多因子對楠木容器苗造林生長影響的分析

金蘇蓉，張邦文，歐陽勛志 ，章開靈

(1.中國林業(yè)科學研究院 亞熱帶林業(yè)實驗中心，江西 分宜336600;2. 江西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究院，江西 南昌330046;3.江西農(nóng)業(yè)大學 園林與藝術(shù)學院，江西 南昌330045;4.江西省林學會，江西 南昌330038)

隨著國家建設(shè)的需要和人民生活水平的不斷提高，對優(yōu)質(zhì)木材的需求日益增長。楠木(Phoebe bournei)為樟科(Lauraceae)楠木屬(Phoebe)常綠喬木，是我國特有的樟科植物，為國家二級珍稀瀕危保護植物和珍貴用材闊葉樹種［1－2］，分布于我國長江以南各省，四川最廣，湖南、福建、江西等省也有分布。由于人為亂砍濫伐和楠木自身生物學特性、自然環(huán)境以及病蟲害等綜合因素作用，致使楠木資源接近枯竭［3］，為此，許多地區(qū)開展了楠木人工造林及試驗，國內(nèi)有不少學者對楠木的生物學特性［4－9］及造林技術(shù)進行了研究，宋金聰［10］、吳載璋［11］、杜娟［12］等研究表明楠木幼林較耐蔭，陳淑容等［13］研究表明坡位對楠木的生長影響最大，邱盛樑［14］研究表明楠木與馬尾松混交最為理想，吳載璋［15］認為楠木與杉木混交對林木生長有促進作用，林亦曦［16］認為閩楠與馬尾松、鄂西紅豆樹混交對林木生長有促進作用等。但從不同楠木容器苗造林出發(fā)，研究多因子對其生長效應的影響仍然較為缺乏。吉安市長期以來造林主要以杉木、濕地松等針葉樹種為主，造林樹種單一，林區(qū)人工林針葉化明顯，據(jù)2009 年森林資源二類調(diào)查資料顯示，吉安市針葉林面積占林分面積的81.1%。吉安市相關(guān)部門經(jīng)過多年的調(diào)查與考察，認為楠木是適宜當?shù)卮罅Πl(fā)展的優(yōu)良闊葉樹種之一［17－18］，并規(guī)劃在五年內(nèi)種植2 萬hm2楠木，建立楠木容器苗繁育試驗基地。因此，本研究以吉安市楠木造林基地為研究對象，探討不同容器苗類型、施肥量、造林地類型及立地因子等對楠木生長的影響，為吉安市今后科學營造楠木林提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

以江西省吉安市為研究區(qū)，吉安市地處江西省中西部，北緯25°58'32″～27°57'50″，東經(jīng)113°46' ～115°56'E，總面積為2 527 km2?？偟牡孛部筛爬椤捌呱桨胨畠煞痔铮敕值缆泛颓f園”，整個地勢東西高聳、南部突起、中部低平、北部平坦而由邊及里三面逐漸向北傾斜。成土母巖主要有千枚巖、板巖、砂巖等，土壤類型主要有紅壤、山地黃壤、水稻土等。年均氣溫為17.0 ～19.6 ℃，年均降雨量1 262 ～1 570 mm，無霜期平均為285 d 左右。全市氣候溫和，日照充足，雨量充沛，屬亞熱帶季風濕潤性氣候。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計采用裂區(qū)設(shè)計［19－20］。將吉安市作為整個試驗區(qū)，不同的縣作為幾個分區(qū)，在分區(qū)中進行試驗。基于研究的需要及樣地的特點，樣方以單株為個體，100 個樣株組成樣株群作為樣本布署試驗。試驗主處理為造林地類型，標記為A，主處理數(shù)p =4。A1 為采伐跡地;A2 為疏林地;A3 為闊葉林地;A4 為杉木林地。第一副處理為容器苗，副處理數(shù)為q =4，按現(xiàn)有4 種分別記為B1、B2、B3、B4，B1 表示福建I 型容器苗;B2 表示福建II 型容器苗，B3 表示永新型容器苗，B4 表示南昌型容器苗;福建I 型、福建II 型基質(zhì)是泥炭土、珍珠巖、鋸木屑、樹皮、稻谷殼，永新型和南昌型基質(zhì)是黃心土、稻谷殼、珍珠巖，4 種容器苗分別采自當?shù)氐姆N源，容器苗規(guī)格均為口徑6 cm，深15 cm。第二副處理為基肥量，基肥量水平數(shù)為3，即0、25、50 g/株，分別標記為C1、C2、C3。利用統(tǒng)計學知識，在全市進行典型樣地布點(以栽植100 株視為一個樣地)，共選取42 個樣地，分布在吉水縣、青原區(qū)、遂川縣、新干縣和永豐縣等5 個縣(區(qū))。

