9個(gè)闊葉樹(shù)種在桂中地區(qū)的適應(yīng)性調(diào)查與分析

潘 濤，吳遠(yuǎn)媚，舒應(yīng)東，黃雪芬，潘永光

（南寧市林業(yè)科學(xué)研究所，廣西 南寧530107）

天然林資源的采伐導(dǎo)致現(xiàn)有天然闊葉林資源急劇減少[1],但闊葉樹(shù)種的土壤改良及蓄水固土能力都比針葉樹(shù)種更勝一籌[2]，因此，因地制宜地發(fā)展闊葉樹(shù)種，既能實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益，更能提高經(jīng)濟(jì)效益。廣西地處中南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光、水、熱、土壤條件優(yōu)越，十分有利于闊葉樹(shù)的生長(zhǎng)[2]，為開(kāi)展闊葉樹(shù)種的多樣化研究和推廣應(yīng)用提供了有利的條件。當(dāng)前，在廣西開(kāi)展了多種闊葉樹(shù)種栽培研究，如梁瑞龍等[3]在廣西南部低山區(qū)開(kāi)展鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種造林試驗(yàn)，曹艷云等[4]開(kāi)展了鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)土壤養(yǎng)分分析研究，王家研等[5]開(kāi)展了多種闊葉樹(shù)種研究，以及曾冀等[6]在馬尾松林下開(kāi)展了套種闊葉樹(shù)種的研究等等，但闊葉樹(shù)種數(shù)量較多，未能全部涵蓋。本研究選擇木材價(jià)值高[7-10]、在廣西有種植歷史或生長(zhǎng)表現(xiàn)好[11-12]等特點(diǎn)的9個(gè)闊葉樹(shù)種為研究對(duì)象，在廣西桂中地區(qū)選擇相同立地條件的林地開(kāi)展種植研究，采取相同的經(jīng)營(yíng)管理措施，通過(guò)調(diào)查9個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)表現(xiàn)和保存率情況，評(píng)估樹(shù)種的生長(zhǎng)特性，旨在為廣西桂中地區(qū)闊葉樹(shù)人工林發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于南寧市林業(yè)科學(xué)研究所林區(qū)內(nèi)，地理位置為23°10′N(xiāo)，107°59′E，處于廣西中西部偏南，屬亞熱帶北緣季風(fēng)氣候。年平均氣溫21.5℃，≥10℃的年平均積溫7 697.8℃。年降水量1 250 mm，年蒸發(fā)量1 613.8 mm，年平均相對(duì)濕度79.0%，年平均3～5 d有霜。試驗(yàn)地屬石灰?guī)r峰林間的緩丘寬谷臺(tái)地地貌，海拔低于150 m，坡度5°～15°，地勢(shì)平坦。pH值4.5～5.5，土層厚1 m以上，有機(jī)質(zhì)含量0.499%～3.164%，全氮0.036%～0.147%，速效氮7.5～70 mg·kg-1，速效鉀40～55 mg·kg-1，土壤滲透性強(qiáng)、保水性差，比較干旱。

1.2 試驗(yàn)林營(yíng)造

試驗(yàn)所采購(gòu)的苗木高度均低于50 cm，其中黑木相思（Acacia melanoxylo）和黑金絲柚木（Tecton grandis）是無(wú)性系組培苗，其余苗木為實(shí)生苗，9種闊葉樹(shù)的苗木基本情況詳見(jiàn)表1。試驗(yàn)地造林前為綠化大苗苗圃地，林地條件基本一致。造林前對(duì)林地雜灌進(jìn)行清理，中耕機(jī)一犁一耙翻耕平整土地；按株行距2 m×3 m規(guī)劃點(diǎn)坑,按長(zhǎng)寬深50 cm×50 cm×40 cm挖坑；施放農(nóng)家肥（腐熟雞糞）1 kg和過(guò)磷酸鈣（P2O5≥18%）0.5 kg作基肥撈土回坑，備好種植坑。于2016年6月造林，9種闊葉樹(shù)按照隨機(jī)排列，連片種植，每個(gè)樹(shù)種種植的面積約為0.67 hm2。造林后當(dāng)年，調(diào)查植株成活情況，及時(shí)補(bǔ)植，旱時(shí)淋水抗旱，提高造林保存率。每年對(duì)林地雜灌及時(shí)人工鏟除，以防雜灌過(guò)高抑制主栽樹(shù)苗正常生長(zhǎng)。為了促進(jìn)幼林生長(zhǎng)，造林第2年春季開(kāi)溝追肥1次，施放復(fù)合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）0.3 kg·株-1。人工去除霸王枝，發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害的及時(shí)防治，保持整片試驗(yàn)林經(jīng)營(yíng)管理措施一致。

