黔中石漠化地區(qū)造林密度對白刺花生長的影響

摘要：通過對白刺花（Sophora davidii）年生長周期內苗高、地徑及冠幅的調查，研究了在石漠化地區(qū)不同造林密度對白刺花生長的影響。結果表明，在栽培密度為90 cm×90 cm時，白刺花的地徑、苗高和冠幅達到最高，效果最好。方差分析表明，栽培密度對白刺花的苗高影響不顯著，在一定密度范圍內，對白刺花的地徑和冠幅影響達顯著水平。

關鍵詞：白刺花（Sophora davidii）；石漠化區(qū)；造林密度；生長指標

中圖分類號：S725.6；S793.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）07-1633-03

白刺花（Sophora davidii）別名狼牙刺、苦刺花、馬蹄針等，屬豆科槐屬半常綠落葉灌木[1]。白刺花植株叢生或單生，株高2～3 m，花期3～5月，耐寒冷，耐貧瘠，生態(tài)適應性廣[2]，是巖溶山區(qū)理想的水土保持、改良土壤、營造生物圍欄及綠化造林的先鋒樹種[3]。白刺花天然分布面積有限，種子硬實現(xiàn)象明顯[4]，在石漠化地區(qū)自然成活率極低。因此其人工培育的關鍵技術，如優(yōu)質苗木培育、造林立地選擇、密度調控、促花技術等問題亟待解決。白刺花作為石漠化地區(qū)生態(tài)農業(yè)綜合開發(fā)利用的優(yōu)良植物，具有相當高的研究開發(fā)價值，為此通過觀測白刺花在不同造林密度下的生長指標變化，分析種植密度對其生長的影響，尋找合理的種植密度，以期為白刺花的合理密植和人工造林提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省關嶺縣上關鎮(zhèn)冬足村三岔路，北緯25°49.909′-25°49.929′，東經105°37.641′-105°37.630′，海拔1 060～1 079 m。氣候類型主要為半亞熱帶季風濕潤氣候，光熱資源豐富，年均氣溫18.4 ℃，年均極端最高氣溫為32.4 ℃，年均極端最低氣溫為6.6 ℃，年降水量680～1 100 mm。年總積溫達6 542.9 ℃，季節(jié)分配極不均勻，冬春旱及伏旱嚴重，全年無霜期在337 d以上，土壤為石灰土，pH 7.1～7.6。

1.2 試驗設計

2012年5月對白刺花幼苗進行移栽，選擇石漠化地區(qū)相對平整的地塊，采取4個不同的栽培密度定植，即：90 cm×90 cm、70 cm×70 cm、50 cm×50 cm、30 cm×30 cm。每個密度定植100株，再從每個密度處理中隨機抽取20株進行數(shù)據采集，所有的幼苗采取統(tǒng)一的管理措施。

1.3 測定內容及方法

測定內容包括白刺花植株的地徑、高度和冠幅3個指標，從5月幼苗移栽時進行第一次測量，每30 d測量1次，持續(xù)到次年3月，共測量11次。

將栽培密度作為影響因素，分別以苗高、地徑和冠幅作為因變量，采用DPS 7.05和Excel 2010進行單因素方差分析，研究造林密度對白刺花生長指標的影響。

2 結果與分析

2.1 不同造林密度對白刺花地徑的影響

通過圖1可以看到，在不同的造林密度下，白刺花植株的地徑增長速率存在差異。隨著白刺花種植時間的推移，植株的地徑都呈現(xiàn)先上升后趨于平穩(wěn)的趨勢，但不同的栽培密度白刺花植株的地徑增長程度不同。其中，在90 cm×90 cm種植密度下植株的地徑增長速度最快，其次是30 cm×30 cm，而50 cm×50 cm和70 cm×70 cm的增長速度相當。而由圖2可見，植株地徑的增長趨勢總體上為夏季>秋季>春季>冬季。這與貴州典型的喀斯特地貌密切相關，夏秋兩季雨水充足，溫度等條件適宜，植株的生長速度最快。冬季氣溫降低，光照較弱且時長不足，植株的光合作用降低，導致植株生長緩慢。春季氣溫回升，光照時間較冬日長，因此植株生長速度較冬季快。在末期測量時發(fā)現(xiàn)，在造林密度為90 cm×90 cm時，植株的地徑最大，達到了15 cm，分別比其他造林密度30 cm×30 cm、50 cm×50 cm、70 cm×70 cm高出2.62、3.81、3.83 cm。

