雷州半島尾細桉人工林對不同撫育營林模式的生長響應分析

陳馬興，李孔生，陸海飛，何普林，李光友*，徐其賢，李華強，歐生，戴壽祥

雷州半島尾細桉人工林對不同撫育營林模式的生長響應分析

陳馬興，李孔生，陸海飛，何普林，李光友，徐其賢，李華強，歐生，戴壽祥

(1. 中林集團雷州林業局有限公司，廣東 湛江 524043；2. 中國林業科學研究院熱帶林業研究所，熱帶林業研究國家林業與草原局重點實驗室，廣東 廣州 510520)

揭示不同撫育措施對尾細桉人工林的生長影響，為雷州半島尾細桉紙漿林培育提供理論依據。以雷州林業局紀家林場尾細桉無性系林為研究對象，采用5種撫育經營模式，連續2年對不同撫育措施集成模式樣地進行觀測，通過生長性狀、投入產出的比較分析，獲得不同模式下的生長及其營林效果。在5種撫育措施集成模式中單位面積蓄積和單位面積蓄積增量均以模式1>模式3>模式2>模式4>模式5，以模式1的中耕不施生物肥為最佳，單位面積蓄積增量比對照模式5提高34% ～ 52%；兩個年度單位面積蓄積的連年增長量排序不同，生物肥對第2年的增長影響更大，以模式2和3增長最大。5種模式下現時經濟效益排序均以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，以模式1為最佳，比對照模式5提高25.72% ～ 50.86%；模式1是具有推廣潛力的營林模式，亦即保證常規撫育施肥的基礎上，合理的土壤擾動最有利于林分生長。研究表明盡管施生物肥能促進林分生長和提高林木抗逆性，但受限于生物肥的價格，倘若生物肥市場價格合理的情況下，模式3和2仍然值得關注。

撫育施肥；尾細桉無性系；雷州半島；單位面積蓄積量；連年增長量?

桉屬()樹種通常具有速生、豐產、適應力強等特點，廣泛引種于世界各地，其人工林面積約占全世界熱帶人工林總面積的40%。目前，桉樹已成為我國南方速生豐產林的主要造林樹種之一。截至2018年底，我國桉樹人工林栽植面積已達546萬hm，為國內人造板和紙漿等用材生產提供了重要的資源和保障。桉樹木材密度較大、纖維均勻、制漿率高(約0.25 kg·m)，已成為林漿紙產業的重要原料。此外，尾細桉()等桉樹品種具有干形通直圓滿、自然整枝好、木材機械加工性能好等特點，成為我國南方重要膠合板原料用材和紙漿用材樹種。尾細桉等桉樹雜交無性系的通直干形、抗逆性和材性特點表明其人工林經營管理可結合紙漿材和膠合板材的培育技術。相較于尾巨桉，尾細桉更適合在沿海臺風區種植，其抗風能力的加性遺傳由父本細葉桉決定，且適宜的撫育措施對尾細桉人工林的定向培育具有十分重要作用。

與其他樹種相比，目前桉樹速生豐產林的輪伐周期較短(6年以內)，短輪伐期在滿足木材需要方面具有廣闊的前景，但也易造成地力衰退。因此，在經營過程中應考慮林地生產力和林業的可持續發展。林分撫育能夠提高林分質量和林地的生產力，在生長期通過不同撫育施肥等措施，可改善土壤肥力，保護林內植物多樣性和提高林地抗逆性，對改善林地的生態環境和提高各類效益至關重要。在松樹()、杉木()人工林的研究中發現，林分撫育能夠提高林下植被多樣性并改善林分環境、光照和溫度條件,同時能夠提高林下土壤酶活性并增加土壤微生物數量。可見，適宜撫育措施對于人工林生態保護和地力維持至關重要。但目前部分桉樹人工林經營仍然缺乏對撫育施肥等措施的認識，合理的撫育措施并沒有得驗證和推廣。

撫育施肥是森林培育提質增效的重要措施之一，是森林經營的中心環節。已有學者對閩南地區尾巨桉()人工林的撫育施肥等措施開展了研究，也對華南地區等不同立地條件區域桉樹人工林采用不同撫育措施進行了研究，均認為科學撫育可促進人工林生長、土壤微生物群落功能多樣性以及有機物轉化功能，從而促進經濟價值和生態效益提升。因此，本研究選擇沿海臺風區雷州半島的尾細桉人工林作為研究對象，對通過不同撫育措施處理后的3.3年生林木生長性狀和林分效益進行比較分析，以期找到適宜的撫育措施，為提出雷州半島地區尾細桉人工林培育的合理撫育模式及推廣技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種及樣地信息

