鐘萼木適宜生境選擇與多年生造林效果探討

涂年旺，郭祥泉，鄭經(jīng)池，吳 煒，程志強

（1.福建省永安龍頭國家濕地公園保護中心，福建 永安 366000；2.福建省三明市林業(yè)局，福建 三明 365000；3.福建省永安市林業(yè)局，福建 永安 366000；4.福建省永安林業(yè)（集團）股份有限公司，福建 永安 36600）

鐘萼木（Bretschneidera sinensis HemsL.）屬于孑遺樹種，目前處于瀕危狀態(tài)。從20世紀80年代開始，已有學者對該樹種的系統(tǒng)分類、形態(tài)解剖學、傳粉生物學、居群遺傳學、種子儲藏處理、苗木培育技術、致瀕成因等方面進行研究。該樹種相關人工栽植效果與適宜的栽植技術還缺乏科學的理論，至今還未有人工栽植較為成功的較大面積的林分，樹種瀕危狀態(tài)未能得到有效改善。該樹種具有木材、藥用、觀賞與生態(tài)利用價值，是云南、四川、貴州、廣東、江西、湖南、浙江、福建和廣西等省的中、低山地帶分布的造林樹種，在海拔460 ～ 2 000 m的中、低山地帶有較好的年生長量，對中、低山地帶森林資源培育與流域水塔效應的生態(tài)功能具有潛在價值。為了更好推廣栽植與保護該樹種，本研究試圖通過該樹種不同生長類型苗木造林探討生長效果，了解該樹種人工培育技術與適宜栽植的立地條件，掌握該樹種適宜生境與人工栽植模式，為該樹種推廣提供技術參考。

1 試驗材料概況

試驗地處于永安市燕東街道辦事處麻嶺村3林班15大班3小班，造林面積42畝，屬于天斗山長坡下部的西北坡與北坡，平均坡度在30°以上，直接日照時間明顯少于陽坡，林地伐前為松闊混交林分，海拔460 ～ 510 m，土壤為黃紅壤、土層中厚、腐殖質(zhì)中等，為Ⅱ～Ⅲ類立地。該地屬于中亞熱帶季風溫暖濕潤氣候，1月份平均氣溫8℃，7月份平均氣溫28℃，年均氣溫16℃，絕對低溫-7.6℃，絕對高溫40.5℃，全年日照時數(shù)1 875.2 h，常年溫暖雨量充沛，多年平均降雨量1 578 mm，多年平均蒸發(fā)量1 455 mm，相對濕度80%，無霜期340 d，每間隔10～15年左右有一次異常低溫氣候，多數(shù)年份有較大霜凍害（該樹種分布區(qū)域的氣象資料來源于永安市氣象局）。苗木為永林苗木中心2016年培育的營養(yǎng)袋苗，造林苗木未分級，2017年2月下旬造林，造林效果調(diào)查時間為2019年11月下旬。試驗采用杉木與鐘萼木按4：1帶行混交模式，整地規(guī)格為50 cm ×40 cm × 30 cm，株行為 2 m × 2 m，造林密度為2 500株/hm2，造林后有萌生其它闊葉樹，造林后每年6、9月各進行劈草一次，造林三年林分保留現(xiàn)狀如表1。該混交林分尚未郁閉，鐘萼木與林分中其它種群間競爭小。

表1 3年生林分生長狀況Tab.1 Growth status of 3-year-old stands （株/公頃）

2 試驗設計與研究方法

2.1 試驗調(diào)查

試驗調(diào)查選擇林分上、中、下三個坡位作為不同處理設置，采用方塊標準地調(diào)查法，標準地按20 m × 20 m設置。分別在坡上、中、下部每一坡位各設置2個標準地。標準地內(nèi)調(diào)查杉木與其它闊葉樹高，鐘萼木三年生個體多數(shù)未分生側(cè)枝，冠幅為羽狀復葉的生長幅度，未形成真正的樹冠，鐘萼木生長只調(diào)查造林后每年的高生長和三年生地徑生長量，樹高測量采用塔尺，地徑測量采用游標卡尺［6-8］。

