中國(guó)特有植物銀杉直播造林技術(shù)研究

馮育才，程澤佳，江龍，韓繼懷，勾偉，馮明橋，王尤，李喬明

（1.貴州大沙河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，貴州 遵義 563500；2.貴州光大遠(yuǎn)航測(cè)繪工程有限公司，貴州 貴陽 550004）

直播造林是一種簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、靈活的造林方式［1-5］，是把種子直接播種到造林地培育森林的造林方法。其優(yōu)點(diǎn)是苗木直接在造林地生長(zhǎng)，不經(jīng)過起苗、包裝、運(yùn)輸和栽植等工序，苗木根系不受損傷，能保持根系的完整性；種子在造林地萌發(fā)生長(zhǎng)，苗木對(duì)造林地的氣候和土壤條件比較適應(yīng)，增強(qiáng)了對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力，而且具有培育省時(shí)又省力等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于珍稀瀕危樹種銀杉來說，可能是一種在造林地快速建立起群體的有效措施，是實(shí)生苗造林的一種重要補(bǔ)充。銀杉（Cathaya argyrophylla）是我國(guó)特有的珍稀瀕危植物，自1955年發(fā)現(xiàn)［6］、1958年命名以來［7-8］，大量學(xué)者對(duì)銀杉進(jìn)行了研究和保護(hù)，在許多方面取得了重要研究成果。對(duì)銀杉的研究涉及領(lǐng)域較多，包括銀杉資源狀況及群落特征［9-12］、銀杉孢粉學(xué)［13］、銀杉生物學(xué)特性［14］、苗木繁育與生長(zhǎng)等［15-19］，但對(duì)銀杉直播造林的研究還是空白，相關(guān)方面的研究成果未見報(bào)道。近年來，由于銀杉自身生物學(xué)特性和外界環(huán)境干擾等因素的影響，加上分布狹窄，自然更新困難，幼苗幼樹成長(zhǎng)困難，難以扭轉(zhuǎn)其瀕危的處境，為此，應(yīng)加大對(duì)其繁殖力度，培育優(yōu)質(zhì)苗木，為以后回歸和造林做好準(zhǔn)備，雖然銀杉種子繁育存在出苗率和保存率不高等問題，但就當(dāng)下而言，種子繁育是唯一可行的途徑［17］。本研究旨在通過開展銀杉直播造林試驗(yàn)，調(diào)查分析不同地點(diǎn)、不同整地方式和不同遮陰情況下銀杉出苗、死亡、幼苗生長(zhǎng)等數(shù)據(jù)，總結(jié)出銀杉直播造林的最佳技術(shù)方法，為以后銀杉造林提供一條切實(shí)可行的路徑。以探討銀杉直播造林野外回歸的可行性，為珍稀樹種銀杉野外回歸提供新的途徑，并為合理保護(hù)銀杉及銀杉自然保護(hù)區(qū)的可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及樣方設(shè)置

分別在貴州省道真自治縣陽溪鎮(zhèn)青菜坪和玉溪鎮(zhèn)插旗設(shè)置了兩個(gè)試驗(yàn)地。

試驗(yàn)地海拔分別約1400 m和700 m，土壤分別為黃棕壤（青菜坪Q8樣方為石灰土）和黃壤，質(zhì)地類型均為壤土（表1），涉及5個(gè)植被類型（表2）。

表1 不同直播地塊基本情況統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistics of basic information for different live broadcast plots

表3 直播試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Statistics of live broadcast test results

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用銀杉種子采自陽溪鎮(zhèn)大沙河水井灣、沙氹、楔石巖等地的母樹成熟種子，沙藏。

1.3 種子處理

播種前將沙藏種子采用濃度30 mg/L的雙吉爾處理，浸種8 h。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置36 個(gè)樣方，每樣方點(diǎn)播30 穴進(jìn)行試驗(yàn)。播種前按2 m行距進(jìn)行帶狀清理，砍除灌叢雜草。在插旗2 個(gè)片區(qū)分別采用帶狀（50 cm×20 cm）、大塊狀（50 cm×40 cm×20 cm）和小穴狀（7 cm×8 cm×20 cm）三種整地方式，每種整地方式2個(gè)重復(fù)。整地后于春季進(jìn)行播種。每種整地類型設(shè)置樣方30 m2，每個(gè)樣方點(diǎn)播30 穴，先回填表土10～15 cm，每穴播種處理好的銀杉種子2 粒，覆蓋心土3～5 cm，然后搭小拱棚，再分別覆蓋農(nóng)膜、遮陽網(wǎng)（透光率80%）、紗窗布、地衣、鐵芒箕等。種子發(fā)芽后一個(gè)月左右施第一次追肥0.5%尿素水溶液，速生期每畝每次施1.0～5 kg尿素2 次，每畝每次施0.5～2 kg鉀肥1 次，干旱期注意澆水防旱，除草3～5 次，施葉面肥2 次，及時(shí)進(jìn)行病蟲害防治。

1.5 監(jiān)測(cè)方法

開始出苗后，每月統(tǒng)計(jì)各樣方的出苗數(shù)，計(jì)算出苗率和死亡率。2017年采用游標(biāo)卡尺測(cè)地徑，精度0.01 mm；用鋼卷尺測(cè)苗高，精度0.1 cm。3、6、9、11每月測(cè)定一次，每次每個(gè)樣方測(cè)定10 株，每月測(cè)定日期為15 日。

2 結(jié)果與分析

2.1 直播造林出苗率和保存率分析

2.1.1 不同地點(diǎn)直播造林出苗率和保存率比較

2015年直播，監(jiān)測(cè)調(diào)查至2017年底結(jié)束。從表3可以看出，種子出苗率最高依次為Q2（63.3%）＞Q7（61.7%）＞Q1（45.0%），植株死亡率最低依次為Q1（18.5%）＜Q7（45.9%）＜Q8（50.0%）。海拔約1400 m的陽溪青菜坪與天然銀杉分布區(qū)氣候土壤條件相似，其出苗效果最好，死亡率相對(duì)較低，保存率相對(duì)較高，平均保存率39.6%；而海拔約700 m的玉溪插旗出苗效果差，死亡率高，保存率低，平均為8.4%。

銀杉直播萌發(fā)出苗集中在播種后的第一、二年，第三年偶爾有出苗現(xiàn)象。隨著苗齡增加，苗木死亡率呈下降趨勢(shì)，苗木保存率呈上升態(tài)勢(shì)（圖1）。銀杉直播萌發(fā)出苗集中在5～6月，10月基本停止出苗；6～8月是幼苗死亡的高發(fā)期（圖2）。

圖1 不同年度銀杉出苗率和死亡率統(tǒng)計(jì)Fig. 1 Statistics in different years on emergence rate and mortality rate of C. argyrophylla

圖2 不同月份銀杉出苗率和死亡率統(tǒng)計(jì)Fig. 2 Statistics in different months on emergence rate and mortality rate of C. argyrophylla

2.1.2 不同整地方式對(duì)銀杉直播造林出苗率和保存率的影響

3種不同整地處理下，僅有植株死亡率差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），而植株出苗數(shù)量、出苗率及死亡數(shù)量無明顯差異。小塊整地苗木死亡率顯著低于大塊狀和帶狀整地（表4）。3種整地方式下銀杉直播出苗率都不高，最高的為大塊狀整地，為21.67%。

表4 不同整地方式對(duì)銀杉出苗率和死亡率的影響Tab.4 Effect of different soil preparation methods on emergence rate and mortality rate of C. argyrophylla

2.1.3 不同郁閉度對(duì)銀杉直播造林出苗率和保存率的影響

不同遮陰處理下，銀杉出苗數(shù)量、出苗率、死亡數(shù)量及死亡率等差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），當(dāng)林分郁閉度超過0.7時(shí)，發(fā)芽率顯著降低，苗木死亡率顯著提高，說明銀杉小苗不特別耐陰（表5）。

2.2 直播造林銀杉苗生長(zhǎng)分析

2.2.1 不同地點(diǎn)對(duì)銀杉直播造林苗高、地徑生長(zhǎng)的影響

不同地點(diǎn)對(duì)銀杉苗木苗高、地徑生長(zhǎng)影響效果不顯著（表6）。

表6 不同地點(diǎn)對(duì)銀杉苗木生長(zhǎng)的影響Tab.6 Effect of ddifferent locations on seedling growth of C.argyrophylla

2.2.2 不同整地方式對(duì)銀杉直播造林苗高、地徑生長(zhǎng)的影響

不同整地方式間銀杉苗高差異達(dá)到了顯著水平（P＜ 0.05），其中小塊狀整體苗高生長(zhǎng)顯著高于其它兩種方式（表7），地徑差異未達(dá)到顯著水平。

2.2.3 不同郁閉度對(duì)銀杉直播造林苗高、地徑生長(zhǎng)的影響

不同郁閉度下，銀杉苗高和地徑差異均未達(dá)顯著水平（表8），郁閉度在0.3～0.6時(shí)，苗木生長(zhǎng)最快，苗高達(dá)7.98 cm，地徑為1.37 mm。隨著郁閉度的增加，苗木生長(zhǎng)量變小，高強(qiáng)度遮陰對(duì)銀杉苗木生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用。

表8 不同郁閉度對(duì)銀杉苗木生長(zhǎng)的影響Tab.8 Effects of different canopy closures on seedling growth of C. argyrophylla

3 討論

海拔高度決定著溫度的變化，生物正常的生命活動(dòng)需要在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行［20］，環(huán)境溫度過高或過低，生物會(huì)出現(xiàn)受害甚至死亡［21］。植物種子出苗與死亡也符合此規(guī)律，不同植物種子萌發(fā)受海拔的影響不同［22］，有些植物種子出苗率隨海拔升高而增加，有些則減少［23-24］。天然銀杉海拔分布范圍為940～1840 m［25］。與海拔約700 m的玉溪插旗比較而言銀杉直播造林在海拔約1400 m的陽溪青菜坪，出苗效果好，死亡率低，保存率高，原因是陽溪青菜坪自然環(huán)境與天然銀杉分布區(qū)相似。不同海拔苗木生長(zhǎng)效果不顯著，原因可能是觀察監(jiān)測(cè)的周期太短。

前人在采用不同整地方式播種方面未開展過相關(guān)研究，本次研究表明整地方式以小塊狀整地苗木死亡率較低，苗木生長(zhǎng)較好。

一般而言，陽性樹種適宜于強(qiáng)光下生長(zhǎng)，而陰性樹種適宜于弱光下生長(zhǎng)［26］，遮陰對(duì)于陽性樹種的生長(zhǎng)發(fā)育有不良影響，特別是幼苗期［27-30］，銀杉是陽性樹種［19］，當(dāng)林分郁閉度超過0.7時(shí)，發(fā)芽率顯著降低，苗木死亡率顯著提高，說明銀杉小苗不特別耐陰。隨著郁閉度的增加，苗木生長(zhǎng)量變小，高強(qiáng)度遮陰對(duì)銀杉苗木生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用。

4 結(jié)論

銀杉直播造林宜選擇在海拔約1400 m、土層深厚、排水方便、黃壤或黃棕壤等與天然銀杉分布立地條件相近的地方，采用小塊狀整地，郁閉度不宜超過0.7。

銀杉直播造林與種子育苗一樣，其種子都具有隔年萌發(fā)出苗的特性。這是由于銀杉種子具有后熟性決定了銀杉種子隔年萌發(fā)出苗，這就要求直播造林回歸前三年均要加強(qiáng)管理。同時(shí)，銀杉直播造林萌發(fā)出苗集中在5～6月，幼苗死亡高發(fā)期在6～8月，這就需要我們?cè)谶@段時(shí)間內(nèi)加強(qiáng)出苗監(jiān)測(cè)、水肥管理、病蟲害及鳥獸危害防治，特別是干旱缺水時(shí)采取補(bǔ)充水分和遮陰措施。

通過銀杉直播造林試驗(yàn)，總結(jié)銀杉直播造林技術(shù)，為以后銀杉造林提供一條切實(shí)可行的路徑，同時(shí)，銀杉直播造林是銀杉野外回歸、增強(qiáng)計(jì)劃、遷地保護(hù)的一種有效方式，省力省時(shí)，方便快捷，豐富了銀杉繁育的有效途徑。本次僅選擇了2 個(gè)試驗(yàn)地，試驗(yàn)樣本量有限，為了更加全面客觀地掌握銀杉直播造林回歸技術(shù)，還需進(jìn)一步加大試驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行研究。另外，銀杉種子質(zhì)量是直播造林試驗(yàn)成功的關(guān)鍵，在以后的試驗(yàn)中，我們必須要牢牢把握以下兩點(diǎn)：一是選擇優(yōu)良銀杉種源，二是播種前對(duì)種子采取凈種、濕藏催芽等處理手段。