范祥禎 程亞平 楊藝薇 葛永金
(1.遂昌縣自然資源和規(guī)劃局浙江,浙江 麗水 323300;2.慶元縣慶元林場(chǎng),浙江 麗水 323000;3.麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站,浙江 麗水 323000;4.麗水市自然資源和生態(tài)環(huán)境研究所,浙江 麗水 323000)
閩楠為樟科(Lauraceae)楠木屬(Phoebe Nees)常綠高大喬木,是我國(guó)特有的珍貴用材與優(yōu)良觀賞樹種[1]。1999年國(guó)務(wù)院公布的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第一批)》,閩楠被列為國(guó)家Ⅱ級(jí)珍稀瀕危植物,目前野外種群主要集中在少數(shù)幾個(gè)自然保護(hù)區(qū)及風(fēng)水林中[2]。閩楠2007年被列入國(guó)家林業(yè)局提出的我國(guó)主要栽培珍貴樹種參考名錄。浙江省2008年發(fā)布的《浙江省珍貴樹種資源發(fā)展規(guī)劃綱要(2008-2020)》中,閩楠也被列入優(yōu)先推薦的21個(gè)樹種珍貴用材樹種,目前已培育大量苗木,廣泛應(yīng)用于珍貴用材基地建設(shè)、林相改造、林下更新等林業(yè)工程建設(shè)。
在閩楠現(xiàn)存的野外種群中,閩楠種子能正常萌發(fā),幼苗、幼樹生長(zhǎng)發(fā)育正常,種群大小結(jié)構(gòu)呈穩(wěn)定增長(zhǎng)型,在林窗中閩楠幼苗生長(zhǎng)良好[3-4]。但種子傳播由于重力作用,主要集中在母樹周圍,限制了閩楠種群的擴(kuò)散[5]。因此除了建立自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行就地保護(hù)外,引種造林成為利用和開發(fā)閩楠資源的重要手段[6]。
如何營(yíng)造優(yōu)質(zhì)高效的閩楠大徑材人工林,是除閩楠野生資源保護(hù)外,人們開發(fā)和利用閩楠資源的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)[7-10]。然而在珍貴用材基地建設(shè)營(yíng)林過程中,火燒跡地或采伐跡地上營(yíng)造的閩楠純林生長(zhǎng)或同齡混交林效果不甚理想,根據(jù)筆者前期的調(diào)查研究,可能與以下因素有關(guān):(1)火燒跡地或采伐跡地未形成適宜閩楠幼樹生長(zhǎng)所需的光照、溫度和濕度等微環(huán)境,閩楠幼樹期需要適度遮蔭,光照強(qiáng)度過高或過低均影響其生長(zhǎng)[11-12]。(2)在亞熱帶地區(qū),夏季存在相當(dāng)嚴(yán)重的階段性干旱,如2003年及2013年的夏季都有持續(xù)一個(gè)月高溫干旱天氣,跡地造林由于缺乏上層林冠的保護(hù),相對(duì)于林下環(huán)境,造林的閩楠苗木受到的脅迫更為嚴(yán)重,空氣和土壤中水分含量過低可能嚴(yán)重影響閩楠的成活和生長(zhǎng)。即使能夠不顧經(jīng)濟(jì)成本,在夏季對(duì)新造林的閩楠幼樹進(jìn)行遮蔭和水分管理,我國(guó)南方地區(qū)每年能用于發(fā)展珍貴用材樹種的采伐跡地和火燒跡地的面積也很有限,不利于閩楠規(guī)?;茝V應(yīng)用。
異齡復(fù)層混交林既能在保證森林結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,又能提供木材產(chǎn)出,在針葉林下引種早期需適度遮蔭的珍貴用材樹種,營(yíng)造“針葉樹種-珍貴用材”異齡復(fù)層混交林林,越來(lái)越多受到人們的關(guān)注。在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,杉木與閩楠異齡復(fù)層混交林,杉木闊葉化改造28年后的閩楠林分生產(chǎn)力比單純營(yíng)造閩楠純林的生產(chǎn)力要高。王文意對(duì)早期在杉木伴生下的閩楠人工林生長(zhǎng)規(guī)律的研究,與杉木混交的閩楠人工林,在樹高、胸徑和材積等方面都顯著高于閩楠純林。在杉木林下套種其他樹種,效果也好于營(yíng)造純林,如杉木林下套種南方紅豆杉,在生長(zhǎng)12 年生后,南方紅豆杉林分的胸徑、樹高、冠幅也顯著大于跡地更新造林。
