露兜樹生物生態(tài)學(xué)特性及造林技術(shù)研究進(jìn)展

周杰，林德城，張子揚(yáng)，黃勇，吳鵬飛

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，南方紅壤區(qū)水土保持國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002；2.福建省寧德市國(guó)有林場(chǎng)管理處，福建 寧德 352100)

我國(guó)沿海城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市化程度高，人口密集，然而沿海地區(qū)自然條件惡劣，風(fēng)害、海嘯、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重制約了該區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)及生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)步發(fā)展。從20世紀(jì)50年代開始，我國(guó)對(duì)沿海防護(hù)林的建設(shè)愈加重視。在造林過程中，抗逆性強(qiáng)、防護(hù)效能高且具有高生長(zhǎng)潛力的樹種受到了人們普遍重視[1]。

露兜樹(Pandanustectorius)是露兜樹科(Pandanaceae)露兜樹屬(Pandanus)的多年生常綠分枝灌木或小喬木[2]。露兜樹屬植物在世界各地分布十分廣泛，但各國(guó)學(xué)者對(duì)于這一屬的植物命名暫未統(tǒng)一，存在較大爭(zhēng)議。中國(guó)早期將露兜樹命名為林投(Pandanustectoriusvar.sinensis)，認(rèn)為林投是露兜樹的一個(gè)變種，并在1992年出版的《中國(guó)植物志》中詳細(xì)描述了兩者分別在核果束、聚花果等器官大小與形狀方面的區(qū)別[3]。而中國(guó)臺(tái)灣學(xué)者則認(rèn)為露兜樹和林投是同一個(gè)樹種，兩者的拉丁學(xué)名皆為PandanusodoratissimusLinnaeus f.[4]。因此，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，露兜樹和林投這兩個(gè)植物名常見于文獻(xiàn)報(bào)道中，其中露兜樹這一命名多見于醫(yī)學(xué)論文，而林投這一命名在有關(guān)沿海造林的文章中常常出現(xiàn)，甚至有學(xué)者稱之為“露蔸樹”“露兜簕”[5,24]。此外，國(guó)外也常有文獻(xiàn)將露兜樹的拉丁學(xué)名寫為PandanusbaptistiiHort、PandanuschamissonisGaudich和PandanusdouglasiiGaudich等[6，7]。直至2010年，在我國(guó)最新修訂的《中國(guó)植物志》中，林投和露兜樹才被認(rèn)定為同一個(gè)樹種，皆以露兜樹命名[2]，這為我們更好地研究這一樹種提供了科學(xué)依據(jù)。

由于露兜樹具有呈分枝或不分枝的氣根，使其能夠在沿海多風(fēng)沙、高鹽分的惡劣環(huán)境中保持較高成活率，形成大片群落，且生長(zhǎng)良好，是沙荒風(fēng)口基干林帶的理想造林樹種[8-9]。近年來，有關(guān)露兜樹在沿海防護(hù)林體系工程建設(shè)中的運(yùn)用逐漸成為研究熱點(diǎn)。因此，本文在對(duì)露兜樹生態(tài)習(xí)性進(jìn)行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，指出露兜樹在農(nóng)林生產(chǎn)、醫(yī)療、工業(yè)、食品等領(lǐng)域的作用，著重綜合論述了沿海地區(qū)露兜樹造林技術(shù)方面的研究進(jìn)展，提出露兜樹研究過程中現(xiàn)存問題并做出展望。

1 露兜樹生物生態(tài)學(xué)特性

露兜樹葉呈條形硬革質(zhì)，葉緣和背面分布有紅色小刺且無葉柄；雌雄異株，雄花略倒垂，雌花單生于枝頂；植株可達(dá)4～14 m，單樹干多刺，在4～8 m的高度開叉[10]。莖桿具有很多氣根，可直接吸收空氣中的水氣。氣根向下生長(zhǎng)，一旦接觸到土壤即會(huì)長(zhǎng)成支柱根，這一結(jié)構(gòu)使其能防風(fēng)固沙，從而更好地適應(yīng)沿海惡劣環(huán)境(圖1、圖2)。

露兜樹在世界范圍的分布極其廣泛，印度尼西亞、馬來西亞、澳大利亞熱帶雨林以及中國(guó)南部海岸均有分布，露兜樹科共有3屬約800種，其中分布于我國(guó)的有露兜樹屬和藤露兜樹屬(Freycinetia)。我國(guó)有露兜樹屬植物8種，產(chǎn)于福建、臺(tái)灣、廣東、海南、廣西、貴州、云南、西藏(南部)等地，大多數(shù)為海岸沙地或沼澤植物[2，3]。

