馮祥麟,胡 剛 ,廖 煒 ,胡光平,劉正華,韓堂松
(貴州省貴陽(yáng)市林業(yè)科技推廣站,貴州 貴 陽(yáng)550003)
木蘭科(Magnoliaceae)樹(shù)種是亞熱帶常綠闊葉林重要組成,在貴州天然林植被中分布較普遍,多數(shù)為貴州亞熱帶常綠闊葉林主林層或亞層組成成分[1]。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),貴州省有木蘭科樹(shù)種共7屬50種,全省80個(gè)市縣中57個(gè)有自然分布,垂直分布海拔為180~2 800 m[2],是木蘭科樹(shù)種資源最為豐富的省區(qū)之一。
木蘭科樹(shù)種材質(zhì)優(yōu)良,樹(shù)形美觀,花具芳香,很多是列入國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的珍貴樹(shù)種,極具用材兼景觀開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。木蘭科樹(shù)種在貴州的普遍分布說(shuō)明貴州不少地區(qū)適合發(fā)展木蘭科樹(shù)種,具備引種栽培和開(kāi)發(fā)利用的有利條件。對(duì)其中種群數(shù)量少且生態(tài)幅度較窄的珍貴樹(shù)種開(kāi)展造林試驗(yàn)和研究,對(duì)保護(hù)樹(shù)種種質(zhì)資源和豐富營(yíng)造林樹(shù)種具有重要意義。營(yíng)造林實(shí)踐證明,造林樹(shù)種與氣候、土壤等諸多生態(tài)條件相適應(yīng)是引種和造林成敗的重要因素,依據(jù)樹(shù)種生長(zhǎng)特性施予相應(yīng)的技術(shù)措施是提高造林成效的有效途徑。自20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)不少省區(qū)對(duì)木蘭科樹(shù)種的生物生態(tài)特性和北移引種栽培開(kāi)展了一些研究,積累了不少成果[3,4]。相對(duì)來(lái)說(shuō),木蘭科樹(shù)種的營(yíng)造林和幼樹(shù)早期生長(zhǎng)特性研究較少,某些木蘭科樹(shù)種的生物生態(tài)特性和林學(xué)特性仍有待進(jìn)一步認(rèn)知。本文旨在通過(guò)5種木蘭科珍貴樹(shù)種的造林試驗(yàn),對(duì)造林效果和幼樹(shù)早期生長(zhǎng)特性開(kāi)展觀測(cè)研究,進(jìn)一步探索5個(gè)樹(shù)種的生物生態(tài)特性和林學(xué)特性,減少人工造林的盲目性,為本地區(qū)造林樹(shù)種選擇和制定相應(yīng)的營(yíng)造林技術(shù)措施提供參考。
試驗(yàn)地位于貴州省貴陽(yáng)市北部開(kāi)陽(yáng)縣林場(chǎng),地理位置約北緯26°47',東經(jīng)106°44'。試驗(yàn)地地處亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,冬無(wú)嚴(yán)寒,夏無(wú)酷暑,雨熱同季。常年年均氣溫為15.3℃,年≥10℃積溫3 562.7~4 278.2℃,最熱月(7月)平均溫度24.0℃,極端最高溫35.4℃;最冷月(1月)平均溫度為4.9℃,極端最低溫-9.5℃,全年無(wú)霜期約270 d,年均日照時(shí)數(shù)約1 084.8 h,年相對(duì)濕度77%,年均降水量約1 200 mm。
試驗(yàn)地為中山丘陵地貌,地形起伏和相對(duì)高差變化不大,造林試驗(yàn)地是馬尾松采伐跡地,試驗(yàn)小區(qū)之間立地與生態(tài)條件基本一致,平均海拔為1 320 m,土壤為二疊系砂頁(yè)巖發(fā)育的硅鋁質(zhì)黃壤,土層較深厚,呈酸性,土壤肥力中等。