表1 9種闊葉樹(shù)的苗木基本情況Tab.1 Basic information of 9 broad-leaved spcies

1.3 調(diào)查方法

2019年12月，在9種闊葉樹(shù)林分，隨機(jī)抽取3個(gè)面積約為667 m2的樣地，去除樣地邊緣樹(shù)木后，全面測(cè)定樣地內(nèi)每株樹(shù)的樹(shù)高、胸徑、冠幅以及林分的保存率。其中樹(shù)高超過(guò)5.8 m的用測(cè)高儀進(jìn)行測(cè)定，低于5.8 m的用伸縮測(cè)桿測(cè)定；用圍樹(shù)尺測(cè)定胸徑；用測(cè)桿測(cè)定冠幅，分別測(cè)定東西方向和南北方向的冠幅，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，用SPSS 23.0進(jìn)行單因素方差分析、Duncan多重比較和系統(tǒng)聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 保存率比較

造林4 a后，9個(gè)樹(shù)種保存率存在極顯著性差異（F=38.79，P＜0.001），保存率的范圍為15.6%～96.9%（表2）。保存率最好的是黑金絲柚木，達(dá)96.9%，其次為交趾黃檀、雞翅木、黑木相思，范圍在83.9%～89.7%；保存率低于80%的有大果紫檀、白桂木、大花序桉、小葉紅豆、灰木蓮，其中灰木蓮保存率最低，僅為15.6%。

表2 9個(gè)樹(shù)種保存率比較Tab.2 Preserving rate of 9 broad-leaved species

2.2 生長(zhǎng)性狀比較

對(duì)9個(gè)樹(shù)種的樹(shù)高、胸徑、冠幅、高徑比進(jìn)行方差分析（表3）表明，樹(shù)種間的樹(shù)高、胸徑、冠幅、高徑比存在極顯著差異，F(xiàn)樹(shù)高=342.91，P樹(shù)高<0.001;F胸徑=111.70，P胸徑<0.001;F冠幅=57.05，P冠幅<0.001;F高徑比=37.03，P高徑比<0.001。

表3 9種樹(shù)種間生長(zhǎng)性狀方差分析結(jié)果Tab.3 Results of variance analysis of the growth of 9 broad-leaved species

