13種鄉(xiāng)土樹種在廣州萬壽寺林分改造的早期生長評(píng)價(jià)

李祥彬, 朱政財(cái), 王海華, 朱嘉煥, 言瑤婷, 李文業(yè), 林福新

(廣州市增城區(qū)林業(yè)和園林科學(xué)研究所，廣東 廣州 511300)

林分改造是指將不符合經(jīng)營要求(包括組成、林相、郁閉度和起源等)，且產(chǎn)量低、質(zhì)量次的林分改造成能生產(chǎn)大量優(yōu)質(zhì)木材，并發(fā)揮多種有益效能的優(yōu)良林分的綜合營林措施[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類社會(huì)對高質(zhì)量、高效率森林的需求日益增長。因此，對低價(jià)值林分進(jìn)行改造是當(dāng)前亟需解決的重要問題。目前，有關(guān)林分改造的意義、理論依據(jù)和科學(xué)實(shí)踐等方面的研究已有較多報(bào)道[2-8]。選擇適宜的鄉(xiāng)土樹種是提高林分改造綜合效益的基礎(chǔ)，康敏明等[9]和徐平等[10]應(yīng)用系統(tǒng)聚類法，分別根據(jù)3年生和4年生樹高、冠幅和地徑生長量，篩選出適宜東莞大嶺山林場景觀林和惠州東江流域水源涵養(yǎng)林改造的鄉(xiāng)土樹種；劉強(qiáng)等[11]調(diào)查了廣東龍門高嶺土石漠化山地7年生鄉(xiāng)土樹種的成活率及其樹高、冠幅和胸徑生長量，并應(yīng)用系統(tǒng)聚類法篩選出適宜林分改造的鄉(xiāng)土樹種；莊雪影等[12]探討了廣州增城區(qū)生態(tài)示范林2年生鄉(xiāng)土樹種的成活率，比較不同季節(jié)的樹高、冠幅生長量以及病蟲害和生態(tài)適應(yīng)性，并篩選出適宜林分改造的鄉(xiāng)土樹種。

廣州萬壽寺建于南宋嘉熙元年(公元1237年)，原址位于荔城鎮(zhèn)鳳凰山南麓，1989年被廣東省人民政府評(píng)定為文物保護(hù)單位。2013年廣州市增城區(qū)人民政府在掛綠湖明星村大石嶺重建該千年古寺，并對周邊林地進(jìn)行景觀植被恢復(fù)。為營建群落穩(wěn)定、生態(tài)功能良好、景觀特征明顯、季相變化多樣的景觀林，本研究比較了廣州萬壽寺林分改造中的13種鄉(xiāng)土樹種早期生長情況，以期為相似立地條件下鄉(xiāng)土樹種的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣州市增城區(qū)明星村大石嶺(113°47′51″E,22°15′02″N)，地處廣東省中部，屬南亞熱帶氣候，年均氣溫為21.6 ℃，其中8月平均氣溫(28.3 ℃)最高，1月平均氣溫(13.0 ℃)最低。該地年均降雨量為1 904 mm，4—9月降雨量占全年的85%。土壤以花崗巖風(fēng)化發(fā)育的赤紅壤為主，土層厚度為30～60 cm，土壤質(zhì)地<0.01 mm土粒為31.11%，容重為1.23 g·cm-3，自然含水率為21.33%，屬于中壤土。土壤pH 4.78，強(qiáng)酸性，有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K含量分別為12.56、0.49、0.22、19.5 g·kg-1，堿解N、有效P、速效K含量分別為45.34、0.44、73.73 mg·kg-1。原有林地為低丘陵林地，東南坡至南坡，海拔25～60 m，地勢中部高、四周低，主要以馬占相思(Acaciamangium)和尾葉桉(Eucalyptusurophylla)人工林為主，林齡3～5 a，郁閉度約0.4～0.6，林分等級(jí)低，生態(tài)功能弱，景觀效果差。林中散生喬木有楝葉吳茱萸(Tetradiumglabrifolium)、木荷(Schimasuperba)、鴨腳木(Scheffleraheptaphylla)、三叉苦(Melicopepteleifolia)、山烏桕(Triadicacochinchinensis)和黃牛木(Cratoxylumcochinchinense)等；灌木有桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、野牡丹(Melastomamalabathricum)、黑面神(Breyniafruticosa)等；草本植物有芒草(Miscanthussinensis)、玉葉金花(Mussaendapubescens)、烏毛蕨(Blechnumorientale)等。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)樹種共13種，分屬7科，其中8種地帶性建群樹種，包括木荷、浙江潤楠(Machiluschekiangensis)、華潤楠(Machiluschinensis)、短序潤楠(Machilusbreviflora)、龍眼潤楠(Machilusoculodracontis)、千年桐(Aleuritesmontana)、楓香(Liquidambarformosana)和紅錐(Castanopsishystrix)。試驗(yàn)苗木為1～2年生容器苗，苗高>60 cm，地徑>0.54 cm，購于中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所和廣東省林業(yè)科學(xué)研究院。各參試樹種基本概況見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015年12月全山進(jìn)行清除雜灌木，保留原有木荷、楝葉吳茱萸、山烏桕和鴨腳木等鄉(xiāng)土樹種，造林地劃分為試驗(yàn)區(qū)(1.33 hm2)和景觀植被恢復(fù)區(qū)(7.67 hm2)。為保持立地條件一致，試驗(yàn)區(qū)設(shè)置在地勢一致且光照充足的向陽坡面。試驗(yàn)前對土壤理化性質(zhì)進(jìn)行本底調(diào)查，盡量避開土壤條件不均勻的斑塊。2016年4月采用塊狀混交，各參試樹種分別種植110株，反坡穴整地，沿坡面共開21條寬60 cm的水平帶。株行距為2.5 m×3.0 m，種植穴長×寬×高為50 cm×50 cm×40 cm。每穴施1.5 kg有機(jī)肥和0.5 kg磷肥作基肥，5月補(bǔ)種1次。種植當(dāng)年6、9、12月?lián)嵊坏?年3、6、9月?lián)嵊坏?年3月?lián)嵊?，撫育主要進(jìn)行清雜、鏟草、松土、擴(kuò)穴并追施100 g·株-1復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)，每株撫育措施一致。