造林試驗(yàn)樹(shù)種為紅花木蓮(Manglietiainsignis)、樂(lè)昌含笑(Micheliachapensis)、亮葉含笑(Michelia fulgens)、云南擬單性木蘭(Parakmeriayunnanensis)和樂(lè)東擬單性木蘭(Parakmerialotungensis)。造林時(shí)間為2008年3月和2011年3月,2次造林全部采用3年生較大規(guī)格苗木,苗木平均株高1.15~1.35 m,平均地徑為1.3~2.1 cm。造林前塊狀整地,種植穴規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm,株行距為2 m×2 m,種植密度為2 495株/hm2。由于造林苗木規(guī)格較大,種植時(shí)在確保主要側(cè)枝和冠幅完好的前提下剪掉部分枝葉,苗木攜帶25 cm左右泥球,樹(shù)種間按隨機(jī)塊狀混交方式種植,造林后連續(xù)3年開(kāi)展除草培土管理。
按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),苗木不分等級(jí),隨機(jī)種植于試驗(yàn)小區(qū),種植試驗(yàn)區(qū)總面積為20 hm2。苗木種植時(shí)隨機(jī)抽取30株測(cè)量高度、地徑和冠幅,記錄初植苗木規(guī)格。造林完成當(dāng)年12月開(kāi)展幼樹(shù)成活率調(diào)查并抽取30株幼樹(shù)測(cè)量高度、地徑和冠幅,以后在每年同一時(shí)間開(kāi)展幼樹(shù)生長(zhǎng)量測(cè)定。用Excel2003對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用最小顯著差數(shù)法(LSD)對(duì)幼樹(shù)高和地徑進(jìn)行多重比較。
造林成活率調(diào)查顯示(表1),5個(gè)造林樹(shù)種成活率從高到低依次為:紅花木蓮98%,云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭均為97%,樂(lè)昌含笑91%,亮葉含笑80%。3a生較大規(guī)格苗木2個(gè)年度的造林成活率并無(wú)太大差別,除亮葉含笑外其余4個(gè)樹(shù)種造林成活率均在90%以上。從樣地幼樹(shù)生長(zhǎng)勢(shì)觀測(cè)來(lái)看,用較大規(guī)格苗木造林減少了雜灌草對(duì)幼樹(shù)早期生長(zhǎng)的不利影響和造林后期管護(hù),對(duì)幼樹(shù)生長(zhǎng)十分有利。
表1 造林1~4年幼樹(shù)生長(zhǎng)比較
表1中紅花:紅花木蓮;亮葉:亮葉含笑;樂(lè)昌:樂(lè)昌含笑;云南:云南擬單性木蘭;樂(lè)東:樂(lè)東擬單性木蘭。下同。
幼樹(shù)株高、地徑和冠幅生長(zhǎng)是評(píng)價(jià)幼樹(shù)生長(zhǎng)的重要指標(biāo),為便于統(tǒng)計(jì)分析,把苗木在苗圃地的培育年限一并計(jì)入幼樹(shù)年齡。從造林1~4年幼樹(shù)的生長(zhǎng)結(jié)果來(lái)看(表1),5個(gè)木蘭科幼樹(shù)株高、地徑和冠幅由于受苗木移栽影響分別從造林第2年和第3年有明顯生長(zhǎng),到造林第4年幼樹(shù)高生長(zhǎng)最大的是云南擬單性木蘭(2.67 m)和樂(lè)東擬單性木蘭(2.42 m),紅花木蓮和樂(lè)昌含笑次之,高生長(zhǎng)分別為2.31 m和2.27 m,亮葉含笑樹(shù)高僅為1.91 m。地徑生長(zhǎng)則表現(xiàn)為到造林第3年時(shí)有明顯增長(zhǎng),到造林第4年時(shí)紅花木蓮地徑生長(zhǎng)量最大,達(dá)到5.1 cm,樂(lè)昌含笑和云南擬單性木蘭地徑均為4.7 cm,樂(lè)東擬單性木蘭和亮葉含笑地徑生長(zhǎng)較小,分別只有3.6 cm和3.1 cm。
