文昌市低效木麻黃林近自然改造效果

林之盼 林小瓊 薛楊 王小燕

摘要[目的]在文昌市島東林場(chǎng)低效木麻黃純林中開展近自然經(jīng)營改造技術(shù)試驗(yàn)，對(duì)3種模式下的樹種生長進(jìn)行調(diào)查研究，選擇出最佳的配置模式。[方法]采用方差統(tǒng)計(jì)、聚類分析的方法對(duì)10個(gè)樹種的樹高、地徑、冠幅生長量生長情況進(jìn)行整體比較。[結(jié)果]伊朗紫硬膠、非洲楝第1年和第2年均表現(xiàn)出樹高、地徑、冠幅生長速度較快，相反檀香紫檀、瓊崖海棠和黃槿生長速度較慢，其他樹種表現(xiàn)不一，并將樹種分為3類，第1類為速生樹種，有非洲楝和伊朗紫硬膠;第2類為中生樹種，有麻楝、花梨，山竹、大葉相思、母生;第3類為慢生樹種，有瓊崖海棠、黃槿、檀香紫檀。[結(jié)論]根據(jù)近自然化原則、樹種生態(tài)特性和垂直結(jié)構(gòu)理論，選擇花梨、非洲楝和檀香紫檀混交模式作為低效木麻黃林下近自然改造的首選配置模式。

關(guān)鍵詞低效林;生長量;聚類分析;配置模式

中圖分類號(hào)S718.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2019）03-0094-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.030

文昌市沿海防護(hù)林以木麻黃（Casuarina equisetifolia）作為主要樹種，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)木麻黃人工林占文昌市沿海防護(hù)林有林地經(jīng)營面積的80%[1]，可見，木麻黃在文昌的森林資源結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位。但是近年來，受到外界干擾、立地條件和自然災(zāi)害的影響，部分木麻黃出現(xiàn)老化、病蟲害嚴(yán)重，加上經(jīng)過多年經(jīng)營木麻黃，土壤肥力缺乏，林木生長受到破壞，出現(xiàn)低效木麻黃林分，防護(hù)功能后天衰退，提高了林火災(zāi)害的危險(xiǎn)，對(duì)沿海防護(hù)林多樣性和生境完整性形成巨大的威脅[2]。如何使其維持較高的生態(tài)效益，已成為森林經(jīng)營工作中的重點(diǎn)。歷史的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)讓人們認(rèn)識(shí)到單一樹種的輪伐期人工林經(jīng)營模式不利于在一個(gè)區(qū)域內(nèi)大規(guī)模使用，需要開發(fā)和應(yīng)用更精細(xì)的多功能的近自然森林經(jīng)營模式，培育出結(jié)構(gòu)功能合理的近自然森林[3-4]。

近自然森林經(jīng)營是以鄉(xiāng)土樹種為主，以不同樹齡、多個(gè)層次、多個(gè)樹種、多樣品種組成的近自然化多功能森林為目標(biāo)[5]，通過結(jié)合人工經(jīng)營處理措施與自然結(jié)構(gòu)和生長優(yōu)勢(shì)的積極作用，實(shí)現(xiàn)具有生物多樣性、穩(wěn)定性、多功能性的綜合高效近自然森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營模式[6]。在我國南方，對(duì)杉木純林的近自然化改造試驗(yàn)證明，大力營造異齡混交林以改良土壤和改善生物多樣性[7]，海南省東北部海岸地區(qū)開展了相關(guān)的木麻黃混交造林試驗(yàn)，在營造混交海防林的角度上獲得了一些經(jīng)驗(yàn)，其中木麻黃-相思混交林在促進(jìn)林分生長、土壤養(yǎng)分發(fā)育上也取得一定的效果，但以鄉(xiāng)土樹種為主多樹種套種在木麻黃人工林上的試驗(yàn)研究報(bào)道較少。筆者以文昌市島東林場(chǎng)東風(fēng)作業(yè)區(qū)低效木麻黃林為研究對(duì)象，選擇花梨、伊朗紫硬膠、瓊崖海棠、山竹、母生、黃槿、檀香紫檀、非洲楝、麻楝、大葉相思10個(gè)樹種，設(shè)計(jì)了低效木麻黃林下套種3種模式試驗(yàn)，通過對(duì)套種后的林下幼齡樹種生長進(jìn)行定期測(cè)定，分析各樹種的生長動(dòng)態(tài)，選擇出最佳的配置模式，從而為低效林改造提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于文昌市島東林場(chǎng)東風(fēng)作業(yè)區(qū)，地處110°36′～110°01′E，19°40′～20°06′N，屬于沿海平原地帶，熱帶海洋性季風(fēng)氣候，日照充足，氣候溫和，太陽總輻射強(qiáng)，年均氣溫22.5～23.8 ℃，年均降雨量1 808 mm，相對(duì)濕度70%。土壤類型為濱海沉積物砂壤土，pH為6.5～8.4。人工植被以木麻黃為主，灌木主要是野牡丹、馬櫻丹、桃金娘、大青等，草本主要有牛筋草、鬼針草、勝紅薊等。

