不同杉木良種林分生長(zhǎng)比較

黃麗娜，吳鵬飛，馬祥慶，林開敏，劉雨暉，何宗明

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002； 2.福建農(nóng)林大學(xué)莘口教學(xué)林場(chǎng)，福建 三明 365002； 3.國(guó)家林業(yè)與草原局杉木工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350002)

杉木(Cunninghamialanceolata)為我國(guó)南方重要的用材樹種，具有生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、材質(zhì)好、用途廣等特點(diǎn)，是我國(guó)人工林面積最大的造林樹種[1]。杉木廣泛分布于我國(guó)南方17個(gè)省區(qū)[2]，根據(jù)杉木的自然分布區(qū)和生長(zhǎng)力，全國(guó)杉木產(chǎn)區(qū)分為杉木中心產(chǎn)區(qū)、一般產(chǎn)區(qū)和邊緣產(chǎn)區(qū)。因此篩選出適合不同產(chǎn)區(qū)推廣的杉木良種成為當(dāng)前林業(yè)生產(chǎn)上急需解決的重大課題。

近年來在廣大育種工作者的辛苦努力下杉木育種工作取得很大成績(jī)，篩選出許多杉木良種，建立了杉木第2、3代種子園，進(jìn)入了杉木高世代育種階段[3-6]。福建作為全國(guó)杉木的中心產(chǎn)區(qū)和杉木造林大省，杉木的育種工作走在全國(guó)前列，取得了很大成效[8-12]，為營(yíng)造大面積杉木人工林提供了很好的造林材料。為了使這些杉木良種造林做到適地適品種，急需開展不同杉木良種在不同產(chǎn)區(qū)和不同立地上的造林對(duì)比試驗(yàn)。鑒于此，2007年2月選擇福建尤溪第2代種子園實(shí)生苗、福建洋口第2代種子園實(shí)生苗、廣西融水第1代種子園實(shí)生苗、洋020無性系組培苗、福建沙縣本地種源實(shí)生苗5個(gè)杉木優(yōu)良材料在福建農(nóng)林大學(xué)莘口教學(xué)林場(chǎng)營(yíng)造不同杉木良種造林對(duì)比試驗(yàn)，造林后12 a對(duì)不同良種林分的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，據(jù)此比較不同杉木良種林分的生長(zhǎng)差異，以篩選出適宜在福建杉木中心產(chǎn)區(qū)推廣的杉木良種，供生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省三明市三元區(qū)福建農(nóng)林大學(xué)莘口教學(xué)林場(chǎng)的小湖工區(qū)(26°10′30″N、117°27′11″E，海拔240 m)，土壤類型為山地紅壤，立地等級(jí)為Ⅱ級(jí)。該地區(qū)屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均氣溫15～19 ℃，年均日照時(shí)間1850 h，年無霜期為310 d，年均降水量1900 mm。試驗(yàn)地為杉木×鄂西紅豆樹混交林采伐跡地，經(jīng)煉山和整地后，2007年2月營(yíng)造試驗(yàn)林，試驗(yàn)地分上、中、下3個(gè)坡位進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

2 研究方法

2.1 良種材料

選擇在福建杉木造林應(yīng)用較多的5個(gè)杉木良種苗木為造林材料，分別為：①福建尤溪第2代種子園實(shí)生苗；②福建洋口第2代種子園實(shí)生苗；③廣西融水第1代種子園實(shí)生苗；④福建洋020無性系組培苗(福建省洋口林場(chǎng)篩選的優(yōu)良無性系組培苗)；⑤福建沙縣種源實(shí)生苗(福建沙縣本地種子園種子的實(shí)生苗)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)杉木良種苗木和3個(gè)坡位(上坡位、中坡位、下坡位)的兩因素處理，共15個(gè)處理組合，每個(gè)處理組合有3個(gè)試驗(yàn)小區(qū)分別代表3個(gè)重復(fù)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積400 m2。

