徐放 張衛(wèi)華 潘文

(廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)試驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520)

我國(guó)森林資源豐富，但由于歷史上的采伐和破壞，珍貴樹(shù)種資源損失嚴(yán)重，20世紀(jì)80年代以來(lái)我國(guó)各地開(kāi)始發(fā)展珍貴樹(shù)種，并取得了一定的成效，但現(xiàn)階段可利用的珍貴樹(shù)種森林資源仍不充足。我國(guó)第九次全國(guó)森林資源清查中識(shí)別出101種列入栽培名錄的珍貴樹(shù)種，總株數(shù)約占全國(guó)喬木林總株數(shù)的17.5%，但其蓄積量?jī)H占全國(guó)喬木林總蓄積量的15.2%[1]。而隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)木材及其加工制品如高檔家具、地板和裝潢材料的市場(chǎng)逐漸擴(kuò)大，對(duì)珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)材的需求量逐年增加，紅木、柚木和橡木等闊葉硬木類主要依賴進(jìn)口。隨著東南亞、非洲和南美國(guó)家開(kāi)始意識(shí)到維護(hù)自身生態(tài)安全的重要性，逐步限制珍貴樹(shù)種大徑級(jí)木材的采伐、加工和出口，我國(guó)的木材需求缺口將逐漸增大，如何提升我國(guó)的現(xiàn)有珍貴樹(shù)種的培育技術(shù)水平，挖掘林地生長(zhǎng)潛力，提高珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)材的培育效率，保障我國(guó)珍貴樹(shù)種木材需求，對(duì)未來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全至關(guān)重要。珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)材培育周期較長(zhǎng)，與速生樹(shù)種相比技術(shù)環(huán)節(jié)較多，本文通過(guò)對(duì)珍貴樹(shù)種造林和經(jīng)營(yíng)各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的研究加以歸納整理，以期對(duì)珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)材高效培育提供參考。

1 選擇適生區(qū)進(jìn)行栽培

合理的適生區(qū)劃是實(shí)現(xiàn)珍貴樹(shù)種高效培育的重要前提。目前我國(guó)栽培的珍貴樹(shù)種主要包括外來(lái)樹(shù)種與鄉(xiāng)土樹(shù)種2大類，大多數(shù)珍貴樹(shù)種天然分布區(qū)相對(duì)狹窄，盲目地引種可能導(dǎo)致因氣候、水文等因素不適合而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。適生區(qū)評(píng)選的基本原則包括主導(dǎo)因子原則、客觀相似原則和與實(shí)際相結(jié)合原則等。曾杰等[2]發(fā)現(xiàn)，極端低溫是西南樺種植的主要限制因子，造林海拔不宜高于600m。朱萬(wàn)澤等[3]研究指出，年平均氣溫和最冷月平均氣溫是影響臺(tái)灣榿木分布的主要環(huán)境因子。

隨著目前衛(wèi)星遙感和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，各類包含氣溫、降水、土壤、海拔、光照、風(fēng)力等環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫(kù)逐步建立，可以方便地獲取各尺度環(huán)境數(shù)據(jù)，基于環(huán)境因子數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)的最大熵模型(MaxEnt)被提出并廣泛應(yīng)用，該方法可以基于大尺度的環(huán)境數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)某一物種的適生區(qū)，并可以準(zhǔn)確分析不同環(huán)境因子對(duì)適生度的貢獻(xiàn)率以及未來(lái)氣候變化條件下的適生區(qū)域變化，可以為珍貴樹(shù)種的培育提供長(zhǎng)期的指導(dǎo)。張殷波等[4]對(duì)35個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)降水季節(jié)變化、溫度年變化范圍是影響珍稀瀕危樹(shù)種翅油果樹(shù)分布的主要影響因子，并預(yù)測(cè)出在未來(lái)氣候變化的情況下，翅油果在山西的適生面積會(huì)出現(xiàn)縮減。另外，該方法也可以對(duì)影響珍貴樹(shù)種栽培的林業(yè)病蟲(chóng)害、外來(lái)入侵物種的適生區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以作為病蟲(chóng)害防治的重要參考。