表1 參試樹種基本概況

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 保存率 于2018年4月(造林2 a后)統(tǒng)計(jì)各參試樹種死亡株樹，并計(jì)算保存率。

保存率/%=[(總株數(shù)-死亡株樹)/總株數(shù)]×100

1.4.2 生長性狀 各參試樹種隨機(jī)選取50株苗木，于2016年4月(造林時(shí))和2018年4月(造林2 a后)測定生長性狀。用游標(biāo)卡尺測量苗木地徑(距地面5 cm處)，用皮尺測量苗木樹高及冠幅，取平均值作為初始生長量和造林2 a后生長量?？偵L量為各參試樹種2 a內(nèi)的累積生長量。

總生長量=造林2 a后生長量-初始生長量

1.5 統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2016和SPSS 24軟件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 13種鄉(xiāng)土樹種造林保存率比較

造林保存率反映了造林樹種的遺傳特性、環(huán)境適應(yīng)性、試驗(yàn)?zāi)甓忍鞖鉅顩r和經(jīng)營管理水平[13]。由圖1可知，各參試樹種造林保存率為90.91%～97.27%，均>90%。其中，閩楠的保存率最高，為97.27%；火力楠和觀光木次之，均為96.36%；油楠最低，僅90.91%。綜合來看，各參試樹種造林保存率均較高，表明其生態(tài)適應(yīng)性較好。

圖1 參試鄉(xiāng)土樹種造林保存率比較

2.2 13種鄉(xiāng)土樹種生長量分析

表2 參試鄉(xiāng)土樹種樹高生長量比較1)

1)同列數(shù)值后附不同小寫字母者表示差異達(dá)0.05顯著水平。

2.2.1 樹高 各參試樹種初始苗高和樹高總生長量均存在差異(表2)。由表2可知，各參試樹種初始苗高在60.74～104.53 cm之間。培育2 a后樹高總生長量在90.39～399.27 cm之間。其中，千年桐樹高總生長量最大，達(dá)399.27 cm，是閩楠的4.42倍，差異顯著；紅錐次之，為264.91 cm，顯著高于除千年桐外的其他11個(gè)樹種；楓香居第3位，為235.74 cm，顯著高于除千年桐、紅錐外的其他10個(gè)樹種；而閩楠樹高總生長量最小，僅90.39 cm，除與華潤楠(102.22 cm)差異不顯著外，顯著低于其他11個(gè)樹種。

2.2.2 冠幅 各參試樹種初始冠幅和冠幅總生長量存在一定差異(表3)。由表3可知，各參試樹種初始冠幅為29.21～75.34 cm。其中，千年桐最大，為75.34 cm，顯著高于其他12個(gè)參試樹種；其次是楓香，為66.80 cm，顯著高于除千年桐、華潤楠、龍眼潤楠外其他9個(gè)樹種；短序潤楠最小，僅29.21 cm，顯著低于其他12個(gè)樹種。培育2 a后，各參試樹種冠幅總生長量在39.26～331.56 cm之間。其中，千年桐總生長量最大，達(dá)331.56 cm，比短序潤楠大8.45倍，顯著高于其他12個(gè)樹種；楓香次之，為147.80 cm，顯著高于除千年桐外其他11個(gè)樹種；短序潤楠冠幅總生長量最小，僅39.26 cm，顯著低于除閩楠(52.07 cm)外其他11個(gè)樹種。

2.2.3 地徑 各參試樹種初始地徑和地徑總生長量存在差異(表4)。由表4可知，各參試樹種初始地徑在0.50～2.41 cm之間。其中，千年桐最大，為2.41 cm，顯著高于其他12個(gè)樹種；其次是龍眼潤楠，為1.18 cm，顯著高于除千年桐外其他11個(gè)樹種；木荷最小，僅0.50 cm，顯著低于除紅花荷(0.57 cm)和楓香(0.54 cm)外其他10個(gè)樹種。培育2 a后，地徑總生長量在1.35～10.55 cm之間。其中，千年桐總生長量最大，達(dá)10.55 cm，是短序潤楠的7.81倍，顯著高于其他12個(gè)樹種；浙江潤楠次之，為5.31 cm，顯著高于除千年桐、楓香外其他10個(gè)樹種；短序潤楠地徑總生長量最小，僅1.35 cm。