2006年底采取煉山清理采伐跡地，隨后挖穴整地，整地規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm。2007年2月采用1年生優(yōu)良種苗造林，初植密度3450株·hm-2，施基肥回表土，每穴0.5 kg復(fù)合肥。造林后頭3 a每年進(jìn)行2次除草撫育，2014年11月進(jìn)行強(qiáng)度40%的間伐。

2.3 調(diào)查方法

分別于2008年3月、2009年3月、2011年1月、2014年12月、2016年3月、2016年12月、2018年12月(造林后12 a)對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行每木生長(zhǎng)調(diào)查。胸徑采用圍徑尺測(cè)定；造林后1～4 a的樹高采用鋁合金測(cè)高桿測(cè)定，5年生以后采用超聲波測(cè)高器測(cè)定樹高。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用斷面積加權(quán)方法計(jì)算各試驗(yàn)小區(qū)的平均胸徑和平均樹高。采用Excel 2016計(jì)算不同良種試驗(yàn)林的平均胸徑、樹高、單株材積和蓄積生長(zhǎng)，采用SPSS 23.0軟件對(duì)不同處理組合小區(qū)各生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較。單株材積計(jì)算公式：V=0.0000872×D1.785388607×H0.9313923697，式中：V為單株材積(m3)；D為胸徑(cm)；H為樹高(m)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同杉木良種林分平均胸徑比較

5個(gè)杉木良種造林后12 a的林分平均胸徑見表1。在上坡位，洋口第2代的平均胸徑最大，尤溪第2代、福建沙縣種源和洋020無性系居中，融水第1代的平均胸徑最低，但5個(gè)杉木良種之間的差異不顯著；在中坡位，尤溪第2代的平均胸徑顯著高于除洋口第2代外的其它3個(gè)杉木良種，洋口第2代、洋020無性系和福建沙縣種源居中，融水第1代生長(zhǎng)量最低，但差異不顯著；在下坡位，尤溪第2代的平均胸徑最大，顯著高于融水第1代，洋口第2代、洋020無性系和福建沙縣種源居中，融水第1代表現(xiàn)最差，但差異不顯著。整體上來說，12年生的5個(gè)杉木良種林分的平均胸徑以尤溪第2代和洋口第2代表現(xiàn)較好，而融水第1代表現(xiàn)較差。

5個(gè)杉木良種林分的平均胸徑在3個(gè)坡位的變化一致，表現(xiàn)為：下坡位>中坡位>上坡位。尤溪第2代的平均胸徑在中坡位和下坡位均顯著高于上坡位，但中坡位與下坡位間差異不顯著；洋口第2代和洋020無性系在下坡位顯著高于上坡位；而融水第1代和福建沙縣種源在3個(gè)坡位上差異均不顯著。

表1 不同杉木良種林分平均胸徑比較

3.2 不同杉木良種林分平均樹高比較

5個(gè)杉木良種造林后12 a的平均樹高見表2。在上坡位和下坡位，各杉木良種林分之間的平均樹高表現(xiàn)為：尤溪第2代>洋020無性系>洋口第2代>福建沙縣>融水第1代。在上坡位，5個(gè)杉木良種林分的平均樹高差異不顯著；在下坡位，尤溪第2代顯著高于除洋020無性系外的其它3個(gè)杉木良種，而洋020無性系顯著高于融水第1代。在中坡位，各良種林分的平均樹高最高的是尤溪第2代，顯著高于洋020無性系和融水第1代；其次為洋口第2代，顯著高于融水第1代；最差為福建沙縣、洋020無性系和融水第1代，且三者之間差異不顯著。

5個(gè)杉木良種林分的平均樹高在下坡位表現(xiàn)最優(yōu)，其次為中坡位，最差為上坡位。尤溪第2代和洋口第2代的平均樹高在下坡位與中坡位差異不顯著，但均與上坡位差異顯著；融水第1代和洋020無性系的平均樹高在下坡位顯著高于中坡位和上坡位，但上坡位與中坡位之間差異不顯著；而福建沙縣種源的下坡位顯著高于上坡位。