從造林第4年的冠幅生長(zhǎng)來(lái)看,紅花木蓮、樂(lè)昌含笑和亮葉含笑冠幅均超過(guò)1 m,其中冠幅最大的樂(lè)昌含笑達(dá)到120 cm,云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭冠幅生長(zhǎng)偏小,分別只有94.5 cm和75.2 cm。云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭冠幅生長(zhǎng)較慢很可能與其自身的生物生態(tài)特性有關(guān)。結(jié)合以往的研究[5]和樣地幼樹(shù)觀測(cè)顯示,云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭側(cè)生枝分生能力較弱,高生長(zhǎng)突出,幼樹(shù)具有較明顯的頂端優(yōu)勢(shì),冠幅偏向于中等或偏窄冠型。相反,紅花木蓮、樂(lè)昌含笑和亮葉含笑冠幅則趨向于向外擴(kuò)張,具有寬冠幅生長(zhǎng)趨勢(shì)。
4.3.1 樹(shù)高連年生長(zhǎng)
統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明(表2),5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高連年生長(zhǎng)有明顯差別。樹(shù)高生長(zhǎng)從造林第2年起普遍增速,連年生長(zhǎng)量超過(guò)35 cm的有紅花木蓮和云南擬單性木蘭,超過(guò)20 cm的有樂(lè)昌含笑,亮葉含笑和樂(lè)東擬單性木蘭可能因生態(tài)適應(yīng)等原因樹(shù)高連年生長(zhǎng)未超過(guò)20 cm。造林第3年時(shí),紅花木蓮、云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭樹(shù)高連年生長(zhǎng)放緩,其余2個(gè)樹(shù)種樹(shù)高連年生長(zhǎng)有所增加但都未超過(guò)30 cm。造林第4年時(shí),5個(gè)樹(shù)種的樹(shù)高連年生長(zhǎng)量最大,其中以云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭高生長(zhǎng)最為突出,樹(shù)高連年生長(zhǎng)量分別達(dá)到57 cm和75 cm,紅花木蓮和亮葉含笑分別為47 cm和31 cm,樂(lè)昌含笑僅29 cm。從整個(gè)樹(shù)高連年生長(zhǎng)過(guò)程來(lái)看,5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高連年生長(zhǎng)增速表現(xiàn)出一定的間歇性,連年增長(zhǎng)變化呈正態(tài)分布,符合幼樹(shù)生長(zhǎng)的普遍規(guī)律。云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭造林第4年樹(shù)高連年生長(zhǎng)量最大,高生長(zhǎng)積累超過(guò)紅花木蓮、樂(lè)昌含笑和亮葉含笑,位居5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高首位。從樹(shù)高生長(zhǎng)勢(shì)來(lái)看,云南擬單性木蘭、樂(lè)東擬單性木蘭和紅花木蓮樹(shù)高生長(zhǎng)明顯優(yōu)于其他2個(gè)樹(shù)種。
表2 造林1~4年連年生長(zhǎng)量比較
4.3.2 地徑連年生長(zhǎng)
5個(gè)樹(shù)種地徑普遍在造林第3年有明顯增長(zhǎng),連年生長(zhǎng)量1 cm以上的有紅花木蓮、樂(lè)昌含笑和云南擬單性木蘭。到造林第4年時(shí),僅紅花木蓮和樂(lè)昌含笑保持1 cm以上的年生長(zhǎng)增速,其余3個(gè)樹(shù)種地徑連年生長(zhǎng)量均未超過(guò)1 cm,生長(zhǎng)較慢。從表2還可以看出,5個(gè)樹(shù)種地徑生長(zhǎng)增速普遍滯后于樹(shù)高。
4.3.3 冠幅連年生長(zhǎng)
