文昌錦山鎮次生林生態恢復造林樹種早期生長效果分析

李燕清，薛楊，宿少鋒，王小燕，林之盼，薛雁文

（海南省林業科學研究所，海南海口 571100）

海南島東北部沿海文昌區域分布有自然森林和農村房前屋后半自然林，植物多樣性豐富，維管束植物達1300多種[1]，是海南島熱帶地區森林資源的主要組成部分，在維護區域生態平衡及促進區域社會經濟發展具有十分重要的、不可替代的作用[2]；然而，近年來沿海一帶遭受包括開礦、種瓜等人為干擾和常受強臺風、巨浪等自然干擾[3～4]，使海岸帶和臨海內陸次生林、農村房前屋后半自然林等遭受嚴重破壞[5]。目前，文昌地區沿海次生林森林生態系統出現明顯的退化跡象，次生林面積的不斷減少、林分生產活力差、森林生物多樣性保護受到嚴重的威脅等問題[6～8]。為了沿海次生林得到較好的恢復，有必要對文昌區域分布有自然森林和農村房前屋后半自然林植被結構與群落生境進行調查。

目前，國內外學者對多樹種混交試驗開展較多的研究，但大多都是2～3種樹種的混交試驗[9～12]，也有部分學者開展了多樹種混交試驗[13～18]，但大部分均為山地或亞熱帶林區。該研究選擇在熱帶近海地區開展此類研究，彌補了地域的不足，為以后的同類研究奠定基礎。

該研究在調查基礎上，以近自然森林經營技術為核心，通過人為能動作用促次生林生態恢復，進而實現生物多樣性的有效保護和退化森林生態系統的合理恢復，并提出次生林恢復的方法以及樹種選擇等，可望豐富退化次生林植被多樣性及提高群落生產能力，為文昌區域次生林的建設和生物多樣性的保護提供科學依據，實現可持續經營。

1 試驗地概況

試驗點位于海南島東北部的文昌市錦山鎮洪村，地處 20°1′47″N，110°41′88″E。試驗地原為洪村房前屋后2014年遭受威馬遜臺風嚴重破壞半自然次生林。地處熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫22～27℃，全境日照充足，光照率為50～60%，年平均日照時數均在1950h；年平均降雨量1700mm。地勢平坦，屬于平原階地，土壤類型為磚紅壤，土壤pH4.5，酸性土壤，水份存儲充足，地下水豐富，2～5m可見水。主要的植被有喬木：木麻黃（Casuarina equisetifolia）、桉樹(Eucalyptus robusta)、大葉相思（Acacia auriculiformis）、龍眼（Dimocarpus Lour）、瓊崖海棠 (Calophyllum inophyllum)、苦楝（Melia azedarach）等；灌木有野菠蘿（Pandanus tectorius）、魚尾葵(Caryota ochlandra Hance)等；草本有飛機草(Chromolaena odorata)、長春花 (Catharanthus roseus)、七姐妹(Rosa multiflora)等。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

參試的 15種苗木來自中國林業科學研究院熱帶林業研究所尖峰試驗站苗圃，均為生長健壯無病蟲害的營養袋苗。分別是青皮、降香黃檀、麻楝、假蘋婆、紅花木棉、海南蘋婆、美麗梧桐、油楠、海南菜豆、盆架子、子京、蝴蝶樹、坡壘、海南紅豆、大葉相思等15種，各種苗木規格見表1。

表1 15種試驗樹種苗木概況Tab.1 Overview of 15 experimental tree species

2.2 試驗方法

2.2.1 試驗設計

造林實驗區采取全墾機耕整地方式，造林面積1hm2。2016年5月進行造林，株行距 2m×2m，每畝挖167穴，挖穴規格為40cm×40cm×40cm。造林按行狀混交，每兩行種植一種樹種。植苗前，每穴施復合肥或有機肥0.2kg作為底肥，覆少量表土拌勻進行施肥回土。造林時苗正、舒根、踩緊、適當深栽，栽植深度以超過苗木地徑原土痕5～10cm為宜，并澆足定種植根水。

2.2.2 調查方法

2016年10月、2017年8月、2018年4月對造林地林木的地徑、樹高、冠幅、保存率，長勢等生長情況進行了跟蹤調查。

2.2.3 數據處理與分析

數據處理及繪圖采用Microsoft excel 2010軟件，不同樹種樹高、地徑生長量方差分析以及多重比較、聚類分析則采用SPSS18.0處理分析。

3 結果與分析

3.1 不同造林樹種2a生長差異分析

3.1.1 不同樹種高生長分析

不同樹種受環境條件的限制，表現出不同的生長特性，從15種樹種混交效果來看，不同樹種生長差異性顯著（P＜0.05），從混交2年生苗木生長（表2、圖1）來看，大葉相思、麻楝、紅花木棉3個樹種早期生長適應性更強，其中大葉相思年均高生長153.4cm，麻楝年均高生長106.65cm，紅花木棉年均高生長為99.35cm。青皮、蝴蝶樹、坡壘這3個樹種早期生長較慢，其中蝴蝶樹年均高生長僅為20.24cm。15個樹種混交年均高生長排序為：大葉相思＞麻楝＞紅花木棉＞海南菜豆＞降香黃檀＞海南紅豆＞美麗梧桐＞子京＞盆架子＞假蘋婆＞油楠＞海南蘋婆＞坡壘＞青皮＞蝴蝶樹。