2 選擇良好立地進(jìn)行培育

立地條件是影響森林形成與生長(zhǎng)發(fā)育的各種自然環(huán)境因子的總和，包括土壤、坡向、坡度、水文和人文活動(dòng)等多方面的因素。在珍貴樹(shù)種適生區(qū)內(nèi)，如何選擇立地也是決定珍貴樹(shù)種栽培效果的重要決定因素。彭龍福[5]在楠木不同立地生長(zhǎng)評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn),II類立地中大量元素和微量元素的含量均高于III類和IV類林地。陳淑蓉等[6]通過(guò)對(duì)三十一年生楠木生長(zhǎng)情況的分析發(fā)現(xiàn)，坡位對(duì)楠木的生長(zhǎng)影響最大，其次為坡度和坡向。杜健等[7]對(duì)51塊柚木樣地中的8個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行回歸分析，將立地因子的得分劃分為4個(gè)生產(chǎn)力等級(jí)，土壤因子對(duì)柚木的優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率達(dá)到了58.3%，最高產(chǎn)組優(yōu)勢(shì)木的年生長(zhǎng)量可達(dá)到最低產(chǎn)組的3.2倍。唐誠(chéng)等[8]研究發(fā)現(xiàn)，可采用坡位、海拔和坡向等3個(gè)因子組合劃分立地類型，而在較高海拔、陰坡或半陰坡立地中，西南樺的生長(zhǎng)狀況較好，青岡的生長(zhǎng)量隨著坡向陰性成分的增加而提升，生長(zhǎng)在陰坡的林分速生期長(zhǎng)，材積積累量大，胸徑、冠幅和枝下高均顯著高于陽(yáng)坡林分。

植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性是植物在進(jìn)化過(guò)程中與環(huán)境互作形成的特定機(jī)制，由于不同物種對(duì)環(huán)境的需求不同，對(duì)立地因子的響應(yīng)也有很大的差別。在珍貴樹(shù)種培育的過(guò)程中，應(yīng)該在現(xiàn)有人工林中選定若干標(biāo)準(zhǔn)地，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地的土壤類型、土壤養(yǎng)分、土壤物理性質(zhì)、土層厚度、坡向、坡位、坡度、海拔等主要環(huán)境因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用數(shù)量化理論或回歸模型等方法，評(píng)定影響各珍貴樹(shù)種的關(guān)鍵立地因子，完成生產(chǎn)力級(jí)的劃分，在此基礎(chǔ)上，可以編制立地指數(shù)表，用以更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐[9]。