表2 不同杉木良種林分平均樹高比較

3.3 不同杉木良種林分的單株材積比較

綜合不同杉木良種林分的平均胸徑、平均樹高的調(diào)查結(jié)果，計(jì)算不同杉木良種林分的平均單株材積，結(jié)果見表3。不同杉木良種和立地條件的差異對(duì)胸徑、樹高生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響單株材積生長(zhǎng)。

在上坡位，洋口第2代種子園的平均單株材積表現(xiàn)最優(yōu)，其次為尤溪第2代、洋020無性系、福建沙縣，最差為融水第1代，但在5個(gè)杉木良種林分之間差異不顯著；在中坡位，尤溪第2代的平均單株材積最大，顯著高于除洋口第2代外的其它3個(gè)杉木良種，其次為洋口第2代、洋020無性系、福建沙縣種源，均高于融水第1代，但差異不顯著；在下坡位單株材積生長(zhǎng)量表現(xiàn)最優(yōu)的仍是尤溪第2代，且尤溪第2代顯著高于福建沙縣種源、融水第1代。

各杉木良種林分的平均單株材積在不同坡位上均表現(xiàn)為：下坡位>中坡位>上坡位。其中，尤溪第2代在下坡位、中坡位顯著高于上坡位，而下坡位高于中坡位但差異不顯著；洋020無性系在下坡位顯著高于中坡位和上坡位，而中坡位高于上坡位但差異不顯著；洋口第2代和融水第1代在下坡位顯著高于上坡位，而中坡位與下坡位、上坡位均無顯著差異；福建沙縣種源在各坡位上的單株材積生長(zhǎng)量差異不顯著。

3.4 不同杉木良種林分蓄積生長(zhǎng)比較

杉木良種的平均胸徑、平均樹高和平均單株材積生長(zhǎng)量反映著林分平均木的生長(zhǎng)情況，為了進(jìn)一步評(píng)定5個(gè)杉木良種造林后林分總生長(zhǎng)量，對(duì)各杉木良種林分的蓄積量進(jìn)行分析(表4)。

在上坡位，洋口第2代的蓄積量最大，其次為洋020無性系、尤溪第2代、福建沙縣種源，融水第1代的蓄積量最小，但5種杉木良種間的差異不顯著；在中坡位和下坡位，各杉木良種的蓄積量表現(xiàn)為：尤溪第2代>洋口第2代>洋020無性系>福建沙縣種源>融水第1代。在中坡位，尤溪第2代顯著高于除洋口第2代外的其它3個(gè)杉木良種，洋口第2代顯著高于融水第1代；在下坡位，尤溪第2代顯著高于福建沙縣種源和融水第1代。

5個(gè)杉木良種的蓄積量在下坡位最大，其次為中坡位，上坡位最小。其中，尤溪第2代和洋口第2代的蓄積量下坡位和中坡位顯著高于上坡位；融水第1代的蓄積量下坡位顯著高于上坡位，而中坡位與下坡位、上坡位差異不顯著；洋020無性系下坡位顯著高于中坡位和上坡位；而福建沙縣種源在各坡位間差異不顯著。

3.5 不同杉木良種生長(zhǎng)潛力評(píng)價(jià)

福建尤溪第2代種子園實(shí)生苗造林后12 a，其平均胸徑、平均樹高、平均單株材積和蓄積量均表現(xiàn)最優(yōu)，而融水第1代表現(xiàn)較差，說明尤溪第2代在該試驗(yàn)地的適應(yīng)性高于其它4個(gè)杉木良種，融水第1代在該試驗(yàn)地的適應(yīng)性較其它4個(gè)良種差。根據(jù)不同造林立地類型，5個(gè)杉木良種造林后12 a的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積和蓄積量表現(xiàn)為下坡位>中坡位>上坡位，說明坡位越低各杉木良種的各生長(zhǎng)因子表現(xiàn)出的生長(zhǎng)勢(shì)越強(qiáng)。因此，下坡位的尤溪第2代林分的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積和蓄積量均位居第一，分別為16.95 cm、14.15 m、0.1606 m3、290.79 m3·hm-2，說明在該試驗(yàn)地適應(yīng)性高的福建尤溪第2代種子園實(shí)生苗在水肥條件較好的下坡位造林效益最高。而上坡位的融水第1代的各生長(zhǎng)量最小，分別為12.75 cm、10.45 m、0.0729 m3、136.28 m3·hm-2，雖然融水第1代在該試驗(yàn)地的適應(yīng)性較差，上坡位的水肥條件較差，但各生長(zhǎng)量均達(dá)到福建省杉木速生豐產(chǎn)林標(biāo)準(zhǔn)。