2 露兜樹的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

露兜樹具耐濕熱、耐鹽堿和阻減風(fēng)沙等特性，在沿海防護(hù)林體系的基干林帶中發(fā)揮了巨大作用，其葉片、果實(shí)以及根系也常被應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、食品等方面。

2.1 露兜樹葉片的利用

露兜樹葉片富含生物堿、類黃酮等化合物，常被提取出來用于治療流行性感冒、肝炎、哮喘等疾病[11]，還可用于制作活性炭進(jìn)行有毒物質(zhì)的清除[12]。露兜樹葉片帶有獨(dú)特的芳香氣味，在東南亞地區(qū)，其葉片汁液常被提取出來作為香料用于制作糕點(diǎn)和飲料，還可用作增香劑來蒸煮米飯。

此外，露兜樹葉片可提取出大量纖維素，廣泛用于制作繩子，編織帽子和墊子及其他工藝品。印度學(xué)者Ashish等[13]研究發(fā)現(xiàn)了可以顯著增加露兜樹葉片纖維素產(chǎn)量和纖維素結(jié)晶度的提取方法，使得從露兜樹中提取出的纖維素穩(wěn)定度顯著增加。這一發(fā)現(xiàn)使得露兜樹葉片被更廣泛使用于生物能源、造紙以及瓷磚制造等工業(yè)領(lǐng)域。印度尼西亞科學(xué)家Laksono等[14]利用從露兜樹葉中提取出的纖維素，合成醋酸纖維素進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)電性能良好，并認(rèn)為這類纖維素可用來替換易燃液體電解質(zhì)。

2.2 露兜樹果實(shí)的利用

露兜樹幼果呈綠色，形似菠蘿(Ananascomosus)，成熟時(shí)呈橘紅色，果實(shí)基部可食用。馬來西亞學(xué)者Andriani等[15]研究發(fā)現(xiàn)，露兜樹果實(shí)富含酚類物質(zhì)，具有抗氧化、抗菌且對(duì)人體無害等特性。此外，露兜樹果中富含與生物效力有關(guān)的維生素C等物質(zhì)，在抗炎癥、抗氧化、抗病毒、抗糖尿病癥等方面有顯著效果[11]，因此，其果實(shí)可被用作抗炎癥、降血糖和治療動(dòng)脈硬化的藥物。由于露兜樹果實(shí)總色素含量、顏色強(qiáng)度高且持續(xù)時(shí)間久，使其又被當(dāng)作口紅色彩的添加劑及染料所使用。

3 露兜樹造林技術(shù)研究

3.1 沿海造林樹種選擇

我國(guó)沿海地區(qū)范圍廣，自然環(huán)境和立地條件繁雜多樣，風(fēng)口沙地風(fēng)力大，晝夜溫差大，春冬氣溫低，土壤養(yǎng)分瘠薄，鹽堿化程度高，臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、鹽霧等自然災(zāi)害頻發(fā)，使得林木難以在沿海地區(qū)正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致沿海防護(hù)林林帶結(jié)構(gòu)單一，極易遭到病蟲害危害，此外還出現(xiàn)了林木優(yōu)良特性退化、長(zhǎng)勢(shì)漸差和林地生產(chǎn)力下降等問題[16，17]。因此，選擇適宜的造林樹種是沿海防護(hù)林體系建設(shè)工程的首要問題[18]。國(guó)內(nèi)林業(yè)工作者先后引進(jìn)篩選出了適合沿海地區(qū)生長(zhǎng)的先鋒樹種，如木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、黑松(Pinusthunbergii)、濕地松(Pinuselliottii)和落羽杉(Taxodiumdistichum)等，選育出一大批速生、抗性強(qiáng)的優(yōu)良無性系品種[16-18]，極大提升了沿海防護(hù)林的生態(tài)效能，有效減緩了風(fēng)沙、臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮等災(zāi)害對(duì)于農(nóng)田、經(jīng)濟(jì)樹種等農(nóng)林生產(chǎn)造成的破壞。

露兜樹作為沿海地區(qū)消浪林帶的新興造林樹種，雖然生長(zhǎng)慢，但其在沿海沙地耐風(fēng)沙、耐干旱、耐鹽堿，且成活率較高[19]。早在2008年，福建省從臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)了露兜樹、臺(tái)灣海桐(Pittosporumpentandrum)、臺(tái)灣欒樹(Koelreuteriaelegans)等本土樹種進(jìn)行了一系列造林試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)露兜樹單獨(dú)種于沙荒風(fēng)口就較易成活，而臺(tái)灣海桐和臺(tái)灣欒樹等樹種則是在與木麻黃林套種下才有較高成活率[9]。朱煒等[20]發(fā)現(xiàn)在風(fēng)口造林過程中露兜樹苗木要達(dá)到30 cm以上才有較高的成活率，故以2年的育苗期為宜。

