文昌市鈦礦地復墾營造混交林生長效果分析

薛楊，李燕清，宿少鋒，林之盼，王小燕，薛雁文

（海南省林業科學研究所，海南海口 571100）

文昌市鋯鈦礦是20世紀60年代探明的海南唯一全國稀有的鋯英石礦，礦區僅稀有金屬鋯的探明儲量就有80萬t左右。20世紀80年代初大批采礦者在利益驅動下大量涌入礦區，亂采濫挖鈦礦現象愈演愈烈[1～2]。在開采鈦礦地之前，濱海地面植被是木麻黃、腰果、瓊崖海棠、苦楝樹、刺灌叢、飛機草、野牡丹、桃金娘、大芒、白茅等植被，覆蓋率達75%以上。開采鈦礦后，地表植被與土壤結構嚴重破壞，開采鈦礦空地土壤過分松散，水土流失嚴重，且大部分采鈦礦地都是凸凹不平[3]。

造林是礦區植被恢復的重要措施之一。20世紀80年代后期復墾鈦礦地樹種選擇上也僅以木麻黃(Casuarina equisetifolia)作為防護樹種，從未進行過其它樹種防護經營的嘗試。從目前森林經營的現狀看，單樹種造林不能滿足國家層面上以及應對全球氣候變化為目的的多功能森林經營的要求[4]。通過選擇不同人工林樹種進行礦區恢復造林，并對其植被恢復效果進行評估和比較，對于指導文昌鋯鈦礦區生態恢復工作具有重要意義。鑒于此，該研究選擇7個樹種于2018年4月對海南省島東林場東風作業區開展鈦礦地復墾試驗，并于2018年11月和2019年6月進行林分調查，比較分析復墾鈦礦地混交林的生長效果，以期為文昌鋯鈦礦區恢復治理提供一定參考。

1 試驗地概況

海南省島東林場東風作業區在文昌市境內，地處 19°40′～20°06′N，110°36′～110°01′E，屬于沿海平原地帶，熱帶海洋性季風氣候，日照充足，氣候溫和，太陽總輻射強，年均氣溫22.5～23.8℃，年均降雨量1808mm，相對濕度70%。土壤類型為濱海沉積物沙壤土，pH為6.5～8.4。植被主要有木麻黃、苦楝（Melia azedarachL.）、飛機草（Eupatoriumodoratum）、野牡丹 （Melastoma candidum）、桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）、大芒、白茅（Pantropical weeds）等植被。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

該試驗是通過人工的方法，把各種地理類型的樹種收集在復墾鈦礦地上試種。經過一段時間的觀察、研究與比較，篩選出適生樹種，以改變沿海沙地林帶樹種單一性問題，同時可以形成層次多或冠層厚的林分結構，對于提高防護效能和穩定性具有重要作用。

試驗樹種如下：木麻黃、瓊崖海棠（CalophylluminophyllumL）、伊朗紫硬膠（Mimusops elengi）、 非 洲 楝 （Khaya senegalensis）、 麻 楝（Chukrasia tabularis）、青梅（Vatica mangachapoi）、烏墨（Syzygium cumini）。

2.2 造林設計

試驗地采用復墾后平整，并進行具體區劃，一個樹種設一個小區，隨機種植，繪制平面圖，然后按圖施工。造林時間為2018年4月，株行距3.0m×1.5m，挖穴規格為 40cm×40cm×40cm，每穴施 0.3～0.5kg底肥（主要為復合肥）。

2.3 觀測與調查

于2018年11月和2019年6月分別對試驗點造林樹種的樹高、胸徑、冠幅和保存率等進行調查，求其平均值。

2.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010進行樹高、胸徑、冠幅數據統計，采用SPSS18.0軟件進行方差分析，各數據評價值比較采用最小顯著差異法（LSD）。

3 結果與分析

對試驗林的樹種進行生長情況調查，結果見表1。

表1 廢棄鈦礦區7個造林樹種生長調查Tab.1 Investigation on the growth of 7 afforestation species in abandoned titanium mining area

3.1 混交樹種成活率

通過2次生長量調查發現（表1），7個樹種成活率較高，平均成活率均達到80%以上，說明7個樹種對于鈦礦地沙土的適應性較強。其中木麻黃成活率最高，平均成活率達到97.5%；其次是非洲楝，平均成活率為92%；青梅成活率最低，平均成活率為85.5%。

3.2 混交林0.5a生長量差異性分析

表2 0.5年生各樹種凈生長量差異性Tab.2 Differences net growth of each tree species in the first half of the year

不同造林樹種0.5年生高生長差異分析可知（表2），7個樹種造林后0.5年生不同樹種間高生長存在極顯著差異（P＜0.01），木麻黃高生長量32.5cm/a極顯著的大于其它6個樹種，其次為非洲楝高生長11.6cm/a極顯著大于其它5個樹種，伊朗紫硬膠造林0.5年生高生長最為緩慢，僅為0.24cm/a，與另外兩種慢生樹種青梅4.15cm/a和烏墨4.00cm/a差異不大。