根據(jù)筆者前期組織的杉木林林分結(jié)構(gòu)特征的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),在杉木林下引種目標(biāo)樹種閩楠,有以下幾個(gè)有利條件:(1)林分土層較深厚,立地較好,林下其他闊葉樹競(jìng)爭(zhēng)少;(2)林分基本處于間伐利用階段,林分郁閉度可隨閩楠生長(zhǎng)過程需要而調(diào)整;(3)現(xiàn)有大部分杉木林分林齡在30~40年左右,土壤基本熟化,腐殖質(zhì)含量較高;(4)杉木林分面積在浙江省內(nèi)或國(guó)內(nèi)有較大規(guī)模,具有可推廣的空間。
與跡地造林不同,在林下營(yíng)造異齡復(fù)層混交林,上層林冠能為引種樹木幼苗的生長(zhǎng)提供一個(gè)特殊林下微環(huán)境,林下光照的強(qiáng)度和組成上都與采伐跡地和火燒跡地存在很大差異。林冠對(duì)環(huán)境溫度和濕度的變化幅度也有緩沖作用,在冬季和夏季更為明顯。
林下微環(huán)境與林分結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。營(yíng)造復(fù)層異齡混交林時(shí),一般需要對(duì)上層林分進(jìn)行間伐,以釋放林下所引種目標(biāo)樹種生長(zhǎng)所需資源。有學(xué)者(Yan,2016)在不同郁閉度落葉松林中,引種闊葉樹種(陽(yáng)性樹種和耐蔭樹種),研究他們?cè)诓煌g伐強(qiáng)度下生物量、葉形態(tài)結(jié)構(gòu)、葉片養(yǎng)分及生理指標(biāo)的變化,發(fā)現(xiàn)相對(duì)陽(yáng)性樹種,耐蔭樹種更能有效適應(yīng)林下環(huán)境,同年Sun則研究了紅松在闊葉林不同大小林窗下的凈光合速率、暗呼吸速率、葉片中葉綠素含量及N元素含量的變化。Bamonde(2005)研究了墨西哥高山云霧林不同郁閉度下Quercus germana,Q. xalapensis和Magnolia dealbata等3個(gè)樹種苗木的存活率和生長(zhǎng)情況。但林分間伐強(qiáng)度以及以及由此而產(chǎn)生的林下微環(huán)境,仍需要針對(duì)不同林分及引種的目標(biāo)樹種,進(jìn)行具體研究[33]。
目前關(guān)于閩楠在杉木林下種植方面的研究,只涉及到生長(zhǎng)情況,尚未涉及到針對(duì)杉木林下微環(huán)境變化特征,以及閩楠幼苗(幼樹)的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)理方面的研究,筆者通過模擬林下環(huán)境,針對(duì)閩楠對(duì)光照和水分形態(tài)和生理生化響應(yīng)機(jī)理,做了部分前期性研究,筆者2014年利用2年生閩楠容器苗進(jìn)行光照的控制性試驗(yàn),利用大棚搭建遮陽(yáng)網(wǎng),進(jìn)行不同梯度光照處理,結(jié)果顯示其在50%光照強(qiáng)度下生長(zhǎng)最佳,與王振興[11]對(duì)5年生的閩楠幼樹的研究結(jié)論一致,說明閩楠幼樹期需要適度遮蔭,光照強(qiáng)度過高或過低均影響其生長(zhǎng)。筆者者也曾經(jīng)利用2年生閩楠容器苗模擬夏季間斷性干旱,進(jìn)行干旱脅迫和復(fù)水試驗(yàn),結(jié)果表明夏季嚴(yán)重的階段性干旱,不利于閩楠的生長(zhǎng),空氣和土壤中水分含量可能嚴(yán)重影響閩楠的生長(zhǎng)過程。
然而上述研究只是在大棚控制性試驗(yàn),而控制性試驗(yàn)不能完全模擬林下微環(huán)境,尤其是林下散射光強(qiáng)、空氣溫度和相對(duì)濕度、土壤溫度和濕度等。此外杉木林間伐強(qiáng)度對(duì)林下微環(huán)境的影響及閩楠對(duì)杉木林下微環(huán)境響應(yīng)機(jī)理和生態(tài)適應(yīng)性也沒有進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。
今后研究的方向建議直接將試驗(yàn)布置在杉木林下環(huán)境中,通過設(shè)置杉木林不同郁閉度下閩楠復(fù)層異齡混交林固定樣地,對(duì)林分微環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè),研究閩楠幼樹期對(duì)林分微環(huán)境的形態(tài)、生理生化響應(yīng)機(jī)理及相關(guān)基因表達(dá),探討其對(duì)不同郁閉度的杉木林下微環(huán)境的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)理,為杉木林等人工林下種植包括閩楠在內(nèi)的珍貴用材提供相應(yīng)的理論依據(jù)。