2.2 試驗設計

試驗選擇鐘萼木不同高生長類型與不同年度高生長量作為試驗處理。由表1可知，不同坡位所設置樣地調(diào)查結(jié)果表明，林分中杉木、其它闊葉樹與鐘萼木的高生長在不同坡位沒有表現(xiàn)差異，樣地1的杉木、其它闊葉樹與鐘萼木的高生長高于其他樣地個體生長量，樣地2、3、4、5個體高生長量較相近，因試驗地塊較小，試驗地內(nèi)落差在100 m以內(nèi)，試驗地內(nèi)上、中、下三個坡位立地條件基本一致，坡位對林分個體生長影響較小。由鐘萼木初植苗高與造林后三年生幼樹高的波動系數(shù)可知，調(diào)查樣地內(nèi)個體生長差異大，不適宜采用樣地平均值作為試驗處理數(shù)值進行試驗分析，由調(diào)查的個體生長值可知，應用不同高生長類型在不同年份生長適應性作為試驗處理能更好的反映造林效果。本試驗以鐘

萼木樣地調(diào)查的初植苗木高生長作為試驗分類指標（初植苗木為同一圃地出圃，個體分化屬于隨機，高生長分布為正態(tài)分布），初植苗木高生長結(jié)果如表2，應用“正態(tài)分布標準差分類法”，以-H±1/2σ作為平均值生長類型、其它各生長性狀類型以此類推，分別為-H±1/2σ-3σ、-H±1/2σ-2σ、-H±1/2σ-σ、-H±1/2σ、-H±1/2σ+σ、-H±1/2σ+2σ、-H±1/2σ+3σ 和 -H+1/2σ+3σ等。本試驗初始苗木高生長類型劃分如表3，每一生長類型選擇各類型平均值的相近個體9株分成三個組，每一組做為一種重復，每一重復值為每一組的平均值，類型7屬于生長特優(yōu)個體，全林分僅發(fā)現(xiàn)2株，重復值應用統(tǒng)計學中平均值缺失補遺方法。

表2 初植苗高調(diào)查群體統(tǒng)計值Tab.2 Statistics value of the nursery height of preliminary plant

表3 不同高生長類型的年生長量Tab.3 Annual growth of different growth-types of height

2.3 研究方法

應用“正態(tài)分布標準差分類法”劃分鐘萼木高生長不同類型，以高生長不同類型和不同年度生長量做為試驗處理，應用F檢驗與LSD檢驗法檢驗高生長不同類型處理在不同年份生長的差異性。應用高生長不同類型連年生長量與高生長不同類型個體高生長曲線比較不同類型高生長。

3 結(jié)果與分析

根據(jù)上述不同高生長類型在不同年份中高生長量進行差異性檢驗，結(jié)果如表4。

依據(jù)上述檢驗結(jié)果進行LSD檢驗，結(jié)果如表5。

表5 不同處理的LSD比較Tab.5 LSD comparison of height increment of different growth-type in different years

3.1 不同高生長類型造林第一年高生長量差異

鐘萼木結(jié)實大小年顯著，間隔期在3～5年，種子來源較缺乏，還未有良種基地，所以本試驗用的苗木未進行分級篩選，高生長屬于隨機播種后自然分化。由表2-3可知，一年生苗木個體高生長分化顯著，由作者之前研究可知，該樹種苗木一年生高生長不同徑階權重呈正態(tài)分布，應用“正態(tài)分布標準差分類法”將本試驗苗木高生長類型分為7個類型。造林后第一年高生長量表現(xiàn)為H1類型與其他類型都存在顯著差異，±1/2σ+3σ及以上生長類型表現(xiàn)很好的年生長量，與其他生長類型存在極顯著差異，H2～H5生長類型表現(xiàn)為相鄰生長類型年高生長量差異不大，但隔一個生長類型高年生長量都存在極顯著差異。由表4可知，H6、H7生長類型有較好年生長量，H6以下生長類型的年生長量介于13～42 cm，高生長適應性較差。由表1可知，試驗林分造林第一年，幼樹高生長多數(shù)在1.0米以下，林地基本處于裸露，鐘萼木同其他混交樹種未存在個體間競爭，混交效應尚不明顯，試驗個體年高生長基本由造林地生境與個體遺傳因子決定，在同一生境下不同類型間生長量差異是由遺傳因子產(chǎn)生的。造林第一年試驗個體在近似裸露跡地純林的生境條件下，H6、H7生長類型有較好的年高生長量適應性，±1/2σ+2σ以內(nèi)的生長類型表現(xiàn)較低的年高生長量，遺傳品質(zhì)越差，年生長量越低。