表2 15種試驗樹種2a生長比較Tab.2 Comparison of growth of 15 experimental tree species for 2 years

圖1 15種供試樹種2a高生長比較Fig.1 Comparison of the growth of 15 species of tested trees in 2 years

圖2 15種供試樹種2a地徑生長比較Fig.2 Comparison of ground diameter growth of 15 species of tested trees in 2 years

3.1.2 不同樹種地徑生長分析

從15種樹種混交效果來看，不同樹種地徑生長差異性顯著（P＜0.05），從混交2年生苗木生長（表2、圖2）來看，大葉相思、美麗梧桐、紅花木棉3個樹種早期地徑生長最為顯著，其中大葉相思年均徑生長2.61cm，美麗梧桐年均地徑生長2.38cm，紅花木棉年均高生長為2.26cm。青皮、蝴蝶樹、坡壘這3個樹種地徑生長與高生長一致，均表現出生長緩慢，其中坡壘地徑增長最小，年均地徑生長量僅為0.23cm。15個樹種混交下年均地徑生長排序為：大葉相思＞美麗梧桐＞紅花木棉＞麻楝＞假蘋婆＞海南菜豆＞油楠＞海南紅豆＞盆架子＞降香黃檀＞子京＞海南蘋婆＞青皮＞蝴蝶樹＞坡壘。

不同樹種早期高生長和地徑生長量不一，一般情況下高生長快的樹種，地徑生長也較快，但也不絕對。該試驗中美麗梧桐高生長較紅花木棉與麻楝慢，但地徑的生長卻相對紅花木棉和麻楝快，這說明不同樹種利用營養物質的方式不同，有的樹種更趨向于高生長，從而在未來生長中搶奪更多的陽光，有利于自己的生長，而有的樹種趨向于地徑的快速生長，以備增強自己的抗性，抵抗強風、暴曬、干旱等外部惡劣條件的抗力。

3.2 不同樹種生長聚類分析

圖3 15個參試樹種樹高和地徑年均增長量的系統聚類分析Fig.3 Systematic cluster analysis of tree height and ground diameter annual growth of 15 tested trees

通過對15個參試樹種在錦山造林對比試驗，利用樹高和地徑年均值增加量的系統聚類分析得出（圖3、表3），第1類為速生類，代表樹種是大葉相思，此類樹種在混交林中生長最快，能充分發揮其先鋒優勢；第2類為較速生類，代表樹種為麻楝、紅花木棉、海南菜豆，這類樹種在混交中能夠迅速生長，在群落中占據優勢地位；第3類為中生類，代表樹種有降香黃檀、假蘋婆、美麗梧桐、盆架子、子京、海南紅豆，此類樹種生長速度適中，在混交林早期生長中處于競爭水平較弱的樹種；第4類為慢生類，代表樹種有青皮、海南蘋婆、油楠、蝴蝶樹、坡壘，這類樹種生長速度較慢，在混交林早期生長中處于劣勢地位。

表3 15個樹種年均生長量 k-均值聚類分析Tab.3 Annual average growth of 15 tree species k-means cluster analysis

4 小結與討論

在海南文昌地區，現存在主要林分類型為人工林，由于林種單一，森林結構穩定性相對較差，物種多樣性水平也較低，對于森林可持續發展和健康經營存在很大的隱患，開展次生林人工近自然更新改造，對于優化森林資源、健全儲備林建設、提高森林質量等方面均有深遠的意義[19～20]。

該研究選擇的15種造林樹種，均屬于海南常用造林樹種。15個樹種在文昌錦山地區適應力較好，大葉相思、麻楝、降香黃檀等樹種成活率均達到90%以上，其它的樹種成活率都達到80%以上。從15個樹種早期混交效果分析得出，不同樹種高生長、地徑生長量都達到顯著性差異（P＜0.05），其中年均高生長量最大的為大葉相思，最小的為蝴蝶樹，年均地徑生長量最大的也是大葉相思，最小的為坡壘。

通過 15個造林樹種在文昌錦山2a內生長情況，利用樹高和地徑年均值增加量的系統聚類分析劃分，第1類為速生類，年均樹高生長量為153.40cm左右，地徑年均增長量為2.61cm左右，代表樹種為大葉相思；第2類為較速生類，年均樹高生長量在95.93cm左右，地徑年均增長量為1.62cm左右，代表樹種有麻楝、紅花木棉、海南菜豆；第3類為中生類，年均樹高生長量在49.37cm左右，地徑年均增長量為1.16cm左右，代表樹種有降香黃檀、假蘋婆、美麗梧桐、盆架子、子京、海南紅豆；第4類為慢生類，均樹高生長量為28.07cm左右，地徑年均增長量為0.52cm左右，代表樹種有青皮、海南蘋婆、油楠、蝴蝶樹、坡壘。

該試驗只進行了15個樹種造林初期生長效果的分析，得出的結論僅代表早期生長效果結論，對于不同樹種在未來幾年內的生長情況還不能得出準確的結論，有待進一步的觀察研究。