1.2材料

選擇非洲楝、花梨、檀香紫檀、伊朗紫硬膠、大葉相思、瓊崖海棠、黃槿、麻楝、山竹、母生作為試驗(yàn)樹種，具體造林規(guī)格見表1。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以島東林場(chǎng)東風(fēng)作業(yè)區(qū)低效木麻黃純林為研究對(duì)象，開展近自然經(jīng)營改造技術(shù)試驗(yàn)，設(shè)置3種不同林下套種樹種配置模式，即模式1：非洲楝、花梨、檀香紫檀;模式2：大葉相思、黃槿、瓊崖海棠、伊朗紫硬膠;模式3：麻楝、母生、山竹。采用帶狀補(bǔ)植方式，穴狀整地，株行距為1.5 m×3.0 m，穴的規(guī)格為40 cm×40 cm×40 cm。將樹苗放入穴內(nèi)培土并分層踏實(shí)。該試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每種模式中建立20 m×30 m標(biāo)準(zhǔn)地，每種模式3次重復(fù)，總共布設(shè)9塊樣地，造林時(shí)間2017年3月，分別于2017年11月、2018年8月對(duì)樣地內(nèi)套種的幼樹成活率以及樹高、胸徑、冠幅生長量進(jìn)行調(diào)查。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差統(tǒng)計(jì)和聚類分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同樹種幼樹的成活率

套種后當(dāng)年10個(gè)樹種的幼樹成活率均在60%以上，其中麻楝、母生的成活率最高，達(dá)97%;非洲楝、花梨成活率次之，均達(dá)90%;伊朗紫硬膠、大葉相思、檀香紫檀的成活率達(dá)80%～86%;瓊崖海棠、山竹和黃槿的成活率低，分別為70%、65%和63%。對(duì)成活率低的樹種進(jìn)行補(bǔ)植，后續(xù)追蹤調(diào)查成活率都較好，均達(dá)85%。

2.2幼樹生長分析

2.2.1地徑生長動(dòng)態(tài)。10個(gè)樹種間各年齡的地徑生長差異極顯著（P<0.01）。由圖1可以看出，套種后當(dāng)年非洲楝地徑表現(xiàn)出快速生長，生長量為0.43 cm，第2年生長稍微減緩;伊朗紫硬膠、大葉相思、麻楝、花梨、山竹和母生均為套種當(dāng)年生長緩慢，第2年地徑生長有上升的趨勢(shì)，生長量分別為0.63、0.55、0.53、0.46、0.27和0.25 cm;瓊崖海棠、黃槿、檀香紫檀地徑生長較慢，套種后2年地徑年均生長量小于01 cm。套種樹種地徑生長速度依次為非洲楝、伊朗紫硬膠、大葉相思、麻楝、花梨、山竹、母生、瓊崖海棠、黃槿、檀香紫檀。