冠幅的連年生長(zhǎng)節(jié)奏與地徑生長(zhǎng)十分接近,造林第3年時(shí)開(kāi)始有明顯增長(zhǎng),除紅花木蓮?fù)馄溆?個(gè)樹(shù)種冠幅連年生長(zhǎng)量均在15 cm以上。造林第4年時(shí)連年生長(zhǎng)量最大,紅花木蓮、樂(lè)昌含笑和亮葉含笑冠幅連年生長(zhǎng)量均超過(guò)30 cm,增長(zhǎng)量最大的樂(lè)昌含笑達(dá)50 cm,而云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭冠幅連年生長(zhǎng)起伏大且增長(zhǎng)較慢,增長(zhǎng)量遠(yuǎn)低于其樹(shù)高,保持窄冠幅的生長(zhǎng)特點(diǎn)。
通過(guò)5個(gè)樹(shù)種造林第4年(7年生幼樹(shù))樹(shù)高和地徑的方差分析,得到如下結(jié)果(表3)。
表3 樹(shù)高、地徑方差分析
從表3可以看出,樹(shù)高均方比F=3.676>F(0.05,50)=2.557,且P-value=0.0106<0.05,說(shuō)明5個(gè)樹(shù)種間樹(shù)高存在顯著差異。地徑均方比F=0.458<F(0.05,50)=2.557,結(jié)果顯示5個(gè)樹(shù)種的地徑差異不顯著。
通過(guò)最小顯著差數(shù)法(LSD)對(duì)5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高進(jìn)行多重比較(表4),云南擬單性木蘭與亮葉含笑、樂(lè)東擬單性木蘭與亮葉含笑之間樹(shù)高生長(zhǎng)有顯著差異,其中云南擬單性木蘭與亮葉含笑在LSD(0.01)水平上達(dá)到極顯著差異。其他樹(shù)種兩兩之間樹(shù)高差異達(dá)不到顯著程度。
表4 樹(shù)高生長(zhǎng)LSD多重比較
樹(shù)高與地徑在生長(zhǎng)過(guò)程中存在一定的相互關(guān)聯(lián),通過(guò)樹(shù)高和地徑生長(zhǎng)的相關(guān)分析,以地徑(x)為變量樹(shù)高(y)為函數(shù)得到5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高與地徑的回歸方程(表5)。
表5 樹(shù)高與地徑相關(guān)性
由表5得知,紅花木蓮等5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高與地徑存在線性關(guān)系,經(jīng)顯著性檢驗(yàn)相關(guān)性達(dá)到極顯著水平。
幼樹(shù)生長(zhǎng)是隨時(shí)間推移生長(zhǎng)量逐漸增加的過(guò)程,生長(zhǎng)速度直接影響生長(zhǎng)量的積累,導(dǎo)致樹(shù)種間生長(zhǎng)出現(xiàn)差異。紅花木蓮等5個(gè)樹(shù)種高生長(zhǎng)從造林第2年(幼樹(shù)5年生)開(kāi)始加速,到造林第4年時(shí)樹(shù)高生長(zhǎng)量增速達(dá)到最大,無(wú)論從年均生長(zhǎng)或連年生長(zhǎng)增速來(lái)看,云南擬單性木蘭、樂(lè)東擬單性木蘭和紅花木蓮樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)最佳。5個(gè)樹(shù)種地徑生長(zhǎng)從造林第3年開(kāi)始增速,增速晚于樹(shù)高,到造林第4年時(shí)紅花木蓮和樂(lè)昌含笑地徑生長(zhǎng)最快。5個(gè)樹(shù)種的冠幅生長(zhǎng)增速與地徑同步,到造林第4年時(shí)紅花木蓮和樂(lè)昌含笑冠幅均以上一年3倍的連年生長(zhǎng)速度增長(zhǎng),是5個(gè)樹(shù)種中冠幅生長(zhǎng)最快的。冠幅生長(zhǎng)較緩慢的是云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭,2個(gè)樹(shù)種冠幅生長(zhǎng)增速遠(yuǎn)低于樹(shù)高,表現(xiàn)出窄冠幅生長(zhǎng)趨勢(shì)。
