陳健波,黃康庭,莫雅芳,陳宗福,鄧紫宇,唐慶蘭,郭東強(qiáng),何 春,陳升侃
(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 國(guó)家林業(yè)和草原局中南速生材繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530002;2.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有大桂山林場(chǎng),廣西賀州 542899;3.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng),廣西南寧 530001)
大花序桉(Eucalyptus cloeziana)為桃金娘科(Myrtaceae)桉屬大喬木樹(shù)種,自然分布于澳大利亞昆士蘭州的北部和南部[1],原產(chǎn)地樹(shù)高可達(dá)55 m,胸徑2 m;其木材黃褐色,紋理通直,結(jié)構(gòu)均勻,堅(jiān)固、耐久,成熟材氣干密度約1 000 kg/m3[2],在原產(chǎn)地被廣泛用于家具、建筑和礦柱等,在引種地巴西有“桃花心木”之稱(chēng),為高貴木材,可用于高級(jí)家具、實(shí)木地板、機(jī)械構(gòu)件和房屋建筑等方面,是大徑級(jí)實(shí)木材人工林重要樹(shù)種。我國(guó)在大花序桉引種改良上做了大量工作,篩選出一批優(yōu)良種源及家系,建立大花序桉種子園[3-5],為推廣種植大花序桉奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。近20多年來(lái),桉樹(shù)短周期(中小徑材)速豐林發(fā)展很快,由于實(shí)行純林種植,高強(qiáng)度利用林地帶來(lái)土壤肥力下降、林分病蟲(chóng)害頻發(fā)等問(wèn)題,不利于桉樹(shù)可持續(xù)發(fā)展[6-9]。研究表明,合理的多樹(shù)種混交造林有利于林木生長(zhǎng)、土壤理化性質(zhì)改善和病蟲(chóng)害防治[10-12]。推廣種植大徑級(jí)大花序桉用材林并與鄉(xiāng)土樹(shù)種合理混交經(jīng)營(yíng),對(duì)改變我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)以桉樹(shù)中小徑材為單一培育目標(biāo)的純林經(jīng)營(yíng)方式,提高桉樹(shù)用材林綜合效益,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)大徑級(jí)用材林發(fā)展和人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有重要作用。但目前大花序桉與鄉(xiāng)土樹(shù)種混交栽培技術(shù)研究較少,缺乏成熟的混交栽培技術(shù),有必要開(kāi)展大花序桉與鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種混交試驗(yàn)。
紅錐(Castanopsis hystrix)是我國(guó)亞熱帶地區(qū)重要的鄉(xiāng)土闊葉珍貴用材和高效多用途樹(shù)種,具有生長(zhǎng)較快、材質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)廣和效益高等優(yōu)良特性[13],幼齡期較耐蔭,幼苗幼樹(shù)可在微弱光照下生長(zhǎng),成年期喜光?;鹆﹂∕ichelia macclurei)是木蘭科(Magnoliaceae)含笑屬常綠喬木,生長(zhǎng)較快,適應(yīng)性強(qiáng),樹(shù)干通直,樹(shù)體高大[14],具有一定抗火能力,是南亞熱帶以及我國(guó)南方重要的鄉(xiāng)土闊葉用材與觀賞樹(shù)種[15]。閩楠(Phoebe bournei)屬亞熱帶常綠闊葉樹(shù)種,是中國(guó)特有的名貴建筑用材,分布于中亞熱帶常綠闊葉林地帶,忌強(qiáng)光,耐蔭,是國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物[16]。從紅錐、火力楠和閩楠的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性以及各地的引種栽培實(shí)踐來(lái)看,符合桉樹(shù)對(duì)混交樹(shù)種的要求。盧翠香等[17]研究大花序桉與紅錐、火力楠的混交生長(zhǎng)效果,混交林中大花序桉、紅錐和火力楠的胸徑、樹(shù)高均高于純林模式下相應(yīng)樹(shù)種,分別提高1.90%和11.96%、36.17%和4.26%及12.73%和2.27%;9 行大花序桉+3 行紅錐、8 行大花序桉+2 行火力楠的混交模式下,林木生長(zhǎng)最好。劉媛等[18]對(duì)大花序桉與閩楠進(jìn)行混交研究,混交林中大花序桉的樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)量均高于其純林,閩楠的樹(shù)高生長(zhǎng)量也高于其純林,9行大花序桉+3行閩楠混交模式下,林木生長(zhǎng)最好。但這些大花序桉混交研究主要集中于單株樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)的分析,并未對(duì)林分蓄積進(jìn)行研究,而林分蓄積是林分生長(zhǎng)的最重要評(píng)價(jià)指標(biāo)及優(yōu)良混交模式篩選依據(jù)。本研究以3.5年生大花序桉與紅錐、火力楠和閩楠3個(gè)鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種混交林為研究對(duì)象,分析不同混交樹(shù)種和混交比例對(duì)林分蓄積量的影響,為篩選優(yōu)良混交樹(shù)種及模式提供依據(jù),豐富大花序桉與鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種混交造林技術(shù)。
試驗(yàn)同時(shí)在廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)(下稱(chēng)高峰試驗(yàn)點(diǎn))和廣西壯族自治區(qū)國(guó)有大桂山林場(chǎng)(下稱(chēng)大桂山試驗(yàn)點(diǎn))進(jìn)行。
廣西國(guó)有高峰林場(chǎng)(22°58′N(xiāo),108°22′E),地處南寧盆地北緣,屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,年均氣溫20.8 ~21.9 ℃,年均降水量1 200 ~1 620 mm,年均相對(duì)濕度大于80%;丘陵地形,平均海拔約200 m;土壤類(lèi)型為砂頁(yè)夾泥巖發(fā)育形成的酸性赤紅壤,土層厚度80 cm 以上,pH 值為4.5 ~5.5,質(zhì)地中壤,土壤肥力中等。林下植被主要有中平樹(shù)(Macaranga denticulata)、鴨腳木(Schefflera octophylla)、杜莖山(Maesa japonica)、三叉苦(Evodia lepta)、草珊瑚(Sarcandra glabra)和烏毛蕨(Blechnum orientale)等。
廣西國(guó)有大桂山林場(chǎng)(110°19′E,24°09′N(xiāo))地處廣西東北部賀州市八步區(qū),處于中、南亞熱帶的過(guò)渡帶,屬濕潤(rùn)亞熱帶季風(fēng)氣候,年均氣溫20.4 ℃,年均降水量1 500 ~1 800 mm;為低山丘陵地貌類(lèi)型,海拔300 ~550 m,以紅壤為主。
在高峰試驗(yàn)點(diǎn),混交樹(shù)種為大花序桉與紅錐、火力楠,均設(shè)2 種混交模式、3 種純林模式,共7 個(gè)處理(表1)。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每小區(qū)12行(MD1和MD3 處理)或10 行(MD2、MD4、PD1、PD2 和PD3 處理),每行15株,3次重復(fù)。人工挖穴整地,造林株行距2 m × 3 m,每穴施0.5 kg 桉樹(shù)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(N、P 和K 總有效養(yǎng)分含量≥25%)做為基肥。2017年4月,選擇生長(zhǎng)健壯的苗木定植造林,大花序桉苗高約30 cm,紅錐、火力楠苗高約60 cm。造林后每年除草1 ~2次、追肥1次,連續(xù)撫育4年,造林當(dāng)年6月進(jìn)行第1次追肥,肥料為桉樹(shù)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥(N、P 和K 總有效養(yǎng)分含量≥30%),每穴施0.5 kg,第2 ~4 次分別于造林后第2—4年的4月進(jìn)行,第2 ~3 次肥料用量均為每穴施0.5 kg,第4 次肥料用量為每穴施0.75 kg,所用肥料與第1 次追肥的相同。試驗(yàn)林面積2.2 hm2。