研究對象為尾細桉無性系(L22)。試驗樣地位于中林集團雷州林業局有限公司紀家林場赤坭尾2林班2044小班(20°55?25?N，109°50?12?E)，海拔30 m，年平均溫度22.7℃，年降雨量1 800 mm，雨量大部分集中在4—9月，干濕季節明顯，7—10月為臺風季節，年熱帶風暴登陸2 ～ 3次。試驗地土壤屬于薄層淺海沉積磚紅壤。主要土壤特性：有機質13.73 g·kg，全氮396 mg·kg，全磷138 mg·kg，全鉀1.23 g·kg，速效N為32.74 mg·kg，速效P為11.54 mg·kg，速效K為39.21 mg·kg，有效B為0.18 mg·kg，pH值(水提)4.62。土壤相對缺磷，需要施足。造林前茬亦為桉樹林。林下植被以鷓鴣草()、大葉油草()為主，還有馬纓丹()、了哥王()、飛機草()和灌木白背葉()等。

1.2 試驗設計

試驗林于2017年7月營建，于2018年5月進行試驗設計并于當年11月實施，采用正交試驗設計方案，分別對不同撫育方式、施肥等處理進行比較分析。共設置4種模式和1個對照(不施肥不撫育)，各4次重復，每小區面積0.33 hm(表1)。機耕方式開帶，1犁且帶深40 cm 1次；挖穴50 cm × 40 cm × 40 cm；無性系試驗株行距為3 m × 1.33 m。造林時全部林分肥料施用成分及用量相同，即基肥以富含磷(PO含量達12.42%)的甘蔗廢泥加入有機復合基肥，每穴1 kg；造林后及試驗設計實施前的撫育追肥為每穴施入雷林2#專用肥(31%有機質含量的復混顆粒肥，含硼鋅銅錳鎂5種微量元素，其中水溶性磷占有效磷≥60%、氯離子≤15%、硫≥2%)250 g。試驗設計需要的生物肥為廣州廠家生產的“奧特”牌生物有機肥，有機質≥40.0%，有效活菌數≥0.2億·g，生物肥施入時按500 g·穴。

表1 不同撫育模式設計

1.3 樣地調查、土壤分析及數據處理

1.3.1 樣地調查

按試驗設計撫育施肥后分別于2019年10月和2020年10月對各樣地的尾細桉進行每木檢尺，測量樹高(H)和胸徑(DBH)。然后，依據各樣地樹高和胸徑的平均值計算單株蓄積SV(m)，其計算參考文獻[20-21]的方法，具體運算公式如下：

=()×/30 000

為進一步比較分析不同撫育施肥措施對人工林生長的影響，本研究同時對各樣地的單位面積蓄積V(m·hm)和連年生長量(CAI，current annual increment，m·hm·a)等生長性狀進行計算，連年生長量值為當年生長量與前一年生長量的差值。

1.3.2 土壤分析

樣地土壤分析包括pH值、有機質、全N、全P、全K、堿解N、速效P、速效K、微量元素Zn和B等的測定與文獻[16]方法相同。

1.3.3 數據處理

采用EXCEL 2010對數據進行整理及生長各性狀值的計算。運用SAS8.0軟件進行數據的均值分析、方差分析和Duncan檢驗。其中：

方差分析模型為: y=+α+β+()+ε

式中:y為觀測值，為總體平均值，α為重復效應值，β為無性系效應，()為無性系與重復的交互效應，ε為誤差。

2 結果與分析

2.1 不同撫育措施對尾細桉樹高、胸徑和單株蓄積生長的影響

試驗林地進行撫育試驗后，共調查2次，分別在2.3年和3.3年生時進行，1年生時對林分的生長進行了抽樣調查。其中1年生時尾細桉平均樹高4.98 m，胸徑5.03 cm，單株材積0.004 19 m。撫育后的2次林分H、DBH、SV調查按不同處理和區組進行方差分析，結果見表2。

