干熱河谷區(qū)紫檀與柚木生長(zhǎng)適應(yīng)性研究初探

劉 義，龍漢利，謝大軍，蔡小虎*，李曉清，雷徹虹

(l.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 6l008l;2.攀枝花市林業(yè)局，四川 攀枝花 6l7000)

紫檀與柚木是世界熱帶地區(qū)最名貴的用材樹(shù)種，在我國(guó)無(wú)天然分布，雖近年來(lái)云南、廣西、廣東、福建和海南等省區(qū)有引種栽培(陳青度等，2004;馬華明等，2003)，但其木材資源，我國(guó)目前大部分仍靠進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴，競(jìng)爭(zhēng)激烈(曾杰等，2000;張燕，2009;劉金風(fēng)等，2003;胡啟榮，2009)。

攀西地區(qū)干熱河谷地區(qū)光照豐富，氣候炎熱，多種亞熱帶甚至熱帶植物均能生長(zhǎng)。獨(dú)特的區(qū)域環(huán)境能否也為紫檀與柚木的發(fā)展提供條件，增加我國(guó)的后備木材資源?本文研究人員分別于2009年、20l0年從廣東引進(jìn)紫檀和柚木苗木，在該區(qū)域進(jìn)行栽植試驗(yàn)，觀測(cè)和分析苗木成活率、生長(zhǎng)量及葉片光合速率等參數(shù)，研究紫檀與柚木的生長(zhǎng)適應(yīng)性狀況，旨在為干熱河谷區(qū)紫檀與柚木的發(fā)展可行性提高理論依據(jù)與科學(xué)參考。

l 試驗(yàn)地概況與研究方法

l.l 試驗(yàn)地概況

本研究在攀枝花市岔河林場(chǎng)進(jìn)行(北緯26°36'、東經(jīng)l0l°48')，位于金沙江與雅礱江交匯處，海拔l 035 m～l l78 m，隸屬南亞熱帶干熱河谷氣候。日照時(shí)間長(zhǎng)(2 06l h·a-l～2 695 h·a-l)，年均氣溫20.5℃，年蒸發(fā)量 l 877 mm ～2 097 mm，年降水量762 mm～950 mm，年相對(duì)濕度50% ～60%，年無(wú)霜期280 d～330 d。區(qū)域內(nèi)干濕季明顯，旱季為l l月至翌年的5月，降水量占到全年l0%以下;雨季為6月至l0月，降水量占全年的90%以上。主要植被類型為干熱河谷稀樹(shù)灌木草叢，原生木本樹(shù)種有攀枝花、牛角瓜、云南黃芪、密柚子、錐連櫟等，草本植物有扭黃茅等。土壤為燥紅土。

l.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2009年l2月對(duì)岔河林場(chǎng)試驗(yàn)地進(jìn)行等高梯田改造，穴狀整地，規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm，每穴施入20 g～30 g保水劑，栽植成活后開(kāi)展生長(zhǎng)觀測(cè)，隨機(jī)抽取紫檀與柚木苗木各300株，調(diào)查成活率;隨機(jī)抽取各l50株，觀測(cè)樹(shù)高和基徑等參數(shù)，該工作于20l0年l0月完成。

20l0年7月，分別選擇基徑和苗高基本一致的紫檀、柚木l a生營(yíng)養(yǎng)袋苗進(jìn)行盆栽。苗木栽植40 d后，分別選擇有代表性的紫檀與柚木各l0株，采用GFS-3000便攜式光合儀(Walz，Effeltrich，Germany)于晴朗天氣7:30～l9:30測(cè)定葉片凈光合速率，同時(shí)記錄光合有效輻射量。

l.3 土壤理化性質(zhì)分析

對(duì)于紫檀與柚木試驗(yàn)樣地，采用對(duì)角線法分別取0～20 cm表層土壤，測(cè)定pH值(電位法)、有機(jī)質(zhì)含量(重鉻酸鉀氧化-外加熱法)、全氮(半微量開(kāi)氏法)、全磷(NaOH-鉬銻抗比色法)、全鉀(火焰光度法)、水解氮(堿解擴(kuò)散法)、速效磷(Olsen法)和陽(yáng)離子交換量(EDTA-銨鹽快速法)。

l.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析采用Excel數(shù)據(jù)分析插件XLSTAT 20l l(Tan et al.，2008)完成。運(yùn)用非參數(shù)Wilcoxon signed-rank test過(guò)程對(duì)紫檀與柚木的基徑和樹(shù)高、葉片的凈光合速率等進(jìn)行比較，運(yùn)用Spearman's rank correlation過(guò)程分析基徑與樹(shù)高之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.l 苗木成活率