2.2.2

樹高生長動(dòng)態(tài)。10個(gè)樹種在套種當(dāng)年樹高生長差異不顯著（P>0.05），第2年樹高生長差異顯著（P<0.05）。由圖2可以看出，套種后當(dāng)年10個(gè)樹種樹高生長量介于9.0～13.3 cm，第2年樹高生長量較第1年有不同程度的增長，其中非洲楝、伊朗紫硬膠、大葉相思、花梨、麻楝、山竹、母生的樹高發(fā)生顯著變化，生長量為23～53 cm，其次黃槿、檀香紫檀和瓊崖海棠生長平穩(wěn)，生長量為12 cm左右。套種樹種樹高生長速度依次為非洲楝、伊朗紫硬膠、麻楝、大葉相思、花梨、山竹、母生、黃槿、檀香紫檀、瓊崖海棠。

2.2.3冠幅生長動(dòng)態(tài)。10個(gè)樹種間各年齡的冠幅生長差異極顯著（P<0.01），由圖3可以看出，套種后大葉相思和非洲楝保持較高的冠幅生長，年均生長量分別為22.33、20.16 cm;其次黃槿、山竹、伊朗紫硬膠、檀香紫檀、瓊崖海棠也表現(xiàn)出較好的生長趨勢(shì)，套種當(dāng)年生長慢，但第2年生長迅猛，生長量分別為17.0、16.6、16.0、12.0、11.6 cm;母生和麻楝生長較慢，2年之間生長量變化不大，年均生長量分別為10.5、7.0 cm;花梨冠幅生長最慢，套種后當(dāng)年生長量為5.6 cm，第2年冠幅生長量?jī)H為1.0 cm。套種樹種冠幅生長速度依次為大葉相思、非洲楝、黃槿、山竹、伊朗紫硬膠、檀香紫檀、瓊崖海棠、母生、麻楝、花梨。

3結(jié)論與討論

（1）從該試驗(yàn)低效木麻黃林下套種樹種幼林生長情況來看，各樹種生物生態(tài)學(xué)特性不同，林下10個(gè)樹種1年成活率都較好，除了瓊崖海棠、山竹和黃槿的成活率不足80%外，其他樹種均能達(dá)80%以上的成活率，反映它們適合在當(dāng)?shù)氐托韭辄S林分下補(bǔ)植套種。在苗木年生長量方面，非洲楝、伊朗紫硬膠無論是第1年還是第2年，樹高、地徑、冠幅生長速度均較快，相反檀香紫檀、瓊崖海棠和黃槿生長速度較慢，其余樹種在不同時(shí)期的樹高、地徑、冠幅年生長量均有著不同的生長趨勢(shì)，有的樹種為縱向生長，有的為橫向生長，如花梨地徑、樹高生長較好，由于是落葉樹種，冠幅生長稍差。因此，單一的生長指標(biāo)不能準(zhǔn)確地反映不同樹種的整體生長狀況[8]。采用聚類分析的方法，對(duì)10個(gè)樹種樹高、地徑、冠幅生長情況進(jìn)行整體比較，結(jié)果表明非洲楝和伊朗紫硬膠生長速度較快，在低效木麻黃林下具有較好的適應(yīng)性，可作為先鋒樹種;麻楝、花梨、山竹、母生、大葉相思等樹種生長速度一般，作為中生樹種;瓊崖海棠、黃槿、檀香紫檀生長速度較慢，作為慢生樹種。

（2）依據(jù)上述分析結(jié)果，根據(jù)近自然化原則，進(jìn)行樹種配置時(shí)，應(yīng)注重速生樹種和慢生樹種的合理搭配，間隔布植，以速生樹種快速形成森林，慢生樹種則起到豐富林分、穩(wěn)定群落的作用[9]。通過聚類分析方法，同一生長類型中軸離系數(shù)很小的2個(gè)或多個(gè)種類應(yīng)避免配置在一起，這樣可盡量減少或避免相近生態(tài)位樹種在對(duì)環(huán)境資源利用方面的競(jìng)爭(zhēng)[10]。由此可以看出，3種木麻黃林下套種樹種配置模式中，花梨、非洲楝和檀香紫檀在低效木麻黃林下配置模式效果是最佳的。但由于林下套種混交模式的林分還處于幼林階段，樹種之間是競(jìng)爭(zhēng)還是促進(jìn)關(guān)系，還需進(jìn)一步研究。

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