不同混交模式對楠木生長的影響

裴云霞，曹 健，安林輝，倪天虹，蔣祥娥，郭勝華，管蘭華，杜克兵*

(1.華中農業大學 園藝林學學院，武漢 430070；2.湖北省林業局 林木種苗管理總站，武漢 430079；3.湖北省太子山林場管理局，湖北 荊門 431822)

楨楠(Phoebezhennan)與浙江楠(P.chekiangensisC.B.shang)均屬樟科(Lauraceae)楠屬(Phoebe)常綠喬木，為我國特有珍貴用材樹種、國家二級珍稀瀕危保護植物[1-2].目前，國民建設對楠木木材的需求不斷增加，導致楠木資源破壞嚴重.雖然我國楠木人工栽培開始較早，但由于楠木生長慢，經營周期較長，且人工造林技術還不夠完善，所以楠木木材產量非常有限[3].大量研究表明，不同混交模式會對主栽樹種的產量和質量產生影響，但關于楠木混交模式研究的結論并不完全一致.黃宇等[4]認為閩楠+杉木混交林和閩楠純林模式下的閩楠生長情況差異不顯著.但也有研究認為，杉木林下套種閩楠或采取針闊混交造林可以促進閩楠的生長，幼樹的生長指標超過閩楠純林[5-7].因此，探討不同造林模式對楠木生長的影響，建立適宜的楠木造林模式，對加快楠木木材生產具有重要意義.本研究調查了湖北省太子山林管局前期營建的不同混交模式下楨楠與浙江楠林分的生長狀況，評價了不同造林模式對兩種楠木生長和木材產量的影響，以期探索適宜的楠木造林模式，為楠木生產提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

楨楠種子來源于四川省雅安市，浙江楠種子來源于浙江省杭州市.

1.2 試驗地概況

湖北省太子山林場位于京山縣內，介于東經112°43′～113°29′、北緯30°42′～31°27′之間，屬中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫16.4 ℃，年均降雨量1 094.8 mm，無霜期240 d左右，土壤呈酸性，主要有黃褐土、黃棕壤和黃褐色石灰土等，礦質養分和有機質良好.

1.3 造林時間與方法

林分包括楨楠純林、浙江楠純林、楨楠+泡桐混交林、浙江楠+泡桐混交林、楨楠+杉木混交林、浙江楠+杉木混交林、楨楠+濕地松混交林.所有楨楠和浙江楠均采用1 a生實生苗造林，為主栽樹種；泡桐、杉木、濕地松為混交樹種，林分詳細信息如表1所示.

表1 調查林分的信息Tab.1 Information of stand investigation

1.4 調查方法

2019年10月，對不同造林模式下兩個樹種的樹高、胸徑、冠幅、葉綠素含量(SPAD值)、枝下高、側枝輪數、最粗側枝直徑等主要生長因子進行調查，每個林分調查30株.具體調查方法如下：

1)樹高：采用Vertex Ⅳ超聲波樹木測高測距儀(瑞典Haglof)進行測量.

2)胸徑：利用圍尺，在地面向上1.3 m處測量樹干的直徑.

3)材積：采用二元材積公式計算單株材積[8].

V=0.000 074 954D1.884 652 825H0.881 513 308，

其中V為材積(m3)，D為胸徑(cm)，H為樹高(m).

4)冠幅：利用皮尺，分別測量樹木東西和南北兩個方向樹冠的垂直投影，以東西和南北方向樹冠的平均值作為樹木的冠幅.

5)葉綠素含量(SPAD值)：用葉綠素計SPAD-502Plus(Minolta Co.，Japan)測定葉綠素含量(SPAD值)，固定測量偏上向陽處的葉片，每棵取5片葉進行測定，取平均值作為該植株的葉綠素含量.

6)枝下高：采用卷尺測量地面至樹冠第一個側枝的距離.

7)側枝輪數：由于楠木幼樹的側枝具有分層特性，計數每棵植株的側枝輪數，以顯示不同造林模式下楨楠和浙江楠的分枝特性.

8)最粗側枝直徑：利用游標卡尺，測量最粗側枝基部的直徑.

1.5 數據分析

數據分析均采用平均值±標準誤(n=3)表示.方差分析與多重比較(Duncan’s)采用SAS8.1軟件進行、采用Oringin9.0軟件繪圖.