從表2得出，處理間的生長差異在生長性狀間均達到極顯著水平，表明不同處理模式對樹木生長有重要影響，由此進行處理間的顯著性檢驗。不同撫育措施差異檢驗見表3。

表2 不同撫育模式下2.3和3.3年生尾細桉林分的生長性狀方差分析結果

注：*表示<0.05，**表示<0.01，下同。

表3 不同撫育模式對2.3和3.3年生尾細桉林分生長影響檢驗結果

注：LSR檢驗結果為大寫字母表示<0.01，下同。

表3中可知，在2.3年生時，即無論中耕或穴撫，在不施生物肥條件下，此二類處理對單株蓄積生長影響差別不顯著，表明該兩種處理在本階段(2.3年)前對樹木生長有利，生物肥在施后1年內對生長的促進效果不明顯，但土壤的擾動促進了樹木的生長；而由2.3 ～ 3.3年生時，只要對土壤進行過合理擾動(中耕與穴撫)均有利于生長，此4種處理模式對生長的影響差異不顯著，但以穴撫同時施生物肥的處理3最有利于生長。結合兩次調查，通過撫育對土壤的擾動能夠有效促進樹木的生長，早期生物肥對林分生長的作用較小，后期作用較為明顯；施生物肥2年后對生長的影響大于1年生時，但仍然存在施生物肥并不一定促進生長性狀顯著提高的處理，表明生物肥對生長的促進作用具有一定時效性和有限性，這可能與較大擾動造成了養分流失有關。在生物肥對林木的長期影響中，穴撫對林木生長的促進優于中耕，盡管其差異不顯著；而生物肥對林木的影響在施用1年后才產生較明顯的作用，影響持續時間仍需持續的土壤和林分調查。挖穴+施生物肥的處理模式是林分當前促進單位面積蓄積生長的最佳模式之一，是值得關注的撫育措施，建議對穴撫與施用生物有機肥的聯合實施加以重視。

2.2 撫育措施對尾細桉單位面積蓄積及其連年生長量的影響

對不同撫育措施下的試驗林分單位面積蓄積和不同年度的連年增長量進行方差分析，結果見表4。從連年生長數據看，在1 ～ 3.3年期間無性系人工林生長整體呈增長階段，第2個年增長量(48.01 m·hm·a)比第1個年度增長量(43.93 m·hm·a)提高了9.29%。

由表4可知，不同處理模式間的生長性狀差異達顯著到極顯著差異水平，由此進行處理間的顯著性檢驗。不同撫育處理措施間差異性檢驗見表5。

表4 尾細桉林分生長方差分析結果

表5 撫育對尾細桉林分3.3年生單位面積蓄積及連長增長量的檢驗

由表5可知，單位面積蓄積與表3單株蓄積的分析結果類似，也以對土壤擾動的撫育措施對林分生長有利，其中機耕對兩個年度的木材單位面積蓄積生長均有較顯著影響，在撫育(含中耕和穴撫)擾動下的蓄積無論施肥與否表現差別不顯著；從兩次調查后的單位面積蓄積連年增長量得出，不同撫育模式比對照提高34% ～ 52%，增長最高的是處理2和3，即在土壤擾動下的施生物肥其連年增長量優于其它處理，而尤以中耕+生物肥的第2個年度增長量最大；綜合不同撫育模式處理下的兩個年度調查分析，單位面積蓄積的排序與1 ～ 3.3年間的蓄積增量排序一致，以中耕有利于林分生長，而施入生物肥的作用在1年后才表現出較強的顯著影響，以施入生物肥后的2.3 ～ 3.3年期間連年增長量為最高，且增長量CAI2顯著高于其他處理。以上分析表明，中耕結合施加生物肥更有利于蓄積的提高，但在其他施肥措施到位的情況下，施生物肥的影響小于對土壤的擾動作用。分析其原因有兩個，一是生物肥施用量未按梯度設計試驗，二是生物肥在一定程度上只提高了林分的抗病能力，在促進林分保存率提高的情況下，其他肥充足時生物肥對生長性狀的提高作用并不十分顯著。以下結合成本和效益分析來看采用哪類撫育措施效益更高。

2.3 撫育對尾細桉連年生長量和土壤化學性質的影響

對造林前和3.3年無性系試驗林地的土壤進行取樣分析，結果見表6。由表6知，試驗林土壤偏酸性，較強。在施入生物肥2年后的土壤調查中發現，經土壤擾動下的有機質含量更高，未施生物肥的土壤有機質較低，全N、堿解N、有效P、速效K和微量元素含量有大致相同的結果。未擾動的林地內全P含量最高，而人工穴撫的土壤K釋放最慢，擾動條件下的土壤會釋放P以補充植株的生長所需。