3.2 造林模式構(gòu)建

近年來，大量學(xué)者致力于沿海防護(hù)林營(yíng)造技術(shù)的研究，旨在提高沿海造林樹種的成活率、增加沿海防護(hù)林樹種種類、提升林分質(zhì)量、防治病蟲害和解決林地生產(chǎn)力等問題[18]?；诖?，國(guó)內(nèi)外專家從沿海防護(hù)林樹種配置角度，對(duì)防護(hù)林空間優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置和配置模式進(jìn)行了相關(guān)研究。李茂瑾[19]對(duì)露兜樹的干旱與鹽分脅迫研究中，發(fā)現(xiàn)露兜樹在高強(qiáng)度脅迫下，僅葉片部分受傷，而植株本身并未發(fā)生死亡。許多學(xué)者就這一特點(diǎn)將露兜樹作為風(fēng)口沙地植被恢復(fù)和重建的探索樹種進(jìn)行了試驗(yàn)，以期找到露兜樹最佳的造林模式，從而更好地發(fā)揮防風(fēng)固沙的效益[8]。

在早期的沿海防護(hù)林樹種模式構(gòu)造研究中，張水松等[21]在木麻黃造林方式研究試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)害影響下，行狀造林的成活率優(yōu)于籬狀和團(tuán)狀造林。而對(duì)于露兜樹的造林方式，林武星等[22]發(fā)現(xiàn)無論是行狀、籬狀還是團(tuán)狀造林，露兜樹受風(fēng)害率較臺(tái)灣海桐和臺(tái)灣欒樹等樹種來說更低。吳惠忠[8]在此基礎(chǔ)上選用2年生的露兜樹對(duì)其造林方式進(jìn)行進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)籬狀和團(tuán)狀造林最優(yōu)，可以對(duì)風(fēng)沙及干旱都有較強(qiáng)的抵御和適應(yīng)能力；同時(shí)，在自然條件極其惡劣的地段，可以在造林前預(yù)先搭建風(fēng)障于露兜樹前沿，可起到良好的消風(fēng)作用，能夠避免苗木直接受到風(fēng)沙危害。

4 展望

近幾年對(duì)露兜樹的育苗、造林以及生長(zhǎng)規(guī)律的研究給予了極大關(guān)注，取得的階段性成果為海岸植被恢復(fù)提供了參考依據(jù)，對(duì)推動(dòng)沿海防護(hù)林體系的發(fā)展具重大意義。

4.1 露兜樹在世界范圍的分布較廣，在我國(guó)大陸的廣西、福建、海南等地均有分布，這些地區(qū)的氣候土壤條件都有所不同，不同種源的露兜樹在長(zhǎng)期適應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥兰皻夂颦h(huán)境的過程中形成了特異性的生長(zhǎng)策略或形態(tài)特點(diǎn)。因此，在今后需要對(duì)不同種源露兜樹對(duì)環(huán)境變化的形態(tài)、生理可塑性適應(yīng)策略方面加強(qiáng)研究。

4.2 目前，有關(guān)露兜樹造林研究多數(shù)在福建沿海地區(qū)開展，且僅僅是對(duì)中國(guó)臺(tái)灣引進(jìn)的露兜樹種子和苗木進(jìn)行了區(qū)域試驗(yàn)[23]。那么，選用本土種源和引進(jìn)種源是否會(huì)有相同的生態(tài)效應(yīng)還須進(jìn)一步研究。同時(shí)，國(guó)外尤其東南亞地區(qū)早在20世紀(jì)便對(duì)其所含化學(xué)物質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相關(guān)作用有了大量的研究，但其并未作為沿海防護(hù)林體系中的造林樹種被學(xué)者所研究。隨著現(xiàn)代化林業(yè)發(fā)展的要求，在充分發(fā)揮沿海地區(qū)露兜樹防護(hù)林生態(tài)效益的同時(shí)，如何深入挖掘其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益有待深入研究。

4.3 國(guó)內(nèi)對(duì)于露兜樹營(yíng)造混交林的研究?jī)H僅局限于其輔助木麻黃營(yíng)造混交林，而對(duì)于露兜樹與其他沿海造林樹種的混交并未做相關(guān)研究。根據(jù)不同造林區(qū)域立地條件，以及不同樹種生物生態(tài)學(xué)特性的差異，選用不同造林方式與混交方式進(jìn)行配置，從而取得造林的最佳成效也是我們需要進(jìn)一步研究的。特別是露兜樹植株體內(nèi)富含化學(xué)物質(zhì)，而目前我們對(duì)其根系釋放分泌物的特性了解甚少，這些化學(xué)物質(zhì)在露兜樹與其他混交樹種之間的關(guān)系是否具有調(diào)控作用有待進(jìn)一步研究。