表1 高峰試驗(yàn)點(diǎn)混交造林試驗(yàn)處理Tab.1 Mixed afforestation treatments in Gaofeng forest farm
在大桂山試驗(yàn)點(diǎn),混交樹(shù)種為大花序桉與閩楠,設(shè)3 種混交模式、2 種純林模式,共5 個(gè)處理(表2)。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每小區(qū)12行(ML1處理)或10 行(ML2、PL1 和PL2 處理)或9 行(ML3 處理),每行15 株,3 次重復(fù)。人工挖穴整地,造林株行距2 m × 3 m,基肥品種及用量與高峰試驗(yàn)點(diǎn)相同。2017年4月,選擇生長(zhǎng)健壯的苗木定植造林,大花序桉苗高約30 cm,閩楠苗高約60 cm。試驗(yàn)林除草、追肥撫育與高峰試驗(yàn)點(diǎn)相同。試驗(yàn)林面積1.6 hm2。
表2 大桂山試驗(yàn)點(diǎn)混交造林試驗(yàn)處理Tab.2 Mixed afforestation treatments in Daguishan forest farm
試驗(yàn)林3.5年生時(shí)調(diào)查林木胸徑、樹(shù)高生長(zhǎng)量,計(jì)算單株材積,計(jì)算公式如下[19]:
大花序桉單株材積(V,m3)計(jì)算公式:
式中,D1表示胸徑(cm);H1表示樹(shù)高(m)。
紅錐、火力楠和閩楠單株材積(V2,m3)計(jì)算公式[20]:
式中,D2表示胸徑(cm);H2表示樹(shù)高(m)。
單位面積混交林蓄積量(V3,m3/hm2)計(jì)算公式:
式中,V1表示單位面積混交林中大花序桉蓄積量(m3/hm2);V2表示單位面積混交林中紅錐、火力楠或閩楠蓄積量(m3/hm2);m表示單位面積混交林中大花序桉株數(shù);n表示單位面積混交林中紅錐、火力楠或閩楠株數(shù)。
采用Excel 2010和SPSS 19.0軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.1.1 高峰試驗(yàn)點(diǎn)不同處理平均單株材積比較
在高峰試驗(yàn)點(diǎn),MD1 ~MD4 處理的大花序桉平均單株材積大于PD1處理,分別高出7.31%、6.45%、11.19%和14.23%,MD3、MD4 處理極顯著高于PD1處理(P<0.01)(圖1)。MD1 和MD2 處理的紅錐平均單株材積比PD2 處理大,分別高出14.29%和12.68%,MD3和MD4處理的火力楠平均單株材積比PD3 處理大,分別高出26.87%和32.93%,但各處理間均差異不顯著。說(shuō)明大花序桉與紅錐、火力楠混交造林后對(duì)大花序桉、紅錐和火力楠樹(shù)木生長(zhǎng)均有利,可起到相互促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。
圖1 高峰試驗(yàn)點(diǎn)各處理樹(shù)木平均單株材積Fig.1 Average individual volumes of trees in Gaofeng forest farm
2.1.2 大桂山試驗(yàn)點(diǎn)不同處理平均單株材積比較
在大桂山試驗(yàn)點(diǎn),ML1 處理的大花序桉平均單株材積最大,極顯著高于ML2、PL1 處理(P<0.01),與ML3 處理差異不顯著(圖2)。除ML2 處理的大花序桉平均單株材積小于PL1 處理,ML1 和ML3 處理的大花序桉平均單株材積均比PL1 處理大,分別高出14.52%和11.01%,說(shuō)明ML1 和ML3 處理有利于大花序桉平均單株材積生長(zhǎng)?;旖涣种虚}楠的平均單株材積除ML2 處理比PL2 略小外,ML1、ML3處理的閩楠單株材積均大于PL2 處理,分別高出11.17%、4.96%,ML1 和ML3 處理均有利于閩楠生長(zhǎng)。
圖2 大桂山試驗(yàn)點(diǎn)各處理樹(shù)木平均單株材積Fig.2 Average individual volumes of trees in Daguishan forest farm
林分蓄積量是林木單株材積與單位面積林木株數(shù)的綜合反映,是林分生長(zhǎng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在高峰試驗(yàn)點(diǎn),MD1、MD2、MD3 和MD4 處理的蓄積量分別為53.05、52.91、53.42和53.79 m3/hm2,均與PD1處理的蓄積量(55.07 m3/hm2)差異不顯著,顯著高于PD2 和PD3 處理(P<0.05),4 個(gè)混交處理的蓄積量均差異不顯著(圖3)。