2.2 不同造林密度對白刺花苗高的影響

在不同造林密度下，隨著生長期的延長，白刺花苗高均逐漸增高，其中90 cm×90 cm密度處理下增長速度最快，而在70 cm×70 cm密度處理下增長速度最慢（圖3）。由圖4可以看出，由于溫度和水分等條件適宜，白刺花的苗高在夏季增長最為迅速，增幅明顯高于冬春兩季。其中，90 cm×90 cm密度處理下植株在夏季的苗高增量最大，30 cm×30 cm與50 cm×50 cm密度處理次之，兩者相差不大，70 cm×70 cm處理最低。在末期測量時可知，90 cm×90 cm的造林密度下，白刺花的苗高最大，平均達到了150.13 cm，分別比其他3個密度處理30 cm×30 cm、50 cm×50 cm、70 cm×70 cm高出8.28、21.34、33.31 cm。

2.3 不同造林密度對白刺花冠幅的影響

許多研究表明，冠幅的大小和直徑是緊密相關的[5]。如圖5所示，在4種造林密度下，白刺花冠幅呈不同程度的上升趨勢。其中，植株冠幅在90 cm×90 cm造林密度下的增長速度明顯高于其他造林密度，最大為155.47 cm，分別高出其他3個密度處理30 cm×30 cm、50 cm×50 cm、70 cm×70 cm 43.79、40.00、40.41 cm。而白刺花冠幅在夏季增長幅度最為明顯，秋季次之，冬春兩季變化較小（圖6）。

2.4 不同造林密度對白刺花地徑、苗高及冠幅增長量的方差分析

白刺花苗木的生長指標包括地徑、苗高和冠幅3個因子，造林密度對這3個因子均有一定的影響。通過測量苗木的生長指標（表1）得知，不同造林密度對白刺花的地徑、苗高和冠幅增長量存在不同程度的影響。30 cm×30 cm與其他3個密度處理之間，白刺花苗木地徑的增長量差異均不顯著，而90 cm×90 cm與50 cm×50 cm、70 cm×70 cm的造林密度之間，白刺花苗木地徑的增長量差異顯著。白刺花地徑增長量從大到小為90 cm×90 cm密度處理、30 cm×30 cm密度處理、70 cm×70 cm密度處理、50 cm×50 cm密度處理。在造林密度為90 cm×90 cm時，白刺花的苗木地徑增長量最大，分別是30 cm×30 cm、50 cm×50 cm、70 cm×70 cm地徑的1.21倍、1.30倍、1.29倍，在造林密度為50 cm×50 cm時地徑增長量最小。

不同的造林密度下，白刺花苗木的高度有一定的變化，但4個處理之間差異不顯著，這與諶紅輝等[6]關于造林密度對馬尾松的平均高無顯著影響的研究結論一致。孫時軒等[5]、丁貴杰等[7]關于造林密度對苗木生長進程的研究也表明，密度對樹高生長有影響，但影響較弱，在相當寬的一個中等密度范圍內無顯著影響。Daniel等[8]和Hummel[9]的研究結果也表明，林木的樹高相對而言不受競爭的影響。

隨著造林密度的減小，白刺花苗木的冠幅逐漸增大。90 cm×90 cm與30 cm×30 cm密度處理相比，白刺花苗木冠幅的增長量差異顯著，而與50 cm×50 cm、70 cm×70 cm密度處理之間差異均不顯著。可能原因是密度小，單株白刺花的生長空間較大，獲得的陽光和營養(yǎng)成分更加充足，所以生長狀況相對較好。

3 小結與討論

植物的生長主要表現(xiàn)為干重的不可逆增加和形態(tài)指標的變化，其中苗高和地徑是其重要指標，是苗木地上部分最直觀和易測的形態(tài)指標，能反映苗木的生長狀況[10-13]。加之試驗擬把白刺花作為蜜源植物在石漠化荒山進行培育，主要經營目的為增加花的生物量，因此試驗中不僅觀測了白刺花的苗高和地徑變化，而且把白刺花的冠幅也作為測定苗木生長情況的主要評價指標之一。