表4 高不同生長類型年生長量差異分析Tab.4 Variation analysis of height increment of different growth-type （cm）

3.2 不同高生長類型造林第二年高生長量差異

造林第一年因緩苗期與幼樹根系生長的影響，生長量相對較小，造林第二年幼樹處于全年生長期，高年生長量能較好表現(xiàn)個體對生境的適應能力。造林后第二年高年生長量由表4-5可知，H1高年生長量依然很小，與其他生長類型比較差異都達極顯著水平，其他類型高年生長量同第一年比較，同一類型的高年生長量相差不大，但除相鄰生長類型高年生長量差異較小外，相隔一個生長類型及以上，高年生長量都表現(xiàn)極顯著水平。表明在同一生境條件下，隨著遺傳品質(zhì)由差到好，個體高年生長量呈遞升趨勢，特別好的遺傳類型如H7生長類型，表現(xiàn)良好的生長適應性，H7類型高年生長量是H1生長類型的4倍以上，H7類型與H6類型比較也達顯著水平，表明H7類型有很好的生長適應能力。由表1可推算，在造林第二年，混交的主要樹種杉木平均高生長量僅在1米多高，林分中個體在空間與養(yǎng)分層面未表現(xiàn)明顯競爭，也未對鐘萼木產(chǎn)生側(cè)方遮陽效果，試驗的鐘萼木基本處于同第一年類似的裸露林地生境，高生長是個體生長適應能力的表現(xiàn)。由第一、二的造林效果表現(xiàn)可知，鐘萼木不同生長類型在該生境中能正常存活與生長，在該區(qū)域的中、低山下坡的陰坡或半陰坡立地能夠?qū)崿F(xiàn)跡地人工栽植。

3.3 不同高生長類型造林第三年高生長量差異

造林第三年后，鐘萼木保留個體基本能適應生境的環(huán)境，不能適應的個體在前期已被淘汰?；旖涣址诌M入第三年生長期后，由表1可知，林分中各個體將有一定的空間競爭，一些處于上層的闊葉樹對鐘萼木產(chǎn)生側(cè)方遮陽效果，一些生長較好的杉木也產(chǎn)生小的側(cè)方遮陽作用，但林分保留株數(shù)相對較少，林分尚未郁閉，空間競爭較小。由鐘萼木幼樹生長習性可知，年高生長量增加可能與側(cè)方遮陽促進高生長有關。由表4-5可知，鐘萼木各不同生長類型在第三年高年生長量都有所增加，H7生長類型高年生長量達201 cm以上，進入高速生期，這個年生長量同鄉(xiāng)土其他闊葉樹優(yōu)良個體生長量相當，H6生長類型的高年生長量與前面2年相比也表現(xiàn)出較大提升，H1～H5生長類型雖然高年生長量都比前面2年高，但總的生長量還是較小，高年生長量基本在40～60 cm。不同生長類型表明，遺傳品質(zhì)對個體的早期生長產(chǎn)生較大影響，三年生生長效果表明，隨著個體生長，對環(huán)境適應能力加強，逐漸進入高生長速生期。H1～H5生長類型是平均值加2個標準差的個體分布范圍，權重占群體90%以上，代表整個林分的生長狀況，由H1～H5生長類型表明該樹種在遺傳品質(zhì)改良之前，群體高年生長量平均值表現(xiàn)較低，但由好的個體生長表現(xiàn)可知，該樹種具有高速生長性狀，該樹種存在較大遺傳改良潛力。