2.2 試驗方法

試驗統(tǒng)一采用一年生楠木容器苗造林，試驗地在2009 年初進行鏟條處理，伐除條帶上的灌木雜草后進行細致翻耕清除雜草根系。2009 年2 月初，在杉木人工林地、采伐跡地和疏林地中按株行距2 m×3 m 挖穴，而在闊葉林冠下則是補植楠木，見縫插針，栽植好后隨機選擇100 株立桿編號標記。對樣地進行施肥與不施肥處理，選擇不同的立地條件、不同的容器苗進行造林，并于5 月、9 月份分別進行1 次撫育。

2.3 數(shù)據(jù)獲取與處理

在試驗樣地每月定期觀測樣株1 次，定于月中旬，利用皮尺測量楠木幼樹的樹高，使用游標卡尺測量地徑，記錄成活率情況。調(diào)查數(shù)據(jù)采用Excel2003 版與SAS8.1 版統(tǒng)計分析軟件進行處理。運用主成分分析篩選出反映楠木幼樹生長質(zhì)量的主要指標，然后以這一指標作為數(shù)量化理論模型Ⅰ的因變量，以各項目類目作為自變量，分析多因子對楠木生長的影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 楠木生長質(zhì)量主要指標的篩選

為了確定反映楠木容器苗造林生長質(zhì)量的主要指標，本文運用主成分分析方法，對反映楠木生長質(zhì)量的樹高、地徑、樹高生長量、地徑生長量、成活率等5 個指標進行主成分分析，以確定其生長質(zhì)量的主要指標。分析結(jié)果見表1。

表1 前兩個主分量的特征向量及因子負荷量Tab.1 Former two principal component eigenvector and Factor loading

由表1 可知第一主分量是說明楠木樹高與地徑的總生長量指標，第二主分量是說明楠木的成活率指標，如果楠木的總生長量高，成活率高則說明楠木長勢好，質(zhì)量高。

應用主成分評價楠木容器苗造林質(zhì)量，5 指標被綜合為2 個主分量，且這2 個主分量可保留85.58%的信息量，基本反映了楠木生長性狀指標所含的信息。從入選的主成份的特征向量來看，第一主分量的貢獻率最高達到65.92%，其中以地徑(0.904 3)的因子負荷量最大，第二主分量的貢獻率為19.66%，以成活率(0.776 7)的因子負荷量最大。因此，以地徑這一指標作為楠木幼樹生長質(zhì)量的主要指標。

3.2 多因子對楠木生長的影響

影響楠木生長的因子有很多，它們不僅以單獨形式對樹木生長產(chǎn)生作用，而且還以組合的形式共同對楠木生長產(chǎn)生作用，但是在這些因子中，必有一種或幾種因子起主導作用。為此，通過應用數(shù)量化理論Ⅰ，將定性變量轉(zhuǎn)化為定量變量，以定量的方式探討各因子對楠木生長的影響。本研究選擇簡單、易測的容器苗類型、施肥量、造林地類型、坡向、坡位、郁閉度、海拔和土壤肥沃等級這8 個項目，其中各項目又包含不同的類目，具體情況見表2。

依據(jù)主成分分析得出的結(jié)果，第一主分量中負荷量最大的是地徑，所以采用地徑為因變量，使用數(shù)量化模型得出回歸方程，根據(jù)在野外調(diào)查的42 個樣地的數(shù)據(jù)，將定性指標定量化后，進行回歸分析，找出影響楠木生長的主導因子，按照線性回歸的原理和方法:對已確定的8 個項目進行建模，根據(jù)結(jié)果進行偏相關(guān)系數(shù)t 檢驗，把差異不顯著、偏相關(guān)系數(shù)最小的項目刪除，然后再對剩下的項目重新建模，如此重復進行。直至所有項目達到顯著水平，考慮到盡可能減少建模因子的數(shù)量，最后篩選出容器苗類型、造林地類型、坡向、郁閉度和海拔5 個因子。最終得出楠木地徑生長的回歸方程為:

表2 各因子項目類目概況Tab.2 The different factors terms and categories

模型中偏相關(guān)系數(shù)采用T 檢驗，結(jié)果均為極顯著，復相關(guān)系數(shù)R =0.885 5，采用F 檢驗，F(xiàn) =7.83，檢驗結(jié)果為極顯著，篩選出的5 個因子與楠木的生長情況之間具有極顯著的關(guān)系。模型運行結(jié)果與各類目得分值和項目極差見表3。