通過對(duì)5個(gè)杉木良種造林后12 a的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積和蓄積生長(zhǎng)量的分析，發(fā)現(xiàn)5個(gè)杉木良種在該試驗(yàn)地上的適應(yīng)性存在差異，但各平均生長(zhǎng)量均明顯高于福建省速生豐產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。說明這5個(gè)杉木良種都可縮短經(jīng)營(yíng)周期，節(jié)約造林成本，提高效益，是杉木優(yōu)良的造林材料。

4 結(jié)論與討論

不同杉木良種林分平均生長(zhǎng)量在上坡位的差異不顯著，但在中坡位和下坡位達(dá)到顯著差異。說明5個(gè)杉木良種對(duì)立地要求比較高，在立地較差的上坡位生長(zhǎng)的適應(yīng)性差異較小；在立地較好的中坡位和下坡位，杉木良種之間的生長(zhǎng)適應(yīng)性差異明顯。在平均胸徑、平均單株材積和蓄積量方面，尤溪第2代和洋口第2代在上、中、下坡位均表現(xiàn)較好，而融水第1代表現(xiàn)較差；在平均樹高方面，尤溪第2代和洋020無性系在上、中、下坡位的平均樹高均較大，而融水第1代較小。從整體上來說，尤溪第2代總體生長(zhǎng)狀況最好，其次為洋口第2代，這2個(gè)杉木良種造林有利于節(jié)約造林成本，提高效益，二者均適合在福建杉木中心產(chǎn)區(qū)推廣；而洋020無性系在生長(zhǎng)過程中樹高生長(zhǎng)量較大，而胸徑生長(zhǎng)量較少；融水第1代在該試驗(yàn)地的適應(yīng)性較其它4個(gè)良種差。

5個(gè)杉木良種的林分平均生長(zhǎng)量在不同坡位上均表現(xiàn)為下坡位>中坡位>上坡位。這可能是由于坡位是林地土壤水肥再分配的重要影響因子，凋落物、水分在下坡位的堆積較多，土壤養(yǎng)分隨著坡位升高，呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì)[13-16]。李文芳[17]在對(duì)不同坡位的實(shí)生苗與組培苗生長(zhǎng)性狀對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，下坡位杉木生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，中坡位表現(xiàn)較好，上坡位表現(xiàn)一般；陳志云[18]對(duì)坡位與樹種生長(zhǎng)之間的關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，上坡位適合對(duì)土壤肥力要求較低的混交林，而下坡位更適合對(duì)土壤質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)水平要求更高的杉木純林。

對(duì)5個(gè)杉木良種12年生林分的生長(zhǎng)潛力分析結(jié)果表明，5個(gè)杉木良種之間的生長(zhǎng)存在差異，但在該試驗(yàn)地的平均胸徑均達(dá)到12.75 cm以上，平均樹高均達(dá)到10.45 m以上，平均單株材積達(dá)0.0729 m3以上，平均蓄積量達(dá)136.28 m3·hm-2以上。均明顯高于福建省速生豐產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。說明這5個(gè)杉木良種均適應(yīng)在該試驗(yàn)地生長(zhǎng)，由于該試驗(yàn)林林分僅12 a，5個(gè)杉木良種林分的后續(xù)生長(zhǎng)表現(xiàn)還有待于進(jìn)一步觀測(cè)。