Duncan多重比較分析表明（表4），9個(gè)樹(shù)種的樹(shù)高生長(zhǎng)范圍為2.8～12.0 m，除灰木蓮和交趾黃檀2個(gè)樹(shù)種樹(shù)高無(wú)顯著性差異外，這2個(gè)樹(shù)種與其他樹(shù)種以及其他樹(shù)種之間的樹(shù)高均存在顯著性差異。黑木相思樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，達(dá)12.0 m；樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)最差的是小葉紅豆，為2.8 m；其余依次是大花序桉、雞翅木、黑金絲柚木、灰木蓮、交趾黃檀、大果紫檀、白桂木，范圍為3.9～10.8 m。9個(gè)樹(shù)種的胸徑生長(zhǎng)范圍為2.6～11.4 cm，黑木相思和大花序桉、黑金絲柚木和灰木蓮、交趾黃檀和大果紫檀、交趾黃檀和白桂木4組樹(shù)種間的胸徑不存在顯著性差異，其他樹(shù)種兩兩間的胸徑均存在顯著性差異。胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)最好的是黑木相思和大花序桉，胸徑分別為11.4 cm和11.1 cm；胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)最差的是小葉紅豆，為2.6 cm；其余胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)依次為雞翅木、黑金絲柚木和灰木蓮、白桂木、交趾黃檀、大果紫檀，范圍為5.1～9.7 cm。9個(gè)樹(shù)種的冠幅生長(zhǎng)表現(xiàn)范圍為1.1～4.3 m，大花序桉、大果紫檀和小葉紅豆3個(gè)樹(shù)種與其他樹(shù)種間的冠幅均存在顯著性差異；黑木相思、雞翅木和灰木蓮3個(gè)樹(shù)種間的冠幅無(wú)顯著性差異，但與其他樹(shù)種間均存在顯著性差異；黑金絲柚木、交趾黃檀和白桂木3個(gè)樹(shù)種間的冠幅無(wú)顯著性差異，但與其他樹(shù)種間均存在顯著性差異。冠幅生長(zhǎng)表現(xiàn)最好的是大花序桉，達(dá)4.3 m；冠幅生長(zhǎng)表現(xiàn)最差的是小紅葉豆，為1.1 m；其余冠幅生長(zhǎng)表現(xiàn)依次為黑木相思、雞翅木和灰木蓮、大果紫檀、黑金絲柚木和白桂木，范圍為2.2～3.4 m。9個(gè)樹(shù)種的高徑比的范圍為0.70～1.13，其中黑木相思、大花序桉、雞翅木、黑金絲柚木、灰木蓮5個(gè)樹(shù)種的高徑比大于1，范圍為1.02～1.13，黑木相思的高徑比最大，為1.13；交趾黃檀、大果紫檀、白桂木和小葉紅豆的高徑比小于1，范圍為0.70～0.99，小葉紅豆最小，為0.70。

表4 9個(gè)樹(shù)種生長(zhǎng)比較Tab.4 Basic information of 9 broad-leaved species

2.3 生長(zhǎng)聚類(lèi)分析

采用系統(tǒng)聚類(lèi)歐式距離分析法，對(duì)9個(gè)樹(shù)種的樹(shù)高、胸徑和冠幅的平均值進(jìn)行分析，按歐式距離10可劃分為3個(gè)類(lèi)群（圖1）。大花序桉、黑木相思和雞翅木為A類(lèi)群，交趾黃檀、大果紫檀、白桂木、灰木蓮和黑金絲柚木為B類(lèi)群，小葉紅豆為C類(lèi)群。A類(lèi)群特點(diǎn)為生長(zhǎng)速度較快，平均樹(shù)高、胸徑、冠幅分別為10.9 m、10.7 cm、3.6 m；B類(lèi)群特點(diǎn)為生長(zhǎng)速度中等，平均樹(shù)高、胸徑、冠幅分別為5.7 m、6.7 cm、2.4 m；C類(lèi)群特點(diǎn)為生長(zhǎng)速度較慢，平均樹(shù)高、胸徑、冠幅分別為2.8 m、2.6 cm、1.1 m。

圖1 9個(gè)闊葉樹(shù)種的聚類(lèi)分析Fig.1 The systematic cluster analysis of 9 broad-leaved species

3 結(jié)論與討論

林木的保存率與人工林單位面積木材產(chǎn)量密切相關(guān)，受林木對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力、林地經(jīng)營(yíng)管理水平以及土壤的條件影響，是衡量樹(shù)種對(duì)生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)[13]。黑金絲柚木、交趾黃檀、雞翅木和黑木相思這4個(gè)樹(shù)種的保存率較高，說(shuō)明這4個(gè)樹(shù)種對(duì)試驗(yàn)地的環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)；小葉紅豆、灰木蓮保存率較低，說(shuō)明其對(duì)試驗(yàn)地的環(huán)境適應(yīng)能力較差。在試驗(yàn)中，大花序桉的保存率低是因?yàn)楣诜?，在試?yàn)期間受到強(qiáng)風(fēng)天氣的影響，出現(xiàn)較大面積的倒伏；小葉紅豆與灰木蓮的保存率低主要因?yàn)榉N植初期小苗抗旱能力較差。