3.4 不同高生長類型連年高生長量與個體高生長

張紀卯報道了24年生人工造林平均木生長解析狀況，由解析木生長表明，鐘萼木個體在不同生長期的高生長與連年生長量都較低；熊自華報道了不同海拔高造林效果，他們所研究的都是平均個體生長表現(xiàn)。作者對鐘萼木1年生的不同生長類型分化和1至多年生幼樹優(yōu)良個體生長等進行研究，認為鐘萼木高與地徑生長表現(xiàn)早期分化，不同生長類型的高與地徑生長表現(xiàn)顯著差異。應用“正態(tài)分布標準差分類法”對不同生長類型3年造林效果調(diào)查，結(jié)果如圖1、圖2，由個體高生長表明，特別好的生長類型3年生高生長可達4.0 m以上，其他生長類型高生長都在3.0 m以下，表明該樹種不同生長類型在同一生境下表現(xiàn)不同適應能力。由不同生長類型連年生長量表明，幼樹遺傳品質(zhì)在H5生長類型及以下高年生長量變化較平緩，H7生長類型個體在造林后第三年高年生長可達2.0 m以上，高年生長曲線變化大，曲線出現(xiàn)明顯的拐點，H6生長類型也出現(xiàn)較明顯的曲線拐點。由連年生長量變化可知，該樹種多數(shù)生長類型在造林3年后，連年生長量在40～60 cm左右，但高年生長量都表現(xiàn)增加，表明高年生長量逐漸進入高生長速生期。由此可知，應用樣地平均木生長不能較好反應某一樹種的生長潛能和遺傳品質(zhì)，應用不同生長類型適應性能較好表現(xiàn)某一樹種的一般生長與潛在的生長能力，應用不同生長類型探討造林效果，能更好了解某一樹種遺傳特性和生長適應能力。

圖1 高不同生長類型高生長曲線Fig1.Curve bight of height-growth of different growth-type

圖2 高不同生長類型高連年生長量Fig2.Currentannual increment of different growth-type of height

4 結(jié)論與討論

鐘萼木目前仍處于瀕危狀態(tài)，該樹種較為適宜的人工栽植方法還不成熟，更多生長特性、適宜的人工培育方法與造林模式需要進行科學試驗總結(jié)，為該樹種更大面積推廣造林提供理論依據(jù)。

應用“正態(tài)分布標準差分類法”劃分鐘萼木苗木不同生長類型進行造林效果研究，試驗表明鐘萼木苗木不同生長類型與杉木行帶混交跡地造林，第一、二年在混交效應不明顯的生境條件下，不同生長類型中的相鄰生長類型高年生長量差異相對較小，相隔一個生長類型以上，高年生長量都表現(xiàn)極顯著差異，具有良好遺傳品質(zhì)的生長類型如H6、H7生長類型表現(xiàn)很好的高年生長量，與鄉(xiāng)土樹種如殼斗科、木蘭科、樟科的一些速生樹種年生長量相當［18］，表明該樹種優(yōu)良遺傳品質(zhì)個體具有良好的高生長速生潛能，對立地生境適應能力也更強，平均值及2個標準差以內(nèi)生長類型是該樹種生長狀況的代表，表現(xiàn)較低高年生量，表明該樹種在沒有遺傳品質(zhì)改良前，群體平均高生長量都較小。

鐘萼木造林第三年后，個體生長將逐漸表現(xiàn)混交效應，高生長表現(xiàn)比前2年有更好高年生長量，平均值及2個標準差以內(nèi)生長類型高年生長量在40～60 cm間，特別優(yōu)良遺傳品質(zhì)個體年高生長可達2.0 m以上，H6生長類型與鄉(xiāng)土其他樹種平均年生長量相近，表現(xiàn)很好的高年生長量；第三年高生長量變化表明，高生長逐漸進入速生期，不同生長類型對生境適應性表現(xiàn)更大的分化，年高生長量差異更加顯著。

個體高生長表明，特別好的遺傳品質(zhì)生長類型3年生高生長可達4.0 m以上，其他生長類型高生長在1.0～3.0 m，多數(shù)個體高生長與混交樹種的杉木相近或更小，由平均值及2個標準差以內(nèi)生長類型個體高生長表明，該樹種群體平均生長量較低，與前人研究結(jié)果基本一致，但前人缺乏對不同遺傳品質(zhì)生長類型個體生長適應性研究，忽略了該樹種潛在生長適應能力與優(yōu)良遺傳品質(zhì)。由特別優(yōu)良個體造林第三年高生長2.0 m以上的表現(xiàn)，較好的彌補了該樹種生長特性與生長潛能，該研究可為該樹種適宜栽植生境選擇與遺傳品質(zhì)改良提供理論參考。