環(huán)境因子對廣西紅錐幼林生長的影響

彭玉華, 譚長強, 鄭威, 申文輝,* , 黃小榮, 黃德誠, 何峰, 莫楊旺

環(huán)境因子對廣西紅錐幼林生長的影響

彭玉華1, 譚長強1, 鄭威1, 申文輝1,*, 黃小榮1, 黃德誠2, 何峰1, 莫楊旺2

1. 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院, 南寧 530002 2. 廣西昭平富羅林場, 昭平 546809

為了探索環(huán)境因子對紅錐生長的影響, 以廣西紅錐(Miq)人工幼林為研究對象, 運用Pearson相關(guān)性分析探討環(huán)境因子對紅錐幼林生長的影響。結(jié)果表明, 環(huán)境因子對紅錐幼林生長有顯著的影響, 不同環(huán)境條件試驗點紅錐生長速度差異顯著(＜0.05)。相關(guān)分析顯示, 年降水量、海拔和年日照時數(shù)是影響紅錐幼林生長的主要環(huán)境因子; 紅錐幼林胸徑生長與年日照時數(shù)存在顯著正相關(guān)(＜0.05)、與海拔和年降水量呈極顯著負(fù)相關(guān)(＜0); 紅錐幼林樹高生長與年日照時數(shù)存在極顯著正相關(guān)(＜0.01)、與海拔和年降水量呈顯著負(fù)相關(guān)(＜0)。研究結(jié)果揭示紅錐人工林可以通過立地選擇來達到豐產(chǎn)目的。

紅錐; 人工幼林; 環(huán)境因子; 相關(guān)性分析

0 前言

植物與環(huán)境之間存在著密切的關(guān)系, 其生長過程受到多種多樣環(huán)境因素的影響。年日照時數(shù)較多、年蒸發(fā)量較小、年降水量較多的氣象條件有利于林木樹高生長[1]; 年降水量越多雜交鵝掌楸()樹高生長越快[2]; 坡向和土壤質(zhì)地與刺槐()生長有較大的相關(guān)性, 半陰坡生長最好, 壤土質(zhì)地生長量最大[3]; 更多的光照能促進太白紅杉()的徑向生長, 坡度越大太白紅杉的徑向生長量越小[4]; 光照強度、坡度對油松()幼苗生長的影響也在劉史力的研究中得到證實[5]。這些研究足以說明環(huán)境因子是探討植物生長不容忽視的重要內(nèi)容, 因此, 研究環(huán)境因子對植物生長的影響十分必要。

紅錐(Miq)為殼斗科常綠闊葉喬木, 是分布在南亞熱帶地區(qū)珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹種, 是替代大面積針葉人工林較為理想的高價值鄉(xiāng)土闊葉樹種之一。具有材質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性強、用途廣、速生成林早、且林下伴生有價值極高的紅錐菌等優(yōu)良特點, 可作為用材和水源涵養(yǎng)林進行純林種植, 亦可作為殘次林、生態(tài)公益林改造及林下套種的混交造林樹種, 綜合效益極高[6], 是踐行“綠水青山”選擇的鄉(xiāng)土珍貴樹種之一, 具有極大的經(jīng)濟與生態(tài)效益。前人已對紅錐開展了很多的研究, 主要集中在良種選育、苗木繁育、種源區(qū)域試驗、配方施肥等[7–13]方面,但迄今尚缺乏環(huán)境條件對紅錐生長影響的研究, 且生境條件又與紅錐生長速度息息相關(guān)。為此, 本研究以紅錐人工幼林為研究對象, 探討環(huán)境條件與紅錐生長的關(guān)系, 分析影響紅錐生長的主要環(huán)境因子, 為紅錐人工造林立地選擇和合理經(jīng)營提供參考。

1 研究地概況

試驗設(shè)置在廣西中部以南的區(qū)域, 分別位于桂東的富羅林場、桂南的六萬林場、桂西的派陽山林場和桂中的廣西林科院4個試驗點, 各試驗地自然概況見表1。

富羅林場于2011年3月份造林, 六萬林場、廣西林科院和派陽山林場均是2012年3—4月份造林, 造林技術(shù)基本一致。造林前進行穴狀整地, 穴規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm, 在填回穴前每穴放入復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)150 g, 與底土充分拌勻后繼續(xù)回滿土備栽。雨后穴內(nèi)土濕潤時造林, 種源來源于廣西浦北縣, 造林苗木均為廣西林科院培育的一年生容器苗, 造林密度110株每畝, 造林后第1年的6—7月除草、擴坎、施肥(復(fù)合肥250 g) 1次, 第2和第3年在雨后除草、擴坎施肥(復(fù)合肥800 g)2次。

2 材料與方法

2.1 試驗設(shè)置與調(diào)查

2018年4—6月, 在廣西的東部(富羅林場)、南部(六萬林場)、西部(派陽山林場)和中部(廣西林科院)4個區(qū)域選擇紅錐人工幼林進行調(diào)查, 每個試驗點根據(jù)地形分別設(shè)置6塊典型且具有代表性的20 m × 20 m樣地, 在每塊樣地內(nèi)進行每木檢尺, 測量每株活立木的樹高和胸徑, 樹高用測高儀測定, 胸徑用胸徑尺測量。