林木胸徑和樹(shù)高是判斷林木生長(zhǎng)表現(xiàn)最常用的指標(biāo)，本試驗(yàn)中9個(gè)闊葉樹(shù)種間樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)均存在極顯著差異，樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)中黑木相思最好，小葉紅豆最差；胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)較好的是黑木相思和大花序桉，小葉紅豆最差。

樹(shù)冠是植物與外部環(huán)境進(jìn)行光合作用和能量交換最直接、最活躍的界面層，冠幅是判斷樹(shù)冠指標(biāo)尺度最常用的指標(biāo)之一[13-14]。同時(shí)，樹(shù)冠的尺度還對(duì)林下環(huán)境、林下植物生長(zhǎng)產(chǎn)生直接或者間接的影響[15]。本試驗(yàn)中，大花序桉、黑木相思、雞翅木和黑金絲柚木4種樹(shù)種的冠幅較大，均超過(guò)了3 m（范圍為3.2～4.3 m），超過(guò)了造林的行距（3 m），在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中要注意控制林分密度，及時(shí)間伐，減少林木競(jìng)爭(zhēng)，以提高林分的生產(chǎn)力。

林木的高徑比是反映林木圓滿(mǎn)程度的指標(biāo)之一，高徑比越大，樹(shù)木的干型越圓滿(mǎn)[16]。本試驗(yàn)中黑木相思的高徑比最大，為1.13，說(shuō)明黑木相思的干型最為圓滿(mǎn)通直；小葉紅豆高徑比最小，干型圓滿(mǎn)度最差。

本試驗(yàn)中9個(gè)闊葉樹(shù)種的樹(shù)高、胸徑、冠幅生長(zhǎng)表現(xiàn)均存在顯著性差異，通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)的方法將9個(gè)樹(shù)種分為3類(lèi)。A類(lèi)群為生長(zhǎng)較快的，包括大花序桉、黑木相思和雞翅木；B類(lèi)群為生長(zhǎng)速度中等的，包括交趾黃檀、大果紫檀、白桂木、灰木蓮和黑金絲柚木；C類(lèi)群為生長(zhǎng)較慢的，包括小葉紅豆。

綜合以上研究結(jié)果，本試驗(yàn)中9個(gè)闊葉樹(shù)種在相同的立地條件和營(yíng)林措施下，表現(xiàn)出了不同的生長(zhǎng)情況。綜合評(píng)價(jià)：黑木相思、雞翅木在試驗(yàn)區(qū)具有生長(zhǎng)速度快、保存率高、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)；大花序桉具有生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性偏差的特點(diǎn)；黑金絲柚木、交趾黃檀具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)速度中等的特點(diǎn)；大果紫檀、白桂木具有生長(zhǎng)速度中等、適應(yīng)性中等的特點(diǎn)；灰木蓮具有生長(zhǎng)速度中等、適應(yīng)性較差的特點(diǎn)；小葉紅豆具有長(zhǎng)生長(zhǎng)速度較慢、適應(yīng)性較差的特點(diǎn)。

造林時(shí)，要充分考慮樹(shù)種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性，根據(jù)樹(shù)種的生長(zhǎng)特性進(jìn)行樹(shù)種選擇和樹(shù)種的配置。在本試驗(yàn)中，9個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)表現(xiàn)和適應(yīng)性不盡相同，表現(xiàn)較好的可以推廣種植，如黑木相思；表現(xiàn)偏差的則不適合大面積種植，如小葉紅豆。由于9個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)經(jīng)營(yíng)周期不同，本次試驗(yàn)均以4年生的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還需要對(duì)各個(gè)樹(shù)種進(jìn)行長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè)，以期為經(jīng)營(yíng)決策提供更科學(xué)的依據(jù)。