摘" 要:以深圳田頭山市級自然保護區(qū)桉樹相思改造林下套種土沉香為研究對象,調查4種郁閉度處理(0.0~0.2、0.2~0.4、0.4~0.6、0.6~0.8)與4種立地類型(Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類)林下套種土沉香生長指標,分析不同郁閉度處理與立地類型下土沉香生長狀況和保存率的影響。結果表明:土沉香的長勢在中下坡位長勢優(yōu)于上坡位,且隨著郁閉度增大而呈現(xiàn)先增大后減小。對林下套種土沉香生長指標進行隸屬度函數(shù)分析及綜合評價,郁閉度在0.2~0.4范圍,土層深厚、坡度較緩且陽坡較適宜土沉香生長,此外,土沉香套種早期易受到蟲害危險,應加強病蟲害防治措施。
關鍵詞:土沉香、郁閉度、立地條件、套種
土沉香(Aquilaria sinensis),俗稱白木香、女兒香等,為瑞香科沉香屬的常綠喬木,在我國主要分布于海南、廣東、廣西、云南等南方省份,是熱帶南亞熱帶重要珍貴樹種[1-2],也是華南地區(qū)優(yōu)良的鄉(xiāng)土闊葉樹種,具有重要的經(jīng)濟和生態(tài)價值[3]。由于其地理分布分散,天然林過度毀壞,野生種群與數(shù)量日益減少,加之人為破壞和盜砍,天然更新較差等原因,現(xiàn)已被列為國家二級重點保護野生植物[4]。為此,大量學者對土沉香開展大量研究,有研究表明土沉香喜蔭而不耐暴曬,低郁閉度適宜土沉香幼樹生長[5],也有研究表明馬尾松林的大林隙有助于林下更新土沉香幼樹生長和生物積累[6]。目前,關于土沉香的研究大多集中在生理、基質育苗、撫育措施、引種適應、病蟲害、開發(fā)利用[7-12]等方面,然而關于華南地區(qū)桉樹相思改造林下套種土沉香幼樹的研究還比較少,因此,本研究以深圳田頭山市級自然保護區(qū)桉樹相思改造林下套種4a生的土沉香幼樹為研究對象,調查其在郁閉度大小和不同立地條件的生長情況,為森林資源保護與林下植被更新提供依據(jù)。
1" 研究區(qū)域和方法
1.1 研究區(qū)域概況。
本研究區(qū)位于深圳市田頭山市級自然保護區(qū)(114°18′~114°27′,北緯22°38′~22°43′),東北鄰惠州市,東南接大鵬葵涌街道辦,距離深圳市中心32Km,包括田心村、田頭村、石井村、金龜村等自然村,海拔0-683m,地處南亞熱帶,溫暖多雨,擁有優(yōu)良的地理、社會、經(jīng)濟條件[13]。年平均氣溫為22.4℃,最高氣溫為36.6℃,最低氣溫為1.4℃,年平均相對濕地為80%,年平均降雨量為1933mm,年平均降雨日為140天。保護區(qū)地貌類型主要為低山丘陵,土壤類型以紅壤和赤紅壤為主,多呈酸性,成土母巖為黃崗巖[14]。
1.2林地概況
試驗樣地是2018年開展的低效林改造林地,改造前為90年代人工栽植馬占相思(Acacia auriculiformis)、赤桉(Euca lyptus cam aldu lensis)等人工林,間有其他樹種,如樟樹(Cinnamomum camphora) 、鼠刺(Iteachinensi)、鵝掌柴 (Schefflera heptaphylla),灌木主要有九節(jié)(Psychotria rubra)、山烏桕(Triadica cochinchinensis)、野牡丹(Melastoma malabathricum)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)等,草本主要為芒萁(Dicranopteris dichotoma)、烏毛蕨(Blechnum orientale)等[15]。