利用手持式GPS在樣地中心位置記錄樣地的地理坐標(biāo)和海拔, 并記錄樣地所在的坡向(以正東順時鐘為起點0°)、坡度等地形因子。年降水量、年日照時數(shù)、年平均氣溫等氣候因子取自當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。

各區(qū)域林分基本特征見表2, 環(huán)境因子的描述性統(tǒng)計信息見表3。

表1 各試驗地自然概況

表2 各區(qū)域紅錐幼林林分基本特征

表3 各區(qū)域環(huán)境因子描述性統(tǒng)計量

2.2 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2010 軟件完成數(shù)據(jù)的計算和制圖, 單因素方差分析、Pearson 相關(guān)性分析采用SPSS19.0進行。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同環(huán)境條件試驗點的紅錐幼林生長狀況

從圖1可知, 紅錐在不同環(huán)境條件4個試驗點的生長速度差異顯著(＜0.05)。對于胸徑生長來說, 年降水量最少、海拔最低的廣西林科院紅錐幼林胸徑生長速度最快, 顯著(＜0.05)高于年降水量較多、海拔較高的富羅林場和六萬林場; 對于樹高生長來說, 年日照時數(shù)最小、年降水量最多的六萬林場紅錐幼林樹高生長速度最慢, 顯著(＜0.05)低于其它各地, 而年降水量最少的廣西林科院紅錐幼林樹高生長速度最快, 達1.58 m·a-1, 比六萬林場增長0.47 m·a-1。

3.2 環(huán)境因子與紅錐幼林生長量之間的關(guān)系

將紅錐幼林胸徑和樹高與環(huán)境因子進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果見表4。紅錐幼林生長與環(huán)境因子間存在著密切相關(guān)，紅錐幼林胸徑生長除了坡度和年日照時數(shù)外與其它的環(huán)境因子之間均存在負(fù)相關(guān)關(guān)系（＜0），與年降水量和海拔之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.01）、與經(jīng)度之間呈顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.05）、與年日照時數(shù)間呈顯著正相關(guān)（＜0.05）。因此，可以認(rèn)為：年降水量、海拔和年日照時數(shù)是影響紅錐生長的主要環(huán)境因子，其中年日照時數(shù)是促進紅錐幼林胸徑生長的關(guān)鍵環(huán)境因子，表明年日照時數(shù)越多紅錐幼林胸徑生長速度越快，而年降水量越多、海拔越高紅錐幼林胸徑生長速度越慢。紅錐幼林樹高生長與年日照時數(shù)、緯度和坡度之間呈正相關(guān)關(guān)系（＞0），且與年日照時數(shù)的相關(guān)性（＜0.01）達到極顯著，與年降水量、海拔、坡向、經(jīng)度、年平均氣溫之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（＜0），且與年降水量和海拔之間達到顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.05），因此，可以認(rèn)為：年日照時數(shù)、年降水量和海拔是影響紅錐幼林樹高生長主要環(huán)境因子，其中年日照時數(shù)是促進紅錐幼林胸徑生長的關(guān)鍵環(huán)境因子，表明年日照時數(shù)越多紅錐幼林樹高生長速度越快，而年降水量越多、海拔越高紅錐幼林樹高生長速度越慢。

注: 同一指標(biāo)字母的異同表示P＜0.05水平上是否存在顯著差異(Tukey檢驗)。

Figure 1 DBH and height growth in different sites

此外，從表4中可見，環(huán)境因子之間關(guān)系密切，年降水量與海拔和經(jīng)度呈極顯著正相關(guān)（＜0.01），與緯度呈顯著正相關(guān)（＜0.05），與年日照時數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.01），與坡度呈顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.05）；年日照時數(shù)與年平均氣溫呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.01）；海拔與經(jīng)度呈極顯著正相關(guān)（＜0.01），與緯度呈顯著正相關(guān)（＜0.05），與坡度呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.01）；年平均氣溫與坡度呈顯著正相關(guān)（＜0.05）；緯度與經(jīng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.01），與坡度呈顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.05）；經(jīng)度與坡度呈顯著負(fù)相關(guān)（＜0、＜0.05）。說明有些環(huán)境因子雖然沒有直接影響植物的生長，但可以通過影響另一環(huán)境因子來間接影響植物生長。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