2 結果與分析

2.1 不同造林模式對樹高生長的影響

不同樹種混交對楨楠和浙江楠的樹高生長均有顯著影響(如表2所示，P<0.05).對于4年生林分，樹高生長表現為：浙江楠+泡桐>浙江楠+杉木>楨楠純林>浙江楠純林.可見，采用混交模式對浙江楠樹高生長具有顯著促進作用，浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木比浙江楠純林分別高出51.06%和37.45%.采用純林造林時，楨楠樹高生長量顯著優于浙江楠，高出28.51%.對于5年生林分，樹高生長表現為：楨楠+泡桐>浙江楠+泡桐>楨楠+杉木>浙江楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，楨楠和浙江楠以泡桐為混交樹種時，其樹高生長量均優于以杉木為混交樹種，以濕地松為混交樹種時樹高生長最差.在相同混交模式下，楨楠的樹高生長顯著優于浙江楠.對于楨楠，楨楠+泡桐的樹高比楨楠+杉木、楨楠+濕地松分別高出12.12%和46.12%.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的樹高比浙江楠+杉木高出19.50%.

表2 不同混交模式對林木樹高生長的影響Tab.2 Effects of different afforestation models on tree height growth

注：相同林齡林分間的不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同.

2.2 不同造林模式對胸徑生長的影響

不同樹種混交對楨楠和浙江楠的胸徑生長均有顯著影響(如表2所示，P<0.05).對于4年生林分，胸徑生長表現為：浙江楠+杉木>浙江楠+泡桐>浙江楠純林>楨楠純林.可見，采用混交模式對浙江楠胸徑生長具有顯著促進作用，浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木比浙江楠純林分別高出58.93%和86.61%.采用純林造林時，浙江楠的胸徑生長略高于楨楠，高出1.36%.對于5年生林分，胸徑生長表現為：浙江楠+泡桐>楨楠+泡桐>浙江楠+杉木>楨楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，楨楠和浙江楠以泡桐為混交樹種時，其胸徑生長量均優于以杉木為混交樹種，以濕地松為混交樹種時胸徑生長最差.在相同混交模式下，浙江楠的胸徑生長顯著優于楨楠.對于楨楠，楨楠+泡桐的胸徑比楨楠+杉木、楨楠+濕地松分別高出14.80%和68.82%.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的胸徑比浙江楠+杉木高出19.47%.

2.3 不同造林模式對材積生長的影響

不同樹種混交對楨楠和浙江楠的材積生長均產生了顯著影響(如表2所示，P<0.05).對于4年生林分，材積生長表現為：浙江楠+泡桐>浙江楠+杉木>楨楠純林>浙江楠純林.可見，混交造林對浙江楠材積生長具有顯著促進作用，浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木混交分別是浙江楠純林的3.25倍和2.63倍.采用純林造林時，楨楠的材積生長略高于浙江楠，但二者差異不顯著.對于5年生林分，材積生長表現為：浙江楠+泡桐>楨楠+泡桐>楨楠+杉木>浙江楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，楨楠和浙江楠均以泡桐為適宜的混交樹種，其材積生長量均優于與杉木混交，與濕地松混交時材積生長最差.在相同混交模式下，浙江楠與楨楠的材積生長差異不顯著.對于楨楠，楨楠+泡桐的材積分別是楨楠+杉木、楨楠+濕地松的1.46倍和3.30倍.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的材積是浙江楠+杉木的1.52倍.

2.4 不同造林模式對冠幅生長的影響

相對于樹高、胸徑和材積生長量而言，不同樹種混交對楨楠與浙江楠冠幅生長的影響相對較小(如表3所示，P<0.05).在4年生林分中，冠幅生長表現為：浙江楠+杉木=浙江楠+泡桐=浙江楠純林>楨楠純林.可見，混交造林對浙江楠冠幅的生長沒有明顯的促進作用.采用純林造林時，浙江楠的冠幅顯著高于楨楠，高出23.53%.在5年生林分中，冠幅生長表現為：浙江楠+泡桐>楨楠+泡桐=浙江楠+杉木>楨楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，楨楠和浙江楠以泡桐為混交樹種時，其冠幅均優于以杉木為混交樹種，以濕地松為混交樹種時冠幅生長最差.在相同混交模式下，浙江楠的冠幅略優于楨楠.對于楨楠，楨楠+泡桐的冠幅比楨楠+杉木、楨楠+濕地松分別高出4.00%和36.84%.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的冠幅比浙江楠+杉木高出3.84%.