圖3 高峰試驗(yàn)點(diǎn)各處理林分蓄積量Fig.3 Stand accumulations of different afforestation treatments in Gaofeng forest farm
在大桂山試驗(yàn)點(diǎn),ML1 處理的蓄積量(59.42 m3/hm2)顯著高于ML2(46.92 m3/hm2)和ML3(46.98 m3/hm2)處理(P<0.05),且與PL1 處理的蓄積量(61.41 m3/hm2)差異不顯著;PL2 處理的蓄積量極顯著低于3個(gè)混交處理及PL1處理(P<0.01)(圖4)。
圖4 大桂山試驗(yàn)點(diǎn)各處理林分蓄積量Fig.4 Stand accumulations of different afforestation treatments in Daguishan forest farm
桉樹(shù)與鄉(xiāng)土樹(shù)種混交可促進(jìn)林木彼此的生長(zhǎng)及林分產(chǎn)量的增加。本試驗(yàn)中,混交模式MD1、MD2、MD3、MD4、ML1 和ML3 中的大花序桉平均單株材積分別比大花序桉純林高6.45% 、7.33%、11.19%、14.23%、11.01% 和14.52%;混交林模式MD1、MD2 中的紅錐平均單株材積分別比紅錐純林高26.87%、32.93%,混交模式MD3、MD4 中的火力楠平均單株材積分別比火力楠純林高12.68%、14.28%,混交模式ML1、ML3 中的閩楠平均單株材積分別比閩楠純林高11.17%、4.96%。從混交林與大花序桉純林蓄積量比值看,9行大花序桉+3行紅錐或火力楠、8 行大花序桉+ 2 行紅錐或火力楠、9行大花序桉+3 行閩楠這5 個(gè)混交模式林分蓄積量分別為大花序桉純林蓄積量的0.96、0.97、0.96、0.98和0.97 倍,與大花序桉純林蓄積量均差異不顯著。從將來(lái)產(chǎn)出的木材效益估算,紅錐、火力楠和閩楠的木材價(jià)值高,混交林可促進(jìn)這些林木生長(zhǎng),林分蓄積量大幅增長(zhǎng),其經(jīng)濟(jì)效益將超過(guò)大花序桉純林,初步認(rèn)為是有潛力的混交模式,可擴(kuò)大種植。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的大花序桉平均單株材積雖然相近,但大桂山試驗(yàn)點(diǎn)的大花序桉純林蓄積量略高于高峰試驗(yàn)點(diǎn),主要原因是高峰試驗(yàn)點(diǎn)的大花序桉曾遭受臺(tái)風(fēng)影響,折損一些林木,使其保存率低于大桂山試驗(yàn)點(diǎn)。
大花序桉與紅錐、火力楠等鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種混交后比其純林有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),是因?yàn)榇蠡ㄐ蜩駷閺?qiáng)陽(yáng)性速生樹(shù)種,紅錐、火力楠等鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種為幼林耐蔭且生長(zhǎng)速度慢的樹(shù)種,兩類(lèi)樹(shù)種混交后很快形成復(fù)層林結(jié)構(gòu),大花序桉林冠處于上層,其林冠層營(yíng)養(yǎng)空間相比大花序桉純林更大,能更好地利用太陽(yáng)光和生長(zhǎng)空間,從而使大花序桉在混交林中的生長(zhǎng)比純林快。處于下層的鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種幼林期就會(huì)受上層大花序桉的庇蔭,符合其生長(zhǎng)需求,因此可促進(jìn)鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種生長(zhǎng),兩類(lèi)樹(shù)種混種相得益彰。本試驗(yàn)豐富了桉樹(shù)與鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種混交研究?jī)?nèi)容,并篩選出有推廣潛力的混交模式,獲得初步試驗(yàn)成果,但因試驗(yàn)時(shí)間還短,最終結(jié)果有待繼續(xù)研究。