植物的生長與其生境密切相關(guān), 不同的生長環(huán)境植物生長可能發(fā)生明顯的變化。研究表明, 生長在不同生境條件紅錐幼林生長差異顯著(＜0.05), 日照時數(shù)高的試點紅錐幼林生長明顯好于日照時數(shù)低的試點, 與郭家新研究的在年積溫高的試點雜交馬褂木()胸徑生長量大于年積溫低的試點結(jié)論基本一致[14], 相同的結(jié)論在杉木()林凈生產(chǎn)力研究中也有報導(dǎo)[15], 這可能是光照時數(shù)的高低影響了光合作用的效率所致。植物的生長離不開水分, 大量研究證明, 降水量是影響植物生長的重要環(huán)境因子[14-16], 本研究相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)年降水量與紅錐幼林生長間呈顯著負(fù)相關(guān)(＜0、＜0.05), 這可能與年降水量與年日照時數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(＜0、＜0.01)有關(guān), 即年降水量越多年日照時數(shù)越少, 植物利用的光能就少, 從而影響植物的生長。但不同的研究者得出的結(jié)論不盡相同, 郭家新[14]和黃興召等[16]發(fā)現(xiàn)降水量與雜交馬褂木和杉木生長呈顯著的正相關(guān)(＜0.05)。降水量對植物生長的不同影響, 有可能與植物生物學(xué)特性不同有關(guān), 也有可能是降水量還關(guān)聯(lián)至其它的環(huán)境因子(經(jīng)緯度、濕度、光照、土壤養(yǎng)分含量等)造成的, 這有待更深一步的研究。

海拔差異通常導(dǎo)致光照、土壤及降水等環(huán)境因子發(fā)生相應(yīng)的變化, 造成熱量和水分重新分配, 影響植物的生長[17]。本研究中發(fā)現(xiàn)紅錐幼林生長與海拔存在顯著的負(fù)相關(guān)(＜0、＜0.05), 即低海拔區(qū)域的紅錐生長速度高于高海拔區(qū)域, 與羅恒春等研究的云南松胸徑生長量隨著海拔的升高而減少結(jié)果相一致[18], 可能是隨著海拔的上升, 溫度降低, 濕度大, 生長季縮短所致[17]。但也有研究表明海拔越高油茶()的樹冠生長量越好[19], 可能與植物的生物學(xué)特性有關(guān)。

4.2 結(jié)論

研究結(jié)果表明: 環(huán)境因子對廣西紅錐幼林生長有顯著的影響, 4個試驗點紅錐幼林生長量有顯著的差異(＜0.05), 年日照時數(shù)多、年降水量相對較少、低海拔的廣西林科院試驗點紅錐幼林生長狀況最佳; 年日照時數(shù)最小、年降水量最多、海拔較高的六萬林場紅錐幼林生長狀況最差。年降水量、海拔和年日照時數(shù)是影響紅錐幼林生長的主要環(huán)境因子; 紅錐幼林生長速度隨著年日照時數(shù)增加而提高, 而隨著年降水量增大、海拔升高而降低。

表4 紅錐生長與環(huán)境因子的相關(guān)性

注: *表示＜0.05, **表示＜0.01。

紅錐在桂中以南造林整體較好, 可以作為替代松、杉、桉造林的重要樹種, 通過對桂東、桂南、桂西和桂中地區(qū)紅錐幼林林分調(diào)查, 分析主要環(huán)境因子對其生長的影響, 為紅錐栽培的立地選擇提供依據(jù), 對提高造林效果具有重要的意義。但影響植物生長的環(huán)境因子眾多, 本研究只對部分氣候和地形因子進行分析, 未涉及至土壤因子等其它環(huán)境因子, 這些問題有待于今后進一步調(diào)查研究。

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Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi

PENG Yuhua1, TAN Changqiang1, ZHENG Wei1, SHEN Wenhui1,*, HUANG Xiaorong1, HUANG Decheng2, HE Feng1, MO Yangwang2

1. Guangxi Forestry Research Institute, Nanning 530002,China 2.Guangxi Zhaoping Luofu Forest Farm, Zhaoping 546809, China

In order to understand the impact of environmental factors on the growth ofyoung plantations, field surveys were carried out in Central and Southern Guangxi. Pearson correlation analysiswas used to detect the correlations among plantation growth indexes and environmental factors. The result showed that environmental factors significantly influenced the growth, and.growth differed significantly in four sites with varied environmental conditions. Annual precipitation, altitude and annual sunshine hours were the main influential factors. Diameter at breast height (DBH) positively and significantly correlated to annual sunshine hours (<0.05), but negatively related to altitude (<0) and annual precipitation (<0). Tree height growth positively correlated to annual sunshine hours (<0.01), but negatively related to altitude and annual precipitation (<0). The study presented that theyoung plantation could achieve high yield through site selection.

;young plantation; environmental factors; correlation analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.02.012

S792.17

A

1008-8873(2020)02-090-05

2018-12-20;

2019-02-25

國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFD0600606、2017YFD0601101); 廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(桂科攻1598006-3-8); 中央財政林業(yè)科技推廣示范項目(【2015】TG17號)

彭玉華(1963—), 女, 廣西橫縣人, 高級工程師, 主要從事森林生態(tài)和森林栽培研究, E-mail: pyh112233456789@126.com

申文輝, 男, 博士, 教授級工程師, 主要從事森林培育研究, E-mail: shenwenhui2003@163.com

彭玉華, 譚長強, 鄭威, 等. 環(huán)境因子對廣西紅錐幼林生長的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(2): 90-94.

PENG Yuhua, TAN Changqiang, ZHENG Wei, et al. Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi[J]. Ecological Science, 2020, 39(2): 90-94.