樹(shù)高和地徑生長(zhǎng)是評(píng)價(jià)樹(shù)種的2個(gè)重要指標(biāo)[6],紅花木蓮等5個(gè)樹(shù)種樹(shù)高與地徑呈顯著正相關(guān),但樹(shù)高生長(zhǎng)增速早于地徑和冠幅,說(shuō)明在林分郁閉前期樹(shù)種間尚未出現(xiàn)明顯分化,幼樹(shù)主要以樹(shù)高生長(zhǎng)方式占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)空間,尤其是冠幅生長(zhǎng)較慢的偏窄冠樹(shù)種云南擬單性木蘭和樂(lè)東擬單性木蘭顯示出高生長(zhǎng)較其他樹(shù)種更為突出的生長(zhǎng)特點(diǎn)。冠幅生長(zhǎng)是擴(kuò)大營(yíng)養(yǎng)空間和影響樹(shù)木生產(chǎn)力的因素之一,還影響林分的郁閉,反映樹(shù)木的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)水平[7]。紅花木蓮等5個(gè)樹(shù)種在林分郁閉前的幼樹(shù)早期生長(zhǎng)階段,通過(guò)冠幅生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)還未突出顯現(xiàn),但通過(guò)幼樹(shù)冠幅生長(zhǎng)可預(yù)測(cè)林分的郁閉進(jìn)程,同時(shí)也可為造林密度和樹(shù)種配置提供參考,如在造林實(shí)踐中依據(jù)樹(shù)種冠幅生長(zhǎng)趨勢(shì)設(shè)置密度,寬冠幅樹(shù)種與窄冠幅樹(shù)種合理搭配等。
幼樹(shù)早期生長(zhǎng)受自身生物生態(tài)特性制約,與立地條件和經(jīng)營(yíng)管理也有一定關(guān)系。有研究指出,氣候因子對(duì)樹(shù)木早期生長(zhǎng)速度的影響表現(xiàn)為月均溫對(duì)樹(shù)高影響最大,月降水對(duì)冠幅影響最大,各氣候因子對(duì)胸徑生長(zhǎng)影響很?。?],因此,紅花木蓮等5個(gè)木蘭科幼樹(shù)早期生長(zhǎng)與氣候因子之間的關(guān)系還有待觀測(cè)研究。
[1]李永康.貴州樹(shù)木手冊(cè)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1995:116~124.
[2]徐來(lái)福.貴州野生木本花卉[M].貴陽(yáng):貴州科技出版社,2006:86~91.
[3]李淑琴,張紀(jì)林,肖開(kāi)生.木蘭科樹(shù)種幼樹(shù)生長(zhǎng)特性的研究[J].植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)學(xué)報(bào),1991,15(4):344~354.
[4]孫起夢(mèng),劉興劍,湯詩(shī)杰.南京木蘭科觀賞植物引種調(diào)查及適應(yīng)性評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(23):9967~9969.
[5]馮祥麟,胡 剛.云南擬單性木蘭育苗技術(shù)[J].林業(yè)適用技術(shù),2007,66(6):25~26.
[6]蘇志堯,陳北光,彭華貴,等.北江流域14種鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種苗期生長(zhǎng)評(píng)價(jià)[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,25(4):74~77.
[7]雷柏東,張則路,陳曉光.長(zhǎng)白山落葉松等幾個(gè)樹(shù)種冠幅預(yù)測(cè)模型的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(6):75~79.
[8]易觀路,許方宏,羅建華,等.雷州半島15個(gè)闊葉樹(shù)種混交林的生長(zhǎng)分析[J].生態(tài)科學(xué),2004,23(4):346~350.