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,格木的相關研究主要集中在樹種特性[2]、更新障礙[2]、育苗技術[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小氣候變化的研究尚未見文獻報道。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溫濕度等小氣候的影響,為格木林的合理經營提供參考。
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。
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小班造林地為經濟林地,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。
造林后當年擴穴1 次,擴穴規(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年的格木林進行全面調查,調查內容包括格木的生長量、林下植物多樣性和林內小氣候。格木生長量調查進行每木樹高、地徑的測量,統(tǒng)計保存率、平均樹高和平均地徑;林下植物調查采取布設樣方法,具體做法如下:在每塊試驗小區(qū)內隨機布設5 個2 m×2 m 的小樣方,在小樣方內調查灌木、草藤本的種類、數量、蓋度和高度[8-9];林內小氣候測定采用溫度計、濕度計測定林內氣溫和濕度,曲卡溫度計測定土壤溫度,“日立”光照計測定光照強度[10]。
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查結果見表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??梢?,海拔高度影響著格木的存活數量和生長,低海拔地區(qū),格木保存率高且生長量較大。這應該是與格木的生態(tài)學特性密切相關,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、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
林下植物的種類、數量以及生長發(fā)育狀況主要由林內生境條件所決定。根據不同海拔高度格木林下植物調查結果(表4),隨著海拔高度的上升,格木林下植物的總數量、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%??梢?,隨著海拔高度上升,格木林下植物多樣性減弱。調查中發(fā)現,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,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
通過對不同海拔高度格木林內氣溫、濕度、土壤溫度和相對光照強度測定(表5)可知,不同海拔高度格木林內氣溫、濕度、土壤溫度和相對光照強度存在一定差異,總體表現為隨著海拔高度的上升,格木林內氣溫、土壤溫度和相對光照強度下降,林內濕度增加。其中,海拔高度430~470 m 格木林內氣溫、土壤溫度和相對光照強度,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%,林內濕度提高了3.4%;海拔高度520~580 m格木林內氣溫、土壤溫度和相對光照強度,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%,林內濕度提高了1.5%。由于海拔高度215~260 m 格木林內氣溫和土壤溫度較高,光照強度較大,因此格木林生長量大,林下植物種類、數量多且生長快。
表5 不同海拔高度格木林內小氣候變化
由本試驗結果可知,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的適應性。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,表現為林下植物的總數量、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,格木林內氣溫、土壤溫度和林內相對光照強度均下降,林內濕度增加。
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,根據云霄縣當地經營的樹種,格木可與桉樹、相思、木荷等樹種混交,從而增加當地人工林樹種資源,改善人工林結構。