臺灣榿木與不同樹種行帶混交試驗研究

申文輝，譚長強，潘 濤，黃雪芬，彭玉華，鄭 威，何 峰

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室，廣西南寧 530002；2.南寧市林業(yè)科學(xué)研究所，廣西南寧 530031)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場對木材的需求迅速增加。以松樹（Pinusspp.）、杉木（Cunninghamia lanceolata）和桉樹（Eucalyptusspp.）為主的林業(yè)種植多因為土地資源的限制，而采取連栽種植，導(dǎo)致大量林地產(chǎn)生了嚴重的地力衰退和生產(chǎn)力下降等問題[1-3]，如何有效地提高林地生產(chǎn)力、防止地力衰退已成為一個重要的研究課題。同時，隨著人們對生態(tài)環(huán)境的日益重視，森林生態(tài)環(huán)境逐漸受到社會各界的關(guān)注，建立良好及功能優(yōu)化的森林結(jié)構(gòu)，成為林業(yè)發(fā)展中迫切需要解決的問題[4]。混交林能改善結(jié)構(gòu)簡單的單一純林，提升其生態(tài)功能，在森林資源培育中得到廣泛應(yīng)用。混交林木的生長特性決定了森林的空間結(jié)構(gòu)與空間利用能力，進而決定了林分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、森林生產(chǎn)力及其發(fā)展?jié)摿5-8]。

臺灣榿木（Alnus formosana）原產(chǎn)臺灣，為樺木科（Betulaceae）榿木屬落葉大喬木，與弗蘭克氏菌共生形成根瘤固氮，可作為優(yōu)良的培肥樹種[9-10]，是優(yōu)良的短周期工業(yè)原料用材樹種。臺灣榿木具有較強的適應(yīng)性，是良好的造林先鋒樹種[11]，在四川、湖南和福建等地均有引種，且生長表現(xiàn)均較好[12]。廣西于2012年引種，其在苗期及造林中均表現(xiàn)出較強的生長能力[13-15]，5年生臺灣榿木的胸徑和樹高分別可達16.8 cm 和15.6 m。目前，在臺灣榿木混交林的培肥土壤、凋落物及養(yǎng)分循環(huán)等方面[16-17]進行了一些研究，對臺灣榿木及其混交樹種生長情況的研究未見報道。本研究開展臺灣榿木與紅錐（Castanopsis hystrix）、馬尾松（Pinus massoniana）和巨尾桉（Eucalyptus grandis×E.urophylla）不同混交比例的造林試驗，探討臺灣榿木與紅錐、馬尾松和桉樹混交的可行性以及適合的經(jīng)營模式，可豐富臺灣榿木的造林理論，也可為廣西森林生態(tài)建設(shè)和林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于廣西南寧市武鳴區(qū)（107°49'～108°37'E，22°59'～23°33'N），為亞熱帶季風(fēng)氣候。海拔約100 m，地勢平緩；年均氣溫21.6 ℃，7月均溫28.6 ℃，1月均溫12.8 ℃，最高氣溫40.7 ℃，最低氣溫-0.8 ℃，≥10 ℃年積溫7 200 ℃；年均降水量1 700 mm左右，夏濕冬干，干濕季節(jié)明顯；年均無霜期360 天。土壤為赤紅壤，土層厚1 m 以上，坡度小于5°，pH值4.5 ～6，肥力中等。造林前作物為木薯（Manihot esculenta）等農(nóng)作物。

1.2 試驗設(shè)計

表1 不同混交處理Tab.1 Different mixed treatments

采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，于2015年5月，營造不同混交比例的臺灣榿木與紅錐、馬尾松和巨尾桉試驗林，行狀混交，造林株行距為2 m × 3 m。根據(jù)造林標(biāo)準(zhǔn)，選用的臺灣榿木、紅錐、馬尾松和巨尾桉苗高分別為40、40、30 和30 cm 左右，地徑分別為0.4、0.4、0.3 和0.3 cm 左右，造林和管理措施均參照常規(guī)的技術(shù)規(guī)程。共設(shè)置9 個混交處理（表1）。1∶2 代表1 行臺灣榿木與2 行相應(yīng)樹種混交種植，2∶1 代表2 行臺灣榿木與1 行相應(yīng)樹種混交種植，1∶1 代表1 行臺灣榿木與1 行相應(yīng)樹種混交種植。QCK 為臺灣榿木純林，ZCK 為紅錐純林，SCK為馬尾松純林，ACK 為巨尾桉純林。每處理3 個重復(fù)，每重復(fù)種植0.20 hm2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2019年8月，采用每木檢尺的方法測定各個樹種的樹高（m）、胸徑（cm）、冠幅（分別測定南北和東西的冠幅，計算平均值，m）和枝下高（m），利用各樣方的平均值進行方差分析。