表3 不同混交模式對冠幅、葉綠素含量、枝下高的影響Tab.3 Effects of different afforestation models on crown breadth,chlorophyll content and clear length

2.5 不同造林模式對葉片葉綠素含量的影響

混交造林模式顯著影響了楨楠與浙江楠的葉片葉綠素含量(SPAD值)(如表3所示，P<0.05).在4年生林分中，葉片葉綠素含量表現為：浙江楠+泡桐>浙江楠+杉木>浙江楠純林>楨楠純林.可見，混交造林對浙江楠葉片葉綠素含量具有顯著促進作用，浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木比浙江楠純林分別高出9.62%和7.17%.對于純林時，浙江楠的葉綠素含量顯著優于楨楠，高出9.59%.對于5年生林分，葉片葉綠素含量表現為：浙江楠+泡桐>浙江楠+杉木>楨楠+杉木>楨楠+泡桐>楨楠+濕地松.可見，浙江楠葉片葉綠素含量顯著高于楨楠.在相同混交模式下，浙江楠+泡桐高出楨楠+泡桐27.70%，浙江楠+杉木高出楨楠+杉木20.04%.對于楨楠，楨楠+杉木的葉綠素含量比楨楠+泡桐、楨楠+濕地松分別高出2.55%和26.40%.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的葉綠素含量比浙江楠+杉木高出3.74%.

2.6 不同造林模式對枝下高的影響

不同樹種混交對楨楠與浙江楠的枝下高均有顯著影響(如表3所示，P<0.05).對于4年生林分，枝下高表現為：浙江楠+泡桐>楨楠純林>浙江楠純林>浙江楠+杉木.可見，浙江楠+泡桐混交模式下的枝下高最優，比浙江楠純林和浙江楠+杉木分別高出14.00%和50.00%.采用純林造林時，楨楠枝下高略高于浙江楠，高出10.00%.在5年生林分中，枝下高表現為：浙江楠+泡桐>楨楠+泡桐>楨楠+濕地松>浙江楠+杉木>楨楠+杉木.可見，楨楠和浙江楠以泡桐為混交樹種時，其枝下高均優于以杉木為混交樹種.在相同混交模式下，浙江楠的枝下高顯著高于楨楠.對于楨楠，楨楠+泡桐的枝下高比楨楠+濕地松、楨楠+杉木分別高出39.34%和102.38%.對于浙江楠，浙江楠+泡桐的枝下高比浙江楠+杉木高出144.19%.

2.7 不同造林模式對側枝生長的影響

不同混交模式對楨楠與浙江楠的側枝輪數、分枝角和最粗側枝直徑均有顯著影響(如表4所示，P<0.05).對于4年生林分，側枝輪數和分枝角均表現為：浙江楠+泡桐>楨楠純林>浙江楠+杉木>浙江楠純林；最粗側枝直徑表現為：浙江楠+杉木>浙江楠+泡桐>浙江楠純林>楨楠純林.可見，采用混交模式對浙江楠的側枝輪數和分枝角均具有顯著促進作用.浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木的側枝輪數比浙江楠純林分別多出20.97%和16.13%；浙江楠+泡桐、浙江楠+杉木的分枝角比浙江楠純林分別大27.61%和22.97%.對于浙江楠，純林與混交模式下的最粗側枝直徑沒有顯著差異，但均顯著高于楨楠純林.采用純林造林時，楨楠側枝輪數和分枝角均顯著優于浙江楠，側枝輪數多出19.35%，分枝角大26.68%.浙江楠的最粗側枝直徑顯著高于楨楠，是楨楠的1.54倍.

表4 不同混交模式對側枝輪數、分枝角和最粗直徑的影響Tab.4 Effects of different afforestation modes on the number of rounds,branch angle,and the largest diameter of lateral branch