由表6還可知，對比造林前及撫育后土壤化學屬性變化，土壤pH值隨著造林后降低，有機質減少，全P及有效NPK都隨著林齡的增加而降低，表明林分全P的流失及有效元素的消耗比較明顯；林地全N和有效B因基肥和追肥的使用而增加，未施肥則減少；全K則表現出造林前最低，撫育施肥后含量顯著增加，表明施肥對林地的影響較明顯，對促進林木的生長有較大作用。

2.4 不同撫育措施下的尾細桉林分效益分析

在5種撫育模式下，通過單位面積蓄積增量和林分單位面積蓄積的差異，以及在差異情況下的產值和產出投入比，分析和提出適宜推廣的撫育模式。目前分析預測1個輪伐期(研究區域紙漿林6年為1個輪伐期)示范林的生長及其經濟效益。通過林分半個紙漿林輪伐期(3.3年)的林分產生效益結果來預估或評價不同模式下的生長及效益差異，其中1 ～ 3.3年期間的單位面積蓄積增量的投入和產出結果見表7，出材率按75%計。

表6 不同撫育措施前后的土壤化學屬性

表7 不同處理后2年(1 ～ 3.3年)尾細桉林分蓄積增量及收益估算

由表7可見，單位面積蓄積增量模式1>模式3>模式2>模式4>模式5，在此單位面積蓄積增量條件下的林分凈收入模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，不同撫育模式單位蓄積增量比對照提高25.72% ～ 50.86%，因此模式1的中耕不施肥是較理想的林分撫育模式。從凈收入上看，排在第2的為模式4，其撫育模式為挖穴不施肥。以上兩種凈收入較佳的撫育模式都表明生長早期對林分土壤合理擾動很有必要，施肥并非必要措施，由于生物肥的施用增加了成本，對出材量的產出與不施生物肥相比差異并不顯著。盡管施生物肥條件下的模式2和3單位面積蓄積增量顯著高于模式4，但相比投入了生物肥增加了較高成本，造成模式2和3的收入反而低于模式4，由此對5種撫育措施模式的全生長過程進行效益分析，結果見表8。

表8 試驗林3.3年預估收入、利潤率和產出投入比

根據表8，對本項目成果轉化示范林進行經濟效益評估。各項經濟指標計算公式如下：①利潤率=凈收入/總支出×100%；②效益成本比(B/C)=產出/(造林投入本息 + 采運成本)。因示范林正處于生長高峰期，尚未達到主伐(尾細桉無性系輪伐期6年)林齡，本次經濟效益評估僅供參考之用。示范林造林人工費用包括：清理跡地、挖樹頭、開溝、備耕、備苗、施基肥和追肥、除雜草、生物防治、定植和補植等，2017年造林費平均為13 845.00元·hm，以上費用包含各年度相同的造林、撫育、追肥等。除開展本試驗的撫育模式(2018年10月)不同外，其他年份的投入和撫育措施完全相同。第1年基肥桉樹1號基肥1 500.0元·t，第2年桉樹2號追肥價格1 800.0元·t，所購生物菌肥按1 800.0元·t購入，組培苗按1 230.0元·hm。在本息計算時，銀行利率按6.0%計，出材量按75%計算，采伐成本按115.0元·m計算，目前市場桉木價格為430.0元·m。結合表7和表8可知，在當前3.3年生條件下，單位面積蓄積量和施生物肥2年后蓄積增量的凈收入、利潤率及效益成本比均以模式1為最佳，排名第2的為模式4，生物肥的施入盡管在生長上產生了促進作用，但并未產生較好的經濟效益。

3 討論與結論

不同撫育措施對林分生長的影響差異顯著，撫育措施造成的立地變化、微環境適應性及抗逆性水平等因素的不同都能使增長效應和林分保存率發生變化，因此這種影響關系較為復雜且難以概括，但適宜的撫育措施多數效應則有利于林分的生長。從本研究結果看，不同撫育措施均提高了林分的生長，單位面積蓄積增量和效益排序均以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，且前3種模式相對于后2種差異顯著，表明合理的土壤擾動和施生物肥有利于生長且提高了林分的保存率和維持了土壤養分。

在基肥和追肥條件相同的條件下，合理的增施生物肥能顯著增加桉樹人工林的產量，此結論與文獻[17-18,23,26]的結論一致，但產量的增加在不同肥料的施入方式間存在顯著差異。不同的土壤條件以及桉樹品種對施肥的需求都有著較大差異，貧瘠林地的桉樹人工林施肥需求往往更迫切。本研究發現，在雷州半島土壤較貧瘠、養分含量低且呈強酸性的土壤上種植尾細桉人工林并進行撫育施肥具有明顯的效益，比對照生長增量明顯，經濟效益也在3.3年內得到明顯提升。