3 林地空間合理利用

樹(shù)木生長(zhǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，隨著生長(zhǎng)年限的增加，對(duì)空間和光照的需求會(huì)逐年增加。而各類珍貴用材樹(shù)種的分枝特性、自然整枝能力和生長(zhǎng)節(jié)律均存在差異，因此對(duì)不同樹(shù)種的不同生長(zhǎng)階段，應(yīng)采用有針對(duì)性的空間與密度控制措施，用以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)樹(shù)大徑材的高效培育。在西南樺的研究中，張海水等[10]總結(jié)出目標(biāo)培育中大徑材的林分初植密度以75株·667m-2為宜，種植密度過(guò)高會(huì)影響初期生長(zhǎng)并提升了造林成本，在西南樺生長(zhǎng)至8a后，初植密度為75株·667m-2的林地單株生長(zhǎng)會(huì)開(kāi)始因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)而受到抑制，因此需要在此階段進(jìn)行一次間伐，保留60%生長(zhǎng)較好的單株即可，在生長(zhǎng)至20a后即可進(jìn)行主伐。另外，闊葉珍貴樹(shù)種與短輪伐期樹(shù)種進(jìn)行混交，也是一種充分利用空間的栽培方式，利用對(duì)短輪伐期樹(shù)種的采伐實(shí)現(xiàn)林地的密度控制。如，紅錐可以與杉木或濕地松等針葉樹(shù)種采取1∶3的密度混交，根據(jù)立地種植130～160株·667m-2，在杉木或濕地松等短輪伐期樹(shù)種生長(zhǎng)至7～10a時(shí)，即可視生長(zhǎng)情況對(duì)針葉樹(shù)種進(jìn)行伐除，收獲針葉樹(shù)種小徑材，保留40～50株·667m-2珍貴樹(shù)種，用以培育珍貴樹(shù)種大徑材。在現(xiàn)有的近成熟林下，林下種植苗期相對(duì)耐蔭蔽的珍貴樹(shù)種，待珍貴樹(shù)種苗木生長(zhǎng)3～5a后，可對(duì)成熟林進(jìn)行采伐，即可獲得珍貴樹(shù)種幼林的純林，楠木、紅錐等珍貴樹(shù)種均可采用類似的方式進(jìn)行栽培。在實(shí)際栽培過(guò)程中，可以根據(jù)不同樹(shù)種的特點(diǎn)，選擇適宜的空間利用方式，以實(shí)現(xiàn)林地生產(chǎn)力的提升。

4 充足合理的養(yǎng)分供應(yīng)

種苗質(zhì)量是決定林地最終生產(chǎn)力的重要因素之一，良種壯苗的使用可以顯著地節(jié)約后續(xù)補(bǔ)植和管護(hù)的成本，珍貴樹(shù)種中也開(kāi)展了大量壯苗培育的研究，主要包括苗期養(yǎng)分需求、營(yíng)養(yǎng)診斷、苗期專用肥研發(fā)和輕基質(zhì)篩選等。目前輕基質(zhì)育苗已經(jīng)基本成為了林木種苗培育的主流，目前在柚木、樟樹(shù)、椿木、紅錐、降香黃檀、楠木等樹(shù)種中均評(píng)選出了可高效培育良種壯苗的輕基質(zhì)及其配套的栽培容器，可以高效產(chǎn)出良種壯苗。

而在造林后，不同物種對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求也不盡相同，通過(guò)對(duì)不同物種的不同生長(zhǎng)階段的養(yǎng)分需求規(guī)律開(kāi)展研究，并提出具有針對(duì)性的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充措施，開(kāi)發(fā)出專用肥，可以更好地實(shí)現(xiàn)珍貴樹(shù)種林地的高效經(jīng)營(yíng)。張龍等[11]首次在樟樹(shù)人工林中開(kāi)展了DRIS營(yíng)養(yǎng)診斷研究，發(fā)現(xiàn)樟樹(shù)低產(chǎn)組需肥的緊迫程度排序?yàn)榱?鈣>氮>鉀。孫啟武[12]利用DRIS方法研究總結(jié)出西南樺人工林的養(yǎng)分需求規(guī)律，并基于此計(jì)算出西南樺的最佳施肥配方，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著林分生長(zhǎng)年限的增加，土壤的物理性質(zhì)會(huì)隨之改變，土壤密度逐漸降低，最大持水量、總孔隙度等呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)?；谟?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的提升，利用遙感或光譜紋理特征也可以對(duì)珍貴樹(shù)種的營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行評(píng)定，可以更高效地對(duì)林地進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)并開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)補(bǔ)充。針對(duì)降香黃檀中已經(jīng)開(kāi)展了基于多特征和改進(jìn)BPNN(Back Propagation Neural Network)法對(duì)植株氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的無(wú)損檢測(cè)，可以較為準(zhǔn)確地反映出植株的氮素營(yíng)養(yǎng)情況。陳珠琳等[13]利用植被指數(shù)和多光譜紋理特征開(kāi)展了降香黃檀葉片全鐵含量預(yù)測(cè)研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)降香黃檀鐵元素含量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，并提出了植株健康生長(zhǎng)狀態(tài)下葉片的含鐵量范圍。以上方法均有效地實(shí)現(xiàn)了珍貴樹(shù)種營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)，有助于提升營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的效率，最終為珍貴樹(shù)種經(jīng)營(yíng)中的“精準(zhǔn)施肥”提供有效的參考，在滿足植株養(yǎng)分需求的情況下避免肥料浪費(fèi)造成的污染。