2材料與方法
2.1試驗材料
采用2年生無紡布容器土沉香袋苗,平均苗高1.2 m,地徑1.2cm,生長健壯、頂芽完整,具有完整自然樹冠和根系。肥料采用深圳市好陽光肥業(yè)有限公司生產(chǎn)復合肥,其重量分數(shù)ω(氮):ω(磷):ω(鉀)=15:15:15,總養(yǎng)分質量分數(shù)≥45%。
2.2試驗設計
在2018年11月采用皆伐、間伐、單株擇伐的方式分別對深圳田頭山市級自然保護區(qū)桉樹馬占相思人工混交林進行采伐,伐后根據(jù)林分環(huán)境設置4個郁閉度水平:0<郁閉度≤0.2、0.2<郁閉度≤0.4、0.4<郁閉度≤0.6及0.6<郁閉度≤0.8(不間伐林),選擇保護區(qū)典型立地環(huán)境(見表1)進行林下套種土沉香。采用隨機完全區(qū)組設計,在不同郁閉度水平與立地類型設置套種試驗,每個處理組3個重復,每個重復種植土沉香30-50株。
2.3 造林方法與撫育管理
伐后林地采用帶狀清理,采用穴位(50cm×50cm×40cm)整地,每穴在栽植前1個月左右每穴施0.5kg復合肥作為基肥,結合表土回穴拌勻,再碎土滿穴。造林選擇在透雨過后的陰天進行,苗木剝去營養(yǎng)袋,深栽5cm壓實,回土成饅頭狀。造林后1個月,檢查造林成活率,并對死亡苗木進行補植。
造林后做好3年5次撫育,清除植穴2m2,以植株為中心,半徑80cm范圍松土,追肥采用三年五次,栽植后結合補苗進行第一次追肥,第2年和第3年的春末秋初各施肥1次,施肥量為0.3kg。
2.4 數(shù)據(jù)調查與統(tǒng)計分析
2021年10月,對不同郁閉度和立地條件營造沉香的株高、胸徑、冠幅及保存率進行調查。株高的測量采用鋼卷尺、精度到0.1cm;胸徑測量采用游標卡尺,精確到0.01mm;冠幅(W)為東、西、南、北四個方向的樹木冠幅的平均值(m)。保存率按各重復的現(xiàn)保存株數(shù)統(tǒng)計計算[16]。
采用隸屬函數(shù)的綜合求值的方法,對不同郁閉度處理和立地類型下土沉香生長指標進行適應性綜合評價。通過計算各項生長指標在各種類的具體隸屬值,再通過累加各指標的隸屬平均值,所得值越大,對相應條件適應性越強,具體見計算公式。
U(Χi)=(Χi-Xmin)/(Χmax-Χmin)[17]
式中:U(Χi)代表隸屬函均值,Χi為某指標的平均值;Χmin和Χmax分別為測量指標中的最小值和最大值。負相關指標;隸屬度則正向化處理后計算或用1-UΧi代表。
3 結果與分析
3.1不同立地條件對土沉香形態(tài)特征的影響
不同立地類型具備不同光照強度、土壤養(yǎng)分以及水分含量等因素,直接影響植物對光照、養(yǎng)分以及水分吸收與利用。從表2可知,不同立地類型對土沉香幼樹生長形態(tài)有顯著性影響(Plt;0.05)。在株高性狀上,4類立地條件的平均株高表現(xiàn)為:Ⅱ 類立地(3.38 m)gt;Ⅰ 類立地(3.15 m)gt;Ⅲ 類立地(2.74 m)gt;Ⅳ 類立地(1.91 m);在胸徑性狀上,Ⅰ 類立地的土沉香胸徑最大(4.78 cm),Ⅲ 類立地(4.06 cm)和Ⅱ 類立地(3.85 cm)其次、Ⅳ 類立地最?。?.06 cm)。對冠幅性狀影響上,Ⅰ 類、Ⅱ 類、Ⅲ 類立地土沉香幼樹的冠幅較Ⅳ立地均有所增加,但不同立地條件增幅各異,Ⅲ 類立地的土沉香冠幅增(72.6%)效果最為明顯,其余立地增幅為34.25%~72.6%。在對保存率的影響上,不同立地條件下土沉香的保存率差異同樣顯著(P<0.05)。Ⅲ類立地的土沉香保存率效果最高(92.35%),其余立地類型保存率大小順序依次為Ⅰ 類立地gt;Ⅱ 類立地gt;Ⅳ 類立地??傮w來看,土沉香生長性狀和幼樹的保存率受到立地條件影響較大,基本是隨著坡度的提高、坡位的上移,土層厚度的減少、土沉香生長明顯受到阻礙??赡苁巧掀挛煌寥酪蚴艿接晁疀_刷,土層淺薄,肥力較低,而中下坡積累到上坡流失的土壤和養(yǎng)分,水肥條件較優(yōu)異,加上陽坡光照條件充足,日照時長較陰坡長,植物光合作用時間長,制造更多營養(yǎng)物質,適宜土沉香迅速生長。