栽植一段時(shí)間后，紫檀苗木成活率明顯高于柚木，紫檀為80.3%，柚木的成活率很低，不足30%(見(jiàn)圖l)。

圖l 栽植后紫檀(左)與柚木(右)的成活率

2.2 基徑與樹(shù)高

相較紫檀，柚木的基徑和樹(shù)高顯著較小(p＜0.0l)(見(jiàn)表l)。紫檀與柚木的基徑、樹(shù)高分布表現(xiàn)為右偏(見(jiàn)圖 2、圖 3)，紫檀基徑分布的偏度(l.l50)比柚木(0.855)約大，兩者在數(shù)據(jù)較大一側(cè)出現(xiàn)連續(xù)的較長(zhǎng)拖尾，暗示基徑的生長(zhǎng)潛力被限制;紫檀的樹(shù)高分布接近正態(tài)，生長(zhǎng)表現(xiàn)良好，偏度0.292，遠(yuǎn)低于柚木樹(shù)高分布偏度值(l.440)，柚木的樹(shù)高生長(zhǎng)被嚴(yán)重限制。

表l紫檀與柚木基徑和樹(shù)高的基本特征描述

圖2 紫檀(左)與柚木(右)基徑分布密度函數(shù)圖

圖3 紫檀(左)與柚木(右)高度分布密度函數(shù)圖

圖4顯示了紫檀、柚木基徑和樹(shù)高生長(zhǎng)的相關(guān)性。因柚木基徑和樹(shù)高生長(zhǎng)均受限，兩者相關(guān)性更強(qiáng)，生長(zhǎng)更顯一致，而紫檀因基徑生長(zhǎng)受限，與樹(shù)高的相關(guān)性相對(duì)較弱，一致性相對(duì)差。

圖4 紫檀(左)與柚木(右)基徑和樹(shù)高之間的相關(guān)性

2.3 葉片凈光合速率

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，紫檀與柚木葉片的凈光合速率在9:30、l7:30和l9:30沒(méi)有顯著差異(p＞0.05);在l l:30、l3:30和l5:30這3個(gè)時(shí)段，紫檀葉片的凈光合速率極顯著的高于柚木葉片(p＜0.0l);在7:30時(shí)，紫檀葉片的凈光合速率明顯高于柚木葉片(p＜0.05)(見(jiàn)圖6)。

2.4 土壤理化性質(zhì)

從表2看出，土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀等各項(xiàng)指標(biāo)，紫檀與柚木試驗(yàn)樣地之間的差異并不大，土壤表現(xiàn)出弱酸性。根據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀處于5級(jí)水平，水解氮、全磷和速效磷處于6級(jí)。

圖5 試驗(yàn)樣地光合有效輻射日變化

圖6 紫檀(左)與柚木(右)葉片凈光合速率日變化

表2 紫檀與柚木試驗(yàn)樣地土壤理化特性

3 討論

雖然紫檀與柚木均為典型熱帶樹(shù)種，但在攀西干熱河谷區(qū)，紫檀與柚木的成活率存在顯著差異。本試驗(yàn)紫檀成活率80.2%，最新收集的資料表明，栽植l a后保存率為75.5%，有報(bào)導(dǎo)，紫檀在云南普洱市前3 a的造林保存率分別是88.9%、80%和72.80%(史鴻飛等，20l0)，這說(shuō)明與其它試驗(yàn)地比較，紫檀可能適應(yīng)干熱河谷區(qū)的氣候條件，且旱季對(duì)成活率有一定影響。柚木在海南儋州市前兩年的保存率為l00%和92%(翁啟杰等，2002)，本試驗(yàn)柚木成活率為28.6%，栽植l a后保存率為2l.3%，暗示柚木對(duì)干熱河谷氣候的適應(yīng)性較差。