對臺灣榿木、紅錐和巨尾桉采用廣西闊葉樹二元材積公式[18]計算材積（V）：

采用廣西馬尾松材積公式[19]計算馬尾松材積：

式中，D代表胸徑，H代表樹高。

利用Excel 以及DPS 7.05 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理及統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹種混交對臺灣榿木生長的影響

在相同混交比例下，以臺灣榿木× 紅錐（QZ）、臺灣榿木× 馬尾松（QS）和臺灣榿木× 巨尾桉（QA）作為3 個處理，分析與不同樹種混交對臺灣榿木的影響（表2）。混交種植3年后，QA 處理中臺灣榿木的樹高、胸徑和材積均顯著低于QZ 和QS 處理（P＜0.05），QZ 和QS 處理間差異不顯著。臺灣榿木的冠幅表現(xiàn)為QS ＞QZ ＞QA，三者間差異不顯著；枝下高表現(xiàn)為QZ ＞QA ＞QS，三者間差異不顯著。

表2 與不同樹種混交對臺灣榿木生長的影響Tab.2 Effects of A.formosana mixed with different species on growth of A.formosana

2.2 不同混交處理對各樹種生長的影響

2.2.1 臺灣榿木與紅錐混交

不同混交比例均不同程度影響了臺灣榿木的生長，且各處理間差異顯著（P＜0.05）（表3）。對臺灣榿木樹高、胸徑、材積和冠幅促進最大的為QZ3，除樹高與QCK 差異不顯著外，其他均差異顯著，各指標(biāo)分別比QCK（10.57 m、9.88 cm、0.045 m3和4.43 m）高5.01%、19.63%、44.44%和26.86%。樹高、胸徑和材積最小的兩個處理均為QCK 和QZ1，兩者間差異不顯著；冠幅最小的為QZ2和QCK；枝下高最低的為QZ1，顯著低于其他3 個處理（P＜0.05），其他3 個處理間差異不顯著。

不同混交比例對紅錐樹高、胸徑、材積和冠幅的影響為QZ3 ＞QZ1 ＞QZ2 ＞ZCK，QZ3 和QZ1 均與ZCK 差異顯著（P＜0.05），QZ3 的各指標(biāo)值（7.70 m、7.89 cm、0.022 m3和4.66 m）分別比ZCK（6.64 m、6.66 cm、0.014 m3和2.84 m）高15.96%、18.47%、57.14%和64.08%。枝下高最大的為ZCK，顯著高于其他3個混交處理，3個混交處理間差異不顯著。

表3 不同處理對各樹種生長的影響Tab.3 Effects of different treatments on growth of all tree species

2.2.2 臺灣榿木與馬尾松混交

不同混交比例對臺灣榿木樹高生長影響不顯著，均不同程度地促進了臺灣榿木胸徑、材積、冠幅和枝下高的生長（表3）。對胸徑和材積影響最大的為QS1，分別比QCK 增加了24.39%和51.11%，其次為QS2，分別比QCK 增加了14.68%和28.89%，均與QCK 差異顯著（P＜0.05）；QS3 與QCK 間差異不顯著。冠幅表現(xiàn)為QS3 ＞QS1 ＞QCK ＞QS2，QS3 和QS1 顯著高于其他兩個處理（P＜0.05），臺灣榿木與馬尾松混交比例為2∶1時會在一定程度上抑制臺灣榿木冠幅的生長。枝下高最大的為QS2，顯著高于QS1 和QS3（P＜0.05），與QCK 差異不顯著，說明臺灣榿木與馬尾松混交比例為2∶1時可促進臺灣榿木的自然整枝。