表3 參試鄉(xiāng)土樹種冠幅生長量比較1)

1)同列數(shù)值后附不同小寫字母者表示差異達(dá)0.05顯著水平。

表4 參試鄉(xiāng)土樹種地徑生長量比較1)

1)同列數(shù)值后附不同小寫字母者表示差異達(dá)0.05顯著水平。

2.3 13種鄉(xiāng)土樹種總生長量聚類分析

將13種參試樹種的樹高、地徑和冠幅總生長量進(jìn)行聚類分析，當(dāng)歐氏距離為5時(shí)，可將參試樹種的生長類型分為5類。第Ⅰ類為千年桐，生長最快，為速生樹種；第Ⅱ類為紅錐和楓香，生長較快，為較速生樹種；第Ⅲ類為火力楠、觀光木、短序潤楠、龍眼潤楠、木荷和紅花荷，生長中等，為中等速生樹種；第Ⅳ類為浙江潤楠、華潤楠和油楠，生長較慢，為較慢生樹種；第Ⅴ類為閩楠，生長最慢，為慢生樹種(圖2)。培育2 a后，各參試樹種林分郁閉度為0.4～0.9。

圖2 參試鄉(xiāng)土樹種總生長量聚類分析

3 討論與小結(jié)

鄉(xiāng)土植物一般指經(jīng)過長期自然選擇,已能很好適應(yīng)當(dāng)?shù)馗鞣N自然條件，包括極端氣候和自然災(zāi)害的原生植物和經(jīng)過長期栽培歸化已完全適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的外來植物。鄉(xiāng)土植物具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)和生物群落穩(wěn)定性高等特點(diǎn)[14]。鄉(xiāng)土樹種是原生植物群落構(gòu)成的主體，在林分改造中，其造林保存率、生長速度與樹種本身的生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)特性及立地條件、苗木質(zhì)量、造林季節(jié)和撫育管理等因素密切相關(guān)[1,15]。本研究表明，造林2 a后各參試樹種保存率均>90%，樹高總生長量在90.39～399.27 cm之間，冠幅和地徑生長均達(dá)較好水平。說明本研究所選的13種鄉(xiāng)土樹種在該地區(qū)的林分改造中均能較好生長。

本研究中火力楠、短序潤楠和紅錐的樹高、冠幅和地徑生長量總體上優(yōu)于康敏明等[9]在東莞大嶺山林場林分改造中的樹種，這可能與苗木質(zhì)量、立地條件和撫育管理等有關(guān)。本研究中的火力楠為中等速生樹種，短序潤楠為較慢生樹種，這與康敏明等[9]的研究結(jié)果相似；而紅錐為較速生樹種，又與康敏明等[9]研究結(jié)果明顯不同，這可能與植物特性及立地條件有關(guān)。莊雪影等[12]研究發(fā)現(xiàn)，紅錐、紅花荷和楓香早期生長較快，生長率均在150%以上，與本研究結(jié)果相似。劉玉壺等[16]研究表明,觀光木為速生樹種,年均生長量可達(dá)100 cm，與本研究中觀光木年均生長量77 cm較為接近，但莊雪影等[12]認(rèn)為觀光木屬慢生樹種，年均生長量僅13.5 cm，造成差異的原因可能與苗木質(zhì)量、立地條件、光照強(qiáng)度和試驗(yàn)周期等有關(guān)。

千年桐是我國南方地區(qū)主要的油料和觀花落葉樹種，也是蜜源植物，廣東各地有分布，春季開花后才抽新葉，花白色，花量大，芳香，觀賞價(jià)值高。本研究發(fā)現(xiàn)，千年桐樹高和地徑年均生長量在參試樹種中最大，分別為199.6和5.28 cm，樹高和地徑生長優(yōu)于閩北地區(qū)5年生千年桐人工林(樹高和地徑年均生長量分別為72和1.7 cm)[17]，也優(yōu)于連山縣千年桐栽培標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)4年生人工林(樹高和地徑年均生長量分別為105和1.53 cm)[18]，造成差異的原因可能與水熱條件、立地條件、苗木質(zhì)量和試驗(yàn)周期等有關(guān)。龍眼潤楠是自然分布于廣州市龍洞和信宜市的觀賞樹種，有關(guān)其栽培技術(shù)的研究鮮見報(bào)道。本研究發(fā)現(xiàn)龍眼潤楠幼樹層次分明，造林2 a后保存率為94.55%，年均樹高和地徑生長量分別為85.3和2.19 cm，可作為新的優(yōu)良景觀和生態(tài)樹種推廣應(yīng)用。本研究造林時(shí)間較短，隨著撫育強(qiáng)度的降低及林分郁閉后樹種競爭的加劇，樹高和冠幅等生長量及生態(tài)適應(yīng)性將會(huì)有一定的變化,仍有待于進(jìn)一步的觀測。