5 有效的樹(shù)體控制

闊葉珍貴樹(shù)種大多冠幅寬大，自然整枝能力較弱，這就造成了在其生長(zhǎng)過(guò)程中，基部枝條大多較為粗大，部分植株在主干基部即形成2個(gè)以上的分枝同時(shí)向上生長(zhǎng)，不利于主干形成良好的干形和主干基部的材積積累，大大降低了蓄積量和出材率；珍貴樹(shù)種木材大多堅(jiān)硬耐腐，這就造成主干基部的枯死枝條會(huì)長(zhǎng)時(shí)間附著在主干上，隨著主干的生長(zhǎng)，死亡枝條被包裹進(jìn)木材中形成節(jié)疤，且木材節(jié)疤大多集中在主干基部的心材處，嚴(yán)重影響了木材的加工性能和美觀度，大大降低了木材的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，對(duì)部分自然整枝能力較差的樹(shù)種在幼林期開(kāi)展適當(dāng)?shù)男拗Γ梢詼p少主干基部心材的節(jié)疤形成，大幅度提升木材的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

方揚(yáng)輝[14]在對(duì)珍貴樹(shù)種鵝掌楸的修枝研究中發(fā)現(xiàn)，適度的修枝對(duì)九年生單株的株高、胸徑生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，過(guò)度修枝(修去冠高1/2以上)則會(huì)對(duì)生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制。徐遠(yuǎn)等[15]在紅椿幼林的修枝試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，合理的修枝除了可以將蓄積量提升16.7%外，還提升了主干的圓滿度，同時(shí)將活枝以下的樹(shù)節(jié)個(gè)數(shù)降低了45.8%，顯著降低了木材死節(jié)的發(fā)生率，改善了木材的品質(zhì)。王春勝等[16,17]發(fā)現(xiàn)，西南樺適宜的修枝時(shí)間為造林后5a，冠長(zhǎng)保留樹(shù)高的1/3為宜，既不影響西南樺的生長(zhǎng)，又能提高優(yōu)質(zhì)木材的出材率，同時(shí)修枝還可以減小西南樺擬木蠹蛾在植株上的分布區(qū)域，可以顯著降低林中擬木蠹蛾的蟲(chóng)口數(shù)，減少防治的成本。因此，適當(dāng)?shù)臉?shù)體控制，也是珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)材培育技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)木材的質(zhì)量影響尤為顯著。

6 結(jié)論

綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在珍貴樹(shù)種培育的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)均開(kāi)展的大量的研究，涉及適生區(qū)劃、立地因子、密度控制、營(yíng)養(yǎng)控制和樹(shù)體控制等多個(gè)方面，除了傳統(tǒng)的技術(shù)外，一些先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析處理方法和信息手段也被引入珍貴樹(shù)種栽培技術(shù)研究中，可以更加有效地培育珍貴樹(shù)種大徑材。目前我國(guó)的珍貴樹(shù)種栽培研究仍有很大的發(fā)展空間，對(duì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值較高的重要珍貴樹(shù)種開(kāi)展重點(diǎn)研究，形成覆蓋品種選育-高效擴(kuò)繁-壯苗培育-高效栽培-高值利用等全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)鏈條，夯實(shí)珍貴樹(shù)種高效培育的基礎(chǔ)，并拓展珍貴樹(shù)種大徑級(jí)無(wú)節(jié)良材的市場(chǎng)，進(jìn)而推動(dòng)珍貴樹(shù)種產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展，促進(jìn)珍貴樹(shù)種的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益的同步實(shí)現(xiàn)。