另外，紫檀與柚木苗木的生長(zhǎng)量也明顯不同，紫檀的全天累積凈光合作用強(qiáng)于柚木，表現(xiàn)出紫檀的基徑與樹(shù)高生長(zhǎng)顯著比柚木快。試驗(yàn)地紫檀栽植3個(gè)月后，干型修長(zhǎng)，出現(xiàn)倒伏，需要人工扶直定干，而柚木沒(méi)此必要，這也源于紫檀的基徑生長(zhǎng)受限制，但樹(shù)高生長(zhǎng)良好，基徑與樹(shù)高生長(zhǎng)不一致，地上部分呈畸形發(fā)展;相對(duì)的，柚木基徑和樹(shù)高生長(zhǎng)均受限，基徑與樹(shù)高生長(zhǎng)一致性強(qiáng)，地上部分形態(tài)發(fā)展反而較均衡。

與我國(guó)其他紫檀、柚木試驗(yàn)地相比，攀西干熱河谷獨(dú)特的氣候條件主要反映在熱量和水分狀況上。據(jù)報(bào)導(dǎo)，攀西干熱河谷區(qū)最冷月平均氣溫＞l2℃，最暖月平均氣溫24℃ ～28℃，≥l0℃年平均積溫 ＞7 000℃，持續(xù)天數(shù)＞350日。在水分條件方面，年干燥度2.l ～3.4，雨季l.0～l.4，＞2.0 的時(shí)間 ＞6 月～7個(gè)月。與我國(guó)其他紫檀、柚木試驗(yàn)地相比，紫檀與柚木的成活率和生長(zhǎng)量表現(xiàn)不良，可能也是受熱量和水分條件影響所致，但熱量和水分效應(yīng)有待研究。廣東陽(yáng)春市的試驗(yàn)表明，紫檀幼苗期生長(zhǎng)不需要全日照，用遮陰網(wǎng)遮陰其成活率可提高40.6～44.2個(gè)百分點(diǎn)，用透光度為75%或50%的遮陰網(wǎng)遮陰較適宜幼苗生長(zhǎng)(張燕，2009)，說(shuō)明在栽植的早期，加強(qiáng)造林地人工撫育管理，實(shí)施遮陰等措施，對(duì)紫檀有望提高造林成活率。紫檀基徑生長(zhǎng)、柚木樹(shù)高和基徑生長(zhǎng)受限制，除了是對(duì)干熱河谷氣候適應(yīng)的反映，也可能由試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分虧缺造成。本試驗(yàn)樣地土壤養(yǎng)分含量不僅在分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中處于相當(dāng)?shù)偷募?jí)別，與國(guó)內(nèi)其它紫檀和柚木栽培地比較，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、水解氮和速效磷也要低很多(表3)。據(jù)報(bào)導(dǎo)，不同磷水平處理，柚木苗木生長(zhǎng)和干物質(zhì)質(zhì)量存在極顯著的差異(梁坤南等，2005)，柚木樹(shù)高在高磷水平是低磷水平的2.24倍(梁坤南等，2002)。另外，氮含量也會(huì)制約柚木的生長(zhǎng)(Mohan，2005)。營(yíng)養(yǎng)條件的改變對(duì)紫檀苗木生物量分布比例也存在影響，導(dǎo)致苗木生物量結(jié)構(gòu)的變化(周慶等，2006)。上述研究暗示了試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分與紫檀和柚木生長(zhǎng)之間存在的緊密聯(lián)系，通過(guò)改良土壤，加強(qiáng)肥料管理，苗木生長(zhǎng)量可望提高。值得一提的是，紫檀受養(yǎng)分條件的制約可能沒(méi)柚木明顯(這從試驗(yàn)地紫檀的樹(shù)高生長(zhǎng)良好，且紫檀基徑和樹(shù)高顯著高于柚木可證明)，同樣表明紫檀的生長(zhǎng)適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)。

表3 我國(guó)紫檀與柚木引種栽培試驗(yàn)地土壤特性

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