm×40 cm挖坑;施放農(nóng)家肥(腐熟雞糞)1 kg和過磷酸鈣(P2O5≥18%)0.5 kg作基肥撈土回坑,備好種植坑。于2016年6月造林,9種闊葉樹按照隨機排列,連片種植,每個樹種種植的面積約為0.67 hm2。造林后當(dāng)年,調(diào)查植株成活情況,及時補植,旱時淋水抗旱,提高造林保存率。每年對林地雜灌及時人工鏟除,以防雜灌過高抑制主栽樹苗正常生長。為了促進幼林生長,造林第2年春季開溝追肥1次,施放復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)0.3 kg·株-1。人工去除霸王枝,發(fā)現(xiàn)病蟲害的及時防治,保持整片試驗林經(jīng)營管理措施一致。

        表1 9種闊葉樹的苗木基本情況Tab.1 Basic information of 9 broad-leaved spcies

        1.3 調(diào)查方法

        2019年12月,在9種闊葉樹林分,隨機抽取3個面積約為667 m2的樣地,去除樣地邊緣樹木后,全面測定樣地內(nèi)每株樹的樹高、胸徑、冠幅以及林分的保存率。其中樹高超過5.8 m的用測高儀進行測定,低于5.8 m的用伸縮測桿測定;用圍樹尺測定胸徑;用測桿測定冠幅,分別測定東西方向和南北方向的冠幅,取平均值。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2019對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計整理,用SPSS 23.0進行單因素方差分析、Duncan多重比較和系統(tǒng)聚類分析。

        2 結(jié)果分析

        2.1 保存率比較

        造林4 a后,9個樹種保存率存在極顯著性差異(F=38.79,P<0.001),保存率的范圍為15.6%~96.9%(表2)。保存率最好的是黑金絲柚木,達(dá)96.9%,其次為交趾黃檀、雞翅木、黑木相思,范圍在83.9%~89.7%;保存率低于80%的有大果紫檀、白桂木、大花序桉、小葉紅豆、灰木蓮,其中灰木蓮保存率最低,僅為15.6%。

        表2 9個樹種保存率比較Tab.2 Preserving rate of 9 broad-leaved species

        2.2 生長性狀比較

        對9個樹種的樹高、胸徑、冠幅、高徑比進行方差分析(表3)表明,樹種間的樹高、胸徑、冠幅、高徑比存在極顯著差異,F(xiàn)樹高=342.91,P樹高<0.001;F胸徑=111.70,P胸徑<0.001;F冠幅=57.05,P冠幅<0.001;F高徑比=37.03,P高徑比<0.001。

        表3 9種樹種間生長性狀方差分析結(jié)果Tab.3 Results of variance analysis of the growth of 9 broad-leaved species

        Duncan多重比較分析表明(表4),9個樹種的樹高生長范圍為2.8~12.0 m,除灰木蓮和交趾黃檀2個樹種樹高無顯著性差異外,這2個樹種與其他樹種以及其他樹種之間的樹高均存在顯著性差異。黑木相思樹高生長表現(xiàn)最好,達(dá)12.0 m;樹高生長表現(xiàn)最差的是小葉紅豆,為2.8 m;其余依次是大花序桉、雞翅木、黑金絲柚木、灰木蓮、交趾黃檀、大果紫檀、白桂木,范圍為3.9~10.8 m。9個樹種的胸徑生長范圍為2.6~11.4 cm,黑木相思和大花序桉、黑金絲柚木和灰木蓮、交趾黃檀和大果紫檀、交趾黃檀和白桂木4組樹種間的胸徑不存在顯著性差異,其他樹種兩兩間的胸徑均存在顯著性差異。胸徑生長表現(xiàn)最好的是黑木相思和大花序桉,胸徑分別為11.4 cm和11.1 cm;胸徑生長表現(xiàn)最差的是小葉紅豆,為2.6 cm;其余胸徑生長表現(xiàn)依次為雞翅木、黑金絲柚木和灰木蓮、白桂木、交趾黃檀、大果紫檀,范圍為5.1~9.7 cm。9個樹種的冠幅生長表現(xiàn)范圍為1.1~4.3 m,大花序桉、大果紫檀和小葉紅豆3個樹種與其他樹種間的冠幅均存在顯著性差異;黑木相思、雞翅木和灰木蓮3個樹種間的冠幅無顯著性差異,但與其他樹種間均存在顯著性差異;黑金絲柚木、交趾黃檀和白桂木3個樹種間的冠幅無顯著性差異,但與其他樹種間均存在顯著性差異。冠幅生長表現(xiàn)最好的是大花序桉,達(dá)4.3 m;冠幅生長表現(xiàn)最差的是小紅葉豆,為1.1 m;其余冠幅生長表現(xiàn)依次為黑木相思、雞翅木和灰木蓮、大果紫檀、黑金絲柚木和白桂木,范圍為2.2~3.4 m。9個樹種的高徑比的范圍為0.70~1.13,其中黑木相思、大花序桉、雞翅木、黑金絲柚木、灰木蓮5個樹種的高徑比大于1,范圍為1.02~1.13,黑木相思的高徑比最大,為1.13;交趾黃檀、大果紫檀、白桂木和小葉紅豆的高徑比小于1,范圍為0.70~0.99,小葉紅豆最小,為0.70。