研究發(fā)現(xiàn)，造林密度對白刺花植株的地徑和冠幅均存在顯著影響，但對苗高影響差異不顯著。Harper[14]和Drew等[15]的研究認為，林木的冠幅和胸徑隨著栽培密度的增大而減小。但本研究發(fā)現(xiàn)，白刺花植株在30 cm×30 cm密度處理下的地徑和苗高反而大于50 cm×50 cm、70 cm×70 cm的密度處理，說明灌木的生長變化并不一定隨著密度的增大而減小。可能是由于密度較大時，林分郁閉加快，林下其他植物獲取光照的機會減少，從而導致種間競爭減小，并且由于其減少了陽光對地表的直射，使其土壤的保水性提高，因此地徑和苗高生長速率較快。而在密度較小的90 cm×90 cm處理下，白刺花的種內競爭較小，加之石漠化地區(qū)的特殊生境造成大部分不耐旱的植物難以生長，因此在種間競爭不大的情況下白刺花能夠迅速生長。

在喀斯特石漠化地區(qū)，巖石裸露率高，土層淺薄、土壤總量少，很多植物都難以生存。白刺花以其成林時間短、根系發(fā)達、耐干旱、萌檗能力強等特點，成為了喀斯特石漠化地區(qū)灌叢草地改良及石漠化早期恢復階段的先鋒樹種[16]。通過本研究發(fā)現(xiàn)，在白刺花造林過程中，要充分認識到喀斯特石漠化地區(qū)的環(huán)境特殊性，既要考慮種內競爭也要兼顧種間競爭的影響。在造林初期，可適當增加密度，在30 cm×30 cm下合理密植，在林木達到一定郁閉度的情況下，對其適當進行間伐處理，這樣既提高了土地資源的利用率，又降低了由于種內競爭對白刺花苗木生長造成的影響。

參考文獻：

[1] 趙方瑩.水土保持植物[M].北京：中國林業(yè)出版社，2007.

[2] 西南林學院.云南樹木圖志（下）[M].昆明：云南科技出版社，1991.

[3] 陳 強，王達明，李品榮，等.白刺花的育苗造林技術及開發(fā)利用前景[J].中國野生植物資源，2002，21（6）：20-21.

[4] 陳 玲，李葦潔，徐 信，等.不同處理方法對白刺花種子萌發(fā)的影響[J].種子，2011，30（7）：110-113.

[5] 孫時軒，沈國舫，王九齡，等.造林學[M].第二版.北京：中國林業(yè)出版社，1992.

[6] 諶紅輝，丁貴杰.馬尾松造林密度效應研究[J].林業(yè)科學，2004，40（1）：93-97.

[7] 丁貴杰，周政賢.馬尾松不同造林密度和不同利用方式經濟效果分析[J].南京林業(yè)大學學報，1996，20（2）：24-29.

[8] DANIEL T，HELMS J，BAKER F S. Principles of Silviculture [M].2nd ed.New York：McGraw-Hill Book Company，1979.

[9] HUMMEL S.Height，diameter and crown dimensions of Cordia alliodora associated with tree density[J]. Forest Ecology and Management，2000，127（1-3）：31-40.

[10] 徐小靜，許 琳，鄭華福，等.荒山定向經營技術研究[J].浙江林業(yè)科技，2004，24（2）：8-l1.

[11] 房 用，姜成平，焦其宏，等.楊樹薪炭林研究[J].遼寧林業(yè)科技，2000（5）：8-9.

[12] 王利軍，陳海霞，馬履一，等.7個楊樹能源林無性系的初步選擇[J].林業(yè)科技開發(fā)，2010（4）：109-113.

[13] 阮成江，李代瓊.沙棘林木生長與地上部生物量動態(tài)[J].陜西林業(yè)科技，2000（3）：10-14.

[14] HARPER J L.Population Biology of Plants[M]. London： Academic Press，1977.

[15] DREW T J，F(xiàn)LEWELLING J W.Stand density management： an alternative approach and its application to douglas-fir plantation[J]. Forest Science，1979，25：518-532.

[16] 李安定，李葦潔，唐金剛，等.貴州喀斯特石漠化區(qū)白刺花群落主要種群生態(tài)位分析[J].湖北農業(yè)科學，2013，52（14）：3287-3289.