由表3 可知，影響楠木生長的主要因子依次是容器苗類型、造林地類型、海拔、坡向及郁閉度。

(1)容器苗類型對楠木生長的影響。容器苗類型對楠木容器苗造林當年的影響最顯著，得分范圍為0.392 4，T 檢驗值為9.471 3。從得分來看，以福建I 型最好，其次是福建II 型、永新型，南昌型最不理想。究其原因，前2 種類型與后2 種類型的差異可能主要是由于容器苗的基質(zhì)不同引起的，福建I 型和福建II 型容器苗使用的是無紡布袋裝的輕基質(zhì)土，永新型和南昌型使用的是塑料薄膜裝的黃心土，輕基質(zhì)土更有利于楠木根的生長與舒展，而黃心土不利于根的伸展，當然，它們之間的差異也可能與種源有關(guān)系。對于福建I 型、福建II 型得分值的差異應該是由于種源不同引起的，福建I 型來自福建南平縣，福建II 型來自福建沙縣。永新型和南昌型的基質(zhì)相同，其差異也主要是由于種源所帶來的?；|(zhì)不一致、種源的不同是存在差異性的原因所在，導致楠木容器苗造林當年生長不一的原因。但基質(zhì)和種源哪個對楠木幼林生長的影響更大還有待進一步的研究。從現(xiàn)有的結(jié)果來看，要提高造林質(zhì)量必須選擇好的容器苗，本地容器育苗可借鑒福建的技術(shù)，采用輕基質(zhì)型育苗。

(2)造林地類型對楠木生長的影響。楠木對立地類型要求較高，選擇適合楠木生長的造林地也是很重要的。本研究選擇杉木林地、采伐跡地、闊葉林地及疏林地4 種造林地，其中采伐跡地對楠木生長的影響最大，本研究中所選擇的采伐跡地都是分布在半陰坡、半陽坡，并且其周圍有茂盛的林木，這就給楠木以一定的庇護，避免了全光照，因此，選擇立地條件好的采伐跡地有利于楠木的生長;其次，杉木林地上營造的楠木比在疏林地、闊葉林地上營造的生長更為理想。

(3)海拔對楠木生長的影響。本研究中海拔分布在750 m 以內(nèi)，其中500 m 以上對楠木的生長貢獻最大，楠木受人為干擾較少，在200 m 以內(nèi)人類活動較多，牲畜對楠木生長會造成一定的影響。在采伐跡地、疏林地中造林可選擇500 m 以上海拔的山谷地或下坡進行造林，以保證楠木生長所需的水分;杉木林地、闊葉林地則可選擇500 m 以內(nèi)的林地，因為杉木林、闊葉林對楠木具有一定的保護作用，不易受到人與牲畜的干擾。

表3 模型運行結(jié)果Tab.3 Operational result of the model

(4)坡向?qū)﹂旧L的影響。從表3 中可以看出，坡向以陽坡對楠木生長有利，但本研究中的陽坡樣地多是在杉木林下或闊葉林下，這給楠木幼樹的生長提供了一定的蔭蔽，而避免了全光照。這也證明了楠木幼林的生長能耐蔭。而根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，在疏林地中造林，則陰坡造林比在陽坡造林效果好。如在陽坡，則在楠木生長初期要適當給予一定的遮擋，尤其是在光照強烈的7、8 月份。

(5)郁閉度對楠木生長的影響。通過表3 可知，郁閉度在0.3 與0.4 對楠木的生長呈正相關(guān)，得分值分別為0.04 與0.198 7。這也說明楠木幼林時能耐一定的蔭蔽，但郁閉度大于0.5 后則對楠木幼樹生長不利，因此，選擇杉木林或闊葉林下營造楠木時，應以郁閉度在0.3 ～0.4 的林下造林為宜。

4 結(jié)論與討論

本文運用數(shù)量化理論Ⅰ方法，選取了8 個項目因子建立線性回歸模型，得出影響楠木幼樹生長的主導因子依次是容器苗類型、造林地類型、海拔、坡向及郁閉度，而且它們對楠木幼樹生長的影響均達到極顯著。根據(jù)各因子對楠木幼樹生長的影響，表明楠木幼樹生長較為耐蔭，營造楠木林的關(guān)鍵技術(shù)在于合理選擇好造林地。

一般說來，施肥對楠木生長的影響比較大，造成本次施肥量與生長相關(guān)不顯著的原因可能是因為本研究中施肥量偏少，或許是由于調(diào)查數(shù)據(jù)是楠木容器苗造林后一年的，施肥對楠木幼樹生長的影響還沒充分顯現(xiàn)出來。但從運算過程中施肥量的得分值，則反映出施肥對楠木生長貢獻比不施肥要大，施肥水平數(shù)為50 g/株時大于施肥為25g/株，也大于不施肥。

楠木林的生長會受到多方面的影響。研究結(jié)果表明楠木幼林較耐蔭，坡向?qū)﹂镜纳L影響顯著，坡位則不顯著，本研究是以1 年生楠木林為對象，坡向?qū)庹沼绊戄^大，而坡位主要影響土壤質(zhì)量(厚度、水分、肥力等)，1 年生楠木幼樹根系還不發(fā)達，這可能導致坡位對其生長影響不顯著的原因;楠木與杉木混交對林木生長有促進作用，杉木林地上營造楠木比在闊葉林地上營造的生長更為理想，但隨著年齡的增大，影響楠木生長的主要因子將會發(fā)生什么樣的變化，筆者將進行跟蹤調(diào)查與研究。

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