        表4 9個樹種生長比較Tab.4 Basic information of 9 broad-leaved species

        2.3 生長聚類分析

        采用系統(tǒng)聚類歐式距離分析法,對9個樹種的樹高、胸徑和冠幅的平均值進行分析,按歐式距離10可劃分為3個類群(圖1)。大花序桉、黑木相思和雞翅木為A類群,交趾黃檀、大果紫檀、白桂木、灰木蓮和黑金絲柚木為B類群,小葉紅豆為C類群。A類群特點為生長速度較快,平均樹高、胸徑、冠幅分別為10.9 m、10.7 cm、3.6 m;B類群特點為生長速度中等,平均樹高、胸徑、冠幅分別為5.7 m、6.7 cm、2.4 m;C類群特點為生長速度較慢,平均樹高、胸徑、冠幅分別為2.8 m、2.6 cm、1.1 m。

        圖1 9個闊葉樹種的聚類分析Fig.1 The systematic cluster analysis of 9 broad-leaved species

        3 結(jié)論與討論

        林木的保存率與人工林單位面積木材產(chǎn)量密切相關(guān),受林木對環(huán)境的適應(yīng)能力、林地經(jīng)營管理水平以及土壤的條件影響,是衡量樹種對生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性的一項重要指標(biāo)[13]。黑金絲柚木、交趾黃檀、雞翅木和黑木相思這4個樹種的保存率較高,說明這4個樹種對試驗地的環(huán)境適應(yīng)能力較強;小葉紅豆、灰木蓮保存率較低,說明其對試驗地的環(huán)境適應(yīng)能力較差。在試驗中,大花序桉的保存率低是因為冠幅大,在試驗期間受到強風(fēng)天氣的影響,出現(xiàn)較大面積的倒伏;小葉紅豆與灰木蓮的保存率低主要因為種植初期小苗抗旱能力較差。

        林木胸徑和樹高是判斷林木生長表現(xiàn)最常用的指標(biāo),本試驗中9個闊葉樹種間樹高、胸徑生長表現(xiàn)均存在極顯著差異,樹高生長表現(xiàn)中黑木相思最好,小葉紅豆最差;胸徑生長表現(xiàn)較好的是黑木相思和大花序桉,小葉紅豆最差。

        樹冠是植物與外部環(huán)境進行光合作用和能量交換最直接、最活躍的界面層,冠幅是判斷樹冠指標(biāo)尺度最常用的指標(biāo)之一[13-14]。同時,樹冠的尺度還對林下環(huán)境、林下植物生長產(chǎn)生直接或者間接的影響[15]。本試驗中,大花序桉、黑木相思、雞翅木和黑金絲柚木4種樹種的冠幅較大,均超過了3 m(范圍為3.2~4.3 m),超過了造林的行距(3 m),在生產(chǎn)經(jīng)營管理中要注意控制林分密度,及時間伐,減少林木競爭,以提高林分的生產(chǎn)力。

        林木的高徑比是反映林木圓滿程度的指標(biāo)之一,高徑比越大,樹木的干型越圓滿[16]。本試驗中黑木相思的高徑比最大,為1.13,說明黑木相思的干型最為圓滿通直;小葉紅豆高徑比最小,干型圓滿度最差。

        本試驗中9個闊葉樹種的樹高、胸徑、冠幅生長表現(xiàn)均存在顯著性差異,通過系統(tǒng)聚類的方法將9個樹種分為3類。A類群為生長較快的,包括大花序桉、黑木相思和雞翅木;B類群為生長速度中等的,包括交趾黃檀、大果紫檀、白桂木、灰木蓮和黑金絲柚木;C類群為生長較慢的,包括小葉紅豆。

        綜合以上研究結(jié)果,本試驗中9個闊葉樹種在相同的立地條件和營林措施下,表現(xiàn)出了不同的生長情況。綜合評價:黑木相思、雞翅木在試驗區(qū)具有生長速度快、保存率高、適應(yīng)性強的特點;大花序桉具有生長速度快、適應(yīng)性偏差的特點;黑金絲柚木、交趾黃檀具有適應(yīng)性強、生長速度中等的特點;大果紫檀、白桂木具有生長速度中等、適應(yīng)性中等的特點;灰木蓮具有生長速度中等、適應(yīng)性較差的特點;小葉紅豆具有長生長速度較慢、適應(yīng)性較差的特點。

        造林時,要充分考慮樹種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,根據(jù)樹種的生長特性進行樹種選擇和樹種的配置。在本試驗中,9個樹種的生長表現(xiàn)和適應(yīng)性不盡相同,表現(xiàn)較好的可以推廣種植,如黑木相思;表現(xiàn)偏差的則不適合大面積種植,如小葉紅豆。由于9個樹種的生長經(jīng)營周期不同,本次試驗均以4年生的生長數(shù)據(jù)進行分析,還需要對各個樹種進行長期的觀測,以期為經(jīng)營決策提供更科學(xué)的依據(jù)。

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