3.2不同郁閉度對土沉香形態(tài)特征的影響
從表3可以看出,在不同郁閉度下土沉香幼樹生長性狀的影響存在顯著差異(P<0.05)。隨著郁閉度的增大,土沉香幼樹的株高、胸徑、冠幅均表現(xiàn)先增大后減小的趨勢,其影響順序依次表現(xiàn)為郁閉度0.2~0.4處理組gt;0.0~0.2處理組gt;0.4~0.6處理組gt;0.6~0.8處理組; 而幼樹的保存率則呈現(xiàn)一定的波動性,在郁閉度0.2~0.4處理組的土沉香保存率最大(94.5%),比0.6~0.8處理組(72.1%)增加22.4%。說明林下土沉香幼樹對光照強度反映敏感,在郁閉度在0.2~0.4處理組時,土沉香生長最好。當郁閉度超過0.6時,其生長就受到比較大的影響,不適合林下套種土沉香。
3.3" 林下套種土沉香生長指標的隸屬度分析
根據(jù)隸屬函數(shù)的研究方法,充分考慮土沉香各生長測量指標、郁閉度處理以及立地類型相互作用,選取胸徑、株高、冠幅以及保存率的隸屬度的平均值作為林下套種土沉香幼樹的適宜性生長的評價指標。綜合考慮,林下套種土沉香應選著在郁閉度在0.2~0.4范圍,土層厚度大于60cm,坡度較緩且陽坡較好。
4 結論與討論
郁閉度能夠反映林分光照利用程度,是影響森林結構和森林環(huán)境的重要因子。有研究表明林下光照強度對套種幼樹的成活率和生長情況都有重要影響,但不同樹種對光照強度的需求存在不同程度的差異[18] ,也有研究表明郁閉度對土沉香各生長性狀的影響存在明顯差異[19-20]。隨著郁閉度較大時,株高、胸徑、冠幅及造林保存率呈先上升下降的趨勢。說明土沉香在強光條件下生長不良,對于幼樹來說,林下生境稍微遮陰更有利于接收林內散射光,林下套種土沉香最適宜的郁閉度為0.2~0.4,這劉志賢等[5]結論基本一致。當土沉香作為造林的優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種在林下種植時,可采用間伐措施,改善林下光照條件,拓展林下空間,營造其最適宜生長環(huán)境,才能取得理想的林下套種效果。
由于植物生物學特性、立地條件以及撫育措施等不同,不同樹種或同一樹種在各地不同生長階段的生長表現(xiàn)往往有著更多差異,而不同種源的樹種在同一地點生長也存在差異[21]。通過不同立地條件的土沉香幼樹生長分析,表明立地條件差異直接影響林木生長與質量,土沉香適應性較強,其對生長條件要求不高,能在立地較差條件下生長,但僅限維持生長,并不能是其最適合的生長條件。結合土沉香耐陰和根深[22]等生物學特性,林下套種應選擇坡度較緩的中下陽坡、土層較厚,且疏松、濕潤、肥沃的土壤為佳。
綜合土沉香各項生長指標及隸屬度分析結果,林下套種土沉香更適合在郁閉度0.2~0.4,立地條件為下坡陽坡的綜合得分最高,植株生長最優(yōu)。林下套種土沉香的生長不僅受到光照的影響,還受到土壤、水分和溫度等因素。此外,本試驗還發(fā)現(xiàn)部分土沉香幼樹受到黃野螟(Heortia vitessoides Moore)危害,嚴重影響其早期生長,今后造林應重視病蟲害的防治[23-24]。
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