不同混交比例對馬尾松樹高生長影響不顯著，均顯著抑制了馬尾松胸徑和材積的增長（P＜0.05），顯著提高了馬尾松枝下高（P＜0.05）。不同混交比例對馬尾松的影響存在一定差異，QS3 較QS1 和QS2 更有利于馬尾松樹高、胸徑、材積和冠幅的生長；QS2對馬尾松枝下高影響最大，顯著高于其他處理（P＜0.05）。

2.2.3 臺灣榿木與巨尾桉混交

臺灣榿木樹高、胸徑和材積表現(xiàn)為QCK ＞QA2 ＞QA3 ＞QA1，各混交處理均顯著低于QCK（P＜0.05），QA1 分別比QCK 低23.65%、28.04%和57.78%（表3）。冠幅和枝下高表現(xiàn)為QA2 ＞QA3 ＞QCK ＞QA1。說明桉樹對臺灣榿木的生長有抑制作用，混交較為適合的比例為2∶1。

不同混交比例均顯著促進巨尾桉樹高、胸徑、材積和冠幅的生長（P＜0.05）。對樹高影響最大的為QA1，比ACK 高17.68%；對胸徑和材積影響最大的為QA2，分別比ACK 高26.05%和75.96%；對冠幅影響最大的為QA3，比ACK 高154.15%。枝下高表現(xiàn)為QA1 ＞ACK ＞QA2 ＞QA3，QA1 與ACK 差異不顯著，均顯著高于其他兩個處理（P＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

臺灣榿木與紅錐1∶1 和2∶1 的混交比例能更好地促進臺灣榿木的生長，2∶1 的混交比例能降低臺灣榿木的冠幅，并提高其枝下高。混交均能促進紅錐的生長，其中1∶1 和1∶2 的混交比例促進效果最明顯，但顯著降低了枝下高。從臺灣榿木及紅錐綜合生長量考慮，1∶1 的混交比例更適合臺灣榿木與紅錐的混交種植。彭玉華等[17]從土壤方面進行研究，結(jié)果顯示臺灣榿木與紅錐1∶1 混交能更好地提高土壤供應(yīng)養(yǎng)分和利用養(yǎng)分的能力，這更好地解釋了該比例下兩個樹種生長較好的原因。一定混交比例能促進紅錐的生長，可能是因為臺灣榿木能為其提供合適的蔭蔽生長環(huán)境，以及種內(nèi)與種間競爭差異造成的[20]。

臺灣榿木與馬尾松1∶2的混交比例更有利于臺灣榿木的生長，其次為2∶1的混交比例，該處理更有利于臺灣榿木降低冠幅，并提高其枝下高。混交均不同程度地抑制了馬尾松的生長，但未顯著抑制馬尾松樹高生長，這可能是由于馬尾松為了獲得充足光照采取了相對于徑向生長優(yōu)先樹高生長的策略，這與前人對馬尾松[21]和相思（Acaciaspp.）[22]的研究結(jié)果一致。建議臺灣榿木與馬尾松混交時，加大馬尾松混交比例或其與臺灣榿木的距離，讓馬尾松獲得更多的光照，保證馬尾松的正常生長。

臺灣榿木與巨尾桉混交均顯著抑制了臺灣榿木的生長，2∶1 混交比例受抑制程度低于其他混交，并提高了臺灣榿木的枝下高。巨尾桉生長較快，占據(jù)了上層空間，吸收了較多的陽光，提高臺灣榿木的混交比例，加大行距，可使臺灣榿木獲得更多陽光。混交均促進巨尾桉的生長，其中2∶1 混交更有利于巨尾桉的生長，但不利于巨尾桉冠幅的降低和枝下高的提高，說明混交為桉樹提供了更多的生長空間。綜合考慮，2∶1 混交比例更有利于臺灣榿木及桉樹的生長，若進一步考慮臺灣榿木的生長以及桉樹大徑材的培育，可適當(dāng)加大臺灣榿木的比例。

不同樹種混交對臺灣榿木生長的影響存在一定差異，這與各樹種的生態(tài)習(xí)性密切相關(guān)[20]；不同比例混交顯著影響混交林中臺灣榿木的生長表現(xiàn)，這可能是因為不同混交類型形成的差異性林分結(jié)構(gòu)以及種內(nèi)與種間競爭差異等共同作用的結(jié)果[23-24]。