在5年生林分中，側枝輪數表現為：楨楠+泡桐>楨楠+杉木=浙江楠+杉木> 浙江楠+泡桐>楨楠+濕地松.可見，楨楠的側枝輪數多于浙江楠，以濕地松為混交樹種時側枝輪數最少.分枝角表現為：楨楠+泡桐>浙江楠+泡桐>楨楠+杉木>浙江楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，楨楠和浙江楠以泡桐為混交樹種時，其分枝角均大于以杉木為混交樹種，以濕地松為混交樹種時分枝角最小.最粗側枝直徑表現為：浙江楠+杉木>浙江楠+泡桐>楨楠+泡桐=楨楠+杉木>楨楠+濕地松.可見，浙江楠的最粗側枝直徑大于楨楠.在相同混交模式下，楨楠的側枝輪數和分枝角多大于浙江楠，而浙江楠的最粗側枝直徑大于楨楠.對于楨楠，楨楠+泡桐的側枝輪數比楨楠+杉木、楨楠+濕地松分別高出3.00%和18.39%.楨楠+泡桐的分枝角比楨楠+杉木、楨楠+濕地松分別高出6.00%和21.37%.楨楠+泡桐和楨楠+杉木的最粗側枝直徑均比楨楠+濕地松高出74.23%.對于浙江楠，浙江楠+杉木的側枝輪數和最粗側枝直徑分別比浙江楠+泡桐高出9.89%和4.10%，浙江楠+泡桐的分枝角比浙江楠+杉木大14.50%.

3 結論與討論

對于4年生林分，采用混交模式對浙江楠的樹高、胸徑、材積、葉綠素含量、側枝輪數、分枝角均具有顯著促進作用.對于純林，楨楠的材積生長大于浙江楠，但兩者差異不顯著.對于5年生林分，以泡桐為混交樹種時，楨楠和浙江楠的樹高、胸徑、材積、冠幅、枝下高、分枝角均優于以杉木為混交樹種，可見泡桐最適合與楨楠和浙江楠混交，濕地松混交效果最差，杉木介于二者之間.相同混交模式下，楨楠的樹高、側枝輪數和分枝角大于浙江楠，而浙江楠的胸徑、冠幅、葉片葉綠素含量、枝下高、最粗側枝直徑大于楨楠，二者的材積生長差異不顯著.因此，相同模式下浙江楠的長勢略優于楨楠，但差異不明顯.

在林分中，光照條件、種內競爭等均會對林木的生長產生較大影響.對于楠木純林，由于種內的競爭激烈，往往會對林木的生長產生嚴重影響[9].在混交林中，林木對空間、營養資源和光資源的競爭弱，緩和了種內分化，提高了生態系統植物多樣性和土壤養分，改變了土壤物理性質，降低了林內溫度，使得個體發育均勻，促進了楠木的生長[3,10-13].本研究中，混交造林對楠木的生長有明顯的促進作用.不同樹種混交對楨楠與浙江楠的樹高、胸徑、材積、冠幅、葉綠素含量、枝下高、側枝輪數、分枝角和最粗側枝直徑均產生顯著影響.浙江楠混交林比純林更適合浙江楠的生長，這與吳載璋[3]、王軍新等[14]的研究結果相一致.陳兩枝[15]對杉木+黑木相思混交造林的生長效果進行分析認為，混交林在樹高、胸徑、郁閉度、單株材積和蓄積量方面均優于純林.但李永哲等[16]認為，落葉松(Larixolgensis)的混交林比純林更利于林分的生長，而黃波羅(PhellodendronamurenseRupr.)純林與混交林的差異不明顯.同時曾武等[17]也認為，在桉樹(EucalyptusrobustaSmith)林下間種楨楠不利于楨楠的生長，而全光照下的楨楠純林生長良好.這些差異產生的原因可能與造林時楠木的密度、混交樹種的種類、大小以及栽植密度等因素有關.

已有研究表明，不同混交模式會對主栽樹種的產量和質量產生明顯影響.麻文禮[18]將泡桐(PaulowniaFortunei(Seem.) Hemsl)分別與毛竹(PhyllostachysPubescensMazel ex H.de Lehaic)、杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)、茶樹(Camelliasinensis(L.) O.Ktze.)和板栗(CastaneamollissimaBlume)進行混交，發現泡桐+板栗、泡桐+毛竹均可以增加產量，達到以短養長的目的.梁仕威等[19]將望天樹(Parashoreachinenesis)和青梅(Hopeahainanensis)分別與紅錐(Castanoposishystrix)、華潤楠(Machiluschinensis)混交，發現望天樹和青梅與紅錐混交時，樹高和地徑生長得到促進.本研究中，楨楠和浙江楠與泡桐混交效果最好，濕地松混交效果最差，杉木介于二者之間，這與陳庭合等[20]研究結果相一致.對于浙江楠而言，浙江楠+泡桐更利于浙江楠的生長，這可能是泡桐與楠木混交形成的復層林冠結構，合理利用營養空間，改善土壤結構，增強了林分的生態效益.楠木+杉木混交林中，由于杉木生長快，郁閉早，楠木受光不足，從而影響了楠木的生長[3,9,21].