不同樹種造林0.5年生地徑生長差異分析可知，7個樹種造林后其徑生長規律與高生長相似，0.5年生幼樹不同樹種間地徑生長存在極顯著差異（P＜0.01），木麻黃生長量0.86cm極顯著的大于其它6個樹種；其次為非洲楝，其地徑生長0.375cm/a極顯著大于其它5個樹種；伊朗紫硬膠造林0.5年生地徑生長最為緩慢，僅為0.135cm，但與其他四種慢生樹種瓊崖海棠0.175cm、麻楝0.165cm、青梅0.175cm和烏墨0.16cm差異不大。對于不同造林苗木而言，造林0.5年生其樹種間的地徑生長差異性小于高生長。

樹冠是苗木生長進行光合作用的主要載體，樹冠的生長在一定程度上反映出苗木對于光營養的獲取水平[5]。對不同樹種造林0.5年生苗冠幅生長差異分析可知，7個樹種造林后0.5年生冠幅生長存在顯著差異（P＜0.01），木麻黃0.5年生冠幅生長最快，平均冠幅達到33.7cm/a，極顯著大于其它6個樹種；其次為伊朗紫硬膠7.1cm、非洲楝6.5cm和瓊崖海棠5.2cm三者樹冠生長差異不明顯，麻楝、青梅和烏墨造林0.5年生的樹冠生長較為緩慢，顯著低于以上四個樹種。

3.3 混交林1年生長量差異性分析

表3 1年生各樹種凈生長量差異性Tab.3 Differences net growth of each tree species in the first year

不同造林樹種1年生高生長差異分析可知（表3），7個樹種造林后1年生不同樹種間高生長存在極顯著差異（P＜0.01），木麻黃高生長量84.7cm，極顯著的大于其它6個樹種；其次為非洲楝高生長18.65cm，極顯著大于其它5個樹種，伊朗紫硬膠造林1年生高生長最為緩慢，僅為3cm，與另外兩種慢生樹種青梅4.55cm和烏墨4.30cm差異不大。

不同造林樹種第1年地徑生長差異分析可知，7個樹種造林后第1年不同樹種間徑生長存在極顯著差異（P＜0.01），木麻黃地徑生長量1.3cm/a極顯著的大于其它6個樹種。瓊崖海棠造林后第1年地徑生長增速明顯，地徑增量0.285cm/a高于非洲楝0.28cm/a，除木麻黃外，其它6個樹種地徑增量在造林后第1年趨于平穩，彼此間差異不明顯。

造林后第1年生7個樹種冠生長差異性極顯著，主要表現為木麻黃冠增幅86.35cm/a，顯著高于其他6個樹種，其他樹種間樹冠生長差異不明顯，年增量在3.8～6.9cm之間。

3.4 混交林生長適應性分析

適應性分析采用模糊最優決策中的層次分析法[6]，獲得混交林樹高、地徑、冠幅、成活率的權重分別為 0.412、0.235、0.136、0.217，各項權重指數相加可得到綜合指數，通過綜合指數對樹種適應性進行評價，評價結果見表4。

表4 1年生混交林適應性評價（加權）Tab.4 Adaptation evaluation of mixed forests(weighted)

綜合指數一定程度上反應出該樹種造林的適應效果，通過對7個樹種在廢棄鈦礦地造林適應性加權評價，綜合指數大小排序為：木麻黃＞烏墨＞麻楝＞非洲楝＞青梅＞瓊崖海棠＞伊朗紫硬膠。說明木麻黃對廢棄鈦礦區生長適應性最強，其次是烏墨、麻楝、非洲楝，伊朗紫硬膠生長適應性較差。

4 小結

廢棄鈦礦區7個造林樹種成活率較高，平均成活率均達到80%以上。其中木麻黃成活率最高，平均成活率達到97.5%；其次是非洲楝，平均成活率為92%；青梅成活率最低，平均成活率為85.5%，7個樹種均表現出良好的適應性。

造林0.5a后和1a后，木麻黃與非洲楝樹高、地徑、冠幅生長量與其他5個樹種均呈現極顯著性差異（p＜0.01），其他5個樹種間差異性不顯著。從造林1a后苗高生長效果來看，木麻黃具有良好的恢復效果，其高生長在造林0.5a和1a分別達到32.5cm和84.7cm，累計高生長達到117.2cm。其次為非洲楝2a累計高生長可達30.25cm。但從高增量來看，木麻黃高生長增速遠大于其它造林樹種，表現出很好的立地適應性。除以上2樹種外，包括麻楝、瓊崖海棠、青皮、青梅和烏墨早期高生長較為緩慢。

通過對7個樹種在廢棄鈦礦地造林適應性加權評價，綜合指數大小排序為：木麻黃＞烏墨＞麻楝＞非洲楝＞青梅＞瓊崖海棠＞伊朗紫硬膠。說明木麻黃對廢棄鈦礦區生長適應性最強，伊朗紫硬膠生長適應性較差。