不同撫育措施干擾下桉樹幼林地各處理之間的物質積累及連年增長量在兩個年度存在較大差異，干擾后第1年連年增長量以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，第2年以模式2>模式3>模式1>模式4>模式5，且兩次排序中均以排名第1和第2位間的差異不明顯，表明生物肥在施入的第1年里對連年增長量貢獻并不大，而在第2年里則貢獻較大，生物肥對林分生長的影響持續到施肥后的第2年。這一趨勢與王會利等的研究“隨著林齡的增加，對幼林地的干擾(除草和施肥)強度逐漸減弱直至停止”結論并不一致，原因可能是本研究條件是在其他肥料充足情況下的生物肥施入造成的。

由于近幾年雷州半島地區遭受特大臺風影響較少，目前值得推廣的撫育模式為模式1，在中耕且滿足常規肥條件下，其林分保存率、林分產量和效益在5種模式是最好的，其單位面積蓄積增量在2個年度比對照高52%，效益比對照提高50.85%，是值得推廣的撫育模式，但由于本次研究未到達林分的輪伐期，研究結論仍需持續驗證。盡管合理的土壤擾動和施入生物肥后對生長及蓄積產生了促進作用，且生物肥的施用能改善立地條件、提高林分的抗病性和保存率，但經濟效益反而差于不施生物肥的兩種試驗處理，原因在于當前用于試驗的生物肥成本較高，影響了該措施在本區域的大面積推廣，如今后在大面積推廣生物肥同時降低生物肥成本，施生物肥的模式3和2仍然值得關注。

由于當前木材價格和經濟形勢處在一個較低的水平，隨著經濟形勢的好轉、木材價格的上揚、稅收的減免以及大徑級木材的培育等，凈收入等效益勢必將會逐年增加。示范林在3.3年生時除對照模式外，其他撫育模式均已超過0.20的利潤率，最高已接近0.40的利潤率，而產出投入比4種試驗模式均超過1.2以上。從桉樹生長規律看，隨著紙漿林半個輪伐期到1個輪伐期時近3年生長旺盛期到來，其利潤率會逐漸增高，優良雜種尾細桉無性系的產出投入比會逐年增加。因此，在優良無性系種植、合理人工林栽培、合理撫育管理措施和無臺風影響條件下，發展桉樹無性系速生豐產林的經濟效益將非常顯著。

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致謝：試驗得到中國林業科學研究院熱帶林業研究所白惠文、中林集團雷州林業局有限公司潘松海、彭仕堯、陳文平、黃瑞等人給予的幫助，在此一并致謝！

Effects of Tending Measures on Growth of×Clonal Plantations in Leizhou Peninsula

CHEN Maxing, LI Kongsheng, LU Haifei, HE Pulin, LI Guangyou, XU Qixian,LI Hua-qiang, OU Sheng, DAI Shou-xiang

(1.,,;2.,)

This study examines the effects of different tending measures on the growth ofplantation in order to provide a theoretical basis for the cultivation ofplantations on the Leizhou Peninsula. Takingplantations in Jijia forest farm of Leizhou Forestry Bureau as the research objects, growth following five tending modes were observed for two consecutive years in sample plots. Through comparative analyses of growth characters, the growth and economic benefits under different modes were evaluated, and the effects of different tending modes were evaluated. Among the five tending modes, the growth order of volume per hectare and CAI (current annual increment per hectare) were as follows: mode 1 > mode 3 > mode 2 > mode 4 > mode 5. Tending mode 1 was the best and involved mechanical tillage without applying biological fertilizer, and among different tending modes the unit area increment was 34% ～ 52% higher than that of control treatment (tending mode 5). Biological fertilizer used in tending modes 2 and 3 had a greater impact on the volume growth during the second year when compared to tending mode 1. Under the five modes, the current economic benefit order was as follows: mode 1 > mode 4 > mode 3 > mode 2 > mode 5, with benefits of different modes being 25.72% ～ 50.86% higher than that of control mode 5. Overall, the results showed that conventional tending and fertilization, which involved reasonable soil disturbance, was most conducive to stand growth. However, use of biological fertilizers can promote stand growth and improve stress resistance, although current prices for biological fertilizer will likely limit its use on a larger scale. If the cost of bