不同海拔高度對格木人工林生長及林內(nèi)小生境的影響

李志斌

（福建省云霄園嶺國有林場，福建云霄 363302）

格木（Erythrophleum fordii）屬于蘇木科（Caesalpiniaceae）格木屬（Erythrophleum）常綠闊葉喬木樹種，主要分布在廣東、廣西、福建和浙江等地[1-2]。格木的木材堅硬且耐腐蝕，故又稱鐵木，為珍貴的硬材樹種，是建筑、家具和工藝上優(yōu)良的用材[1，3]。此外，格木還具有較高的藥用價值，其樹皮、樹葉和種子中提取到的化合物具有一定抗腫瘤的作用[1，3]。目前，格木的相關(guān)研究主要集中在樹種特性[2]、更新障礙[2]、育苗技術(shù)[2，4-5]、混交造林[1，6]和撫育管理[7]等方面，而對于不同海拔高度格木林的生長差異以及林下植物多樣性和林內(nèi)小氣候變化的研究尚未見文獻(xiàn)報道。為此，云霄園嶺國有林場在員峰工區(qū)、坪水工區(qū)以及烤塘工區(qū)開展了不同海拔高度格木造林試驗，探索不同海拔高度對格木林生長、林下植物多樣性以及林內(nèi)溫濕度等小氣候的影響，為格木林的合理經(jīng)營提供參考。

1 試驗點概況

試驗點位于福建省云霄園嶺國有林場，地處福建南部沿海，毗鄰漳浦縣、東山縣，地理坐標(biāo)為117°20'06″～117°27'56″ E、24°00'02″～24°07'18″ N。該地屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫21.3 ℃，多年平均降水量1 730.6 mm，常年無積雪，年無霜期約345 d。試驗地設(shè)在林場的坪水工區(qū)5 大班5 小班、員峰工區(qū)6大班7小班以及烤塘工區(qū)2 大班81 小班，試驗地坡向西南，坡度15°～25°，土壤類型屬于山地紅壤，土層厚度120 cm 以上，立地質(zhì)量等級為Ⅱ級。林下主要植被有芒萁（Dicranopteris dichotoma）、五節(jié)芒（Miscanthus floridulu）、桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）、粗毛榕（Ficus hirta）和鹽膚木（Rhus chinensis）等。

2 試驗方法

2.1 試驗造林設(shè)計

2017 年3 月，在林場坪水工區(qū)5 大班5 小班、員峰工區(qū)6 大班7 小班以及烤塘工區(qū)2 大班81 小班進(jìn)行不同海拔高度格木造林對比試驗。其中，坪水工區(qū)5大班5小班造林地為杉木林采伐跡地，海拔高度在430～470 m；員峰工區(qū)6 大班7 小班造林地為桉樹林采伐跡地，海拔高度在215～260 m；烤塘工區(qū)2大班81小班造林地為經(jīng)濟(jì)林地，海拔高度在520～580 m。分別在以上3 個小班立地條件和坡度基本一致地塊營造格木試驗林，每個小班各3 塊試驗小區(qū)，每塊小區(qū)面積30 m×30 m，共9 塊試驗小區(qū)。造林前進(jìn)行清雜煉山，人工整地挖穴，穴規(guī)格40 cm×30 cm×30 cm，每穴施放200 g復(fù)合肥作基肥，造林株行距2 m×3 m，造林密度1 667 株/hm2。2017年3月，用2年生格木實生苗種植，苗木由園嶺林場自育，育苗用的種子從云霄縣火田鎮(zhèn)高田村格木母樹上采摘，造林時苗高60～70 cm。

2.2 試驗林管護(hù)及調(diào)查

造林后當(dāng)年擴(kuò)穴1 次，擴(kuò)穴規(guī)格為1 m×1 m，劈草2次；第2年劈草1次。2023年2月，對造林6年的格木林進(jìn)行全面調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括格木的生長量、林下植物多樣性和林內(nèi)小氣候。格木生長量調(diào)查進(jìn)行每木樹高、地徑的測量，統(tǒng)計保存率、平均樹高和平均地徑；林下植物調(diào)查采取布設(shè)樣方法，具體做法如下：在每塊試驗小區(qū)內(nèi)隨機(jī)布設(shè)5 個2 m×2 m 的小樣方，在小樣方內(nèi)調(diào)查灌木、草藤本的種類、數(shù)量、蓋度和高度[8-9]；林內(nèi)小氣候測定采用溫度計、濕度計測定林內(nèi)氣溫和濕度，曲卡溫度計測定土壤溫度，“日立”光照計測定光照強(qiáng)度[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同海拔高度格木保存率和生長量比較

不同海拔高度由于溫、濕、水和氣等氣候因素的差異，會對樹木的生長產(chǎn)生影響。格木在不同海拔高度造林6 年時保存率和生長情況調(diào)查結(jié)果見表1。由表1 可知，不同海拔高度格木的保存率在85.2%～93.7%。不同海拔高度格木的保存率、地徑和樹高均存在差異，總體上表現(xiàn)為隨著海拔高度的上升，格木的保存率、地徑和樹高均降低。其中，海拔高度430～470 m 地塊格木的保存率、地徑和樹高，與海拔高度215～260 m 地塊的格木相比，分別下降了5.2%、24.7%和43.8%；海拔高度520～580 m 地塊格木的保存率、地徑和樹高，與海拔高度430～470 m 地塊格木相比，分別下降了2.4%、14.9%和40.6%，與海拔高度215～260 m 地塊的格木相比，分別下降了7.5%、35.9%和65.9%。對不同海拔高度格木的保存率、地徑和樹高進(jìn)行方差分析（表2）表明，不同海拔高度的格木保存率、地徑和樹高均有著極顯著差異。進(jìn)一步對不同海拔高度的格木保存率、地徑和樹高多重比較（表3）顯示，海拔高度為215～260 m 地塊與其他2 種海拔高度地塊之間格木保存率、地徑和樹高均有著極顯著差異；海拔高度430～470 m 地塊與海拔高度520～580 m 地塊之間的格木保存率差異顯著，但地徑和樹高差異不明顯。可見，海拔高度影響著格木的存活數(shù)量和生長，低海拔地區(qū)，格木保存率高且生長量較大。這應(yīng)該是與格木的生態(tài)學(xué)特性密切相關(guān)，格木屬于陽性樹種，對光照、熱量和水分的需求較大，低海拔地塊的日照時數(shù)、溫度和水分均不同程度上大于高海拔地塊，因而格木存活數(shù)量較多，生長較快。

表1 不同海拔高度格木造林6年時生長情況

表2 不同海拔高度格木保存率、地徑和樹高方差分析

表3 不同海拔高度格木保存率、地徑和樹高多重比較

3.2 不同海拔高度格木林下植物多樣性比較

林下植物的種類、數(shù)量以及生長發(fā)育狀況主要由林內(nèi)生境條件所決定。根據(jù)不同海拔高度格木林下植物調(diào)查結(jié)果（表4），隨著海拔高度的上升，格木林下植物的總數(shù)量、平均高度以及灌木層的種類和蓋度均有所減少。其中，海拔高度430～470 m地塊的格木林下植物的總數(shù)量、平均高度以及灌木層的種類和蓋度，與海拔高度215～260 m地塊的格木林下植物相比，分別減少了15.2%、12.0%、20.0%和6.5%；海拔高度520～580 m地塊的格木林下植物的總數(shù)量、平均高度以及灌木層的種類和蓋度，與海拔高度430～470 m地塊的格木林下植物相比，分別減少了7.1%、12.1%、25.0%和13.5%。可見，隨著海拔高度上升，格木林下植物多樣性減弱。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，林下優(yōu)勢植物種類隨海拔升高而發(fā)生一定的變化，海拔高度215～260 m 地塊的格木林下陽性植物居多，隨著海拔上升，格木林下陰生植物增加，而陽性植物趨于減少。不同海拔高度格木林下植物多樣性的變化是由于林內(nèi)的光照、溫濕度以及水分狀況的差異所引起。林下植物多樣性是反映人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)，林下植物越豐富的人工林，其生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。

表4 不同海拔高度格木林下植物情況

3.3 不同海拔高度格木林內(nèi)小氣候差異性

通過對不同海拔高度格木林內(nèi)氣溫、濕度、土壤溫度和相對光照強(qiáng)度測定（表5）可知，不同海拔高度格木林內(nèi)氣溫、濕度、土壤溫度和相對光照強(qiáng)度存在一定差異，總體表現(xiàn)為隨著海拔高度的上升，格木林內(nèi)氣溫、土壤溫度和相對光照強(qiáng)度下降，林內(nèi)濕度增加。其中，海拔高度430～470 m 格木林內(nèi)氣溫、土壤溫度和相對光照強(qiáng)度，與海拔高度215～260 m格木林相比，分別降低了8.1%、9.7%和13.8%，林內(nèi)濕度提高了3.4%；海拔高度520～580 m格木林內(nèi)氣溫、土壤溫度和相對光照強(qiáng)度，與海拔高度430～470 m格木林相比，分別降低了4.7%、3.8%和2.5%，林內(nèi)濕度提高了1.5%。由于海拔高度215～260 m 格木林內(nèi)氣溫和土壤溫度較高，光照強(qiáng)度較大，因此格木林生長量大，林下植物種類、數(shù)量多且生長快。

表5 不同海拔高度格木林內(nèi)小氣候變化

4 結(jié)論與討論

由本試驗結(jié)果可知，格木在海拔高度215～580 m造林6年的格木保存率在85.2%以上，格木對該海拔高度范圍的造林地有著較強(qiáng)的適應(yīng)性。格木保存率、地徑和樹高隨海拔高度的上升而降低，海拔高度215～260 m 地塊格木的保存率、地徑和樹高顯著大于海拔高度430～470 m 地塊和520～580 m 地塊的格木，海拔高度430～470 m 地塊和520～580 m 地塊之間格木保存率差異顯著，但地徑和樹高差異不明顯。隨著海拔高度上升，格木林下植物多樣性降低，表現(xiàn)為林下植物的總數(shù)量、平均高度以及灌木層的種類和蓋度均減少。隨著海拔高度上升，格木林內(nèi)氣溫、土壤溫度和林內(nèi)相對光照強(qiáng)度均下降，林內(nèi)濕度增加。

格木屬于熱帶和亞熱帶地區(qū)的樹種[1]，喜光照、不耐低溫，在積溫高、降水量大、光照充足的環(huán)境中生長迅速[3]。格木適合在低海拔的丘陵中下部或山谷中生長，營造上可純林或混交林。在混交造林方面，根據(jù)云霄縣當(dāng)?shù)亟?jīng)營的樹種，格木可與桉樹、相思、木荷等樹種混交，從而增加當(dāng)?shù)厝斯ち謽浞N資源，改善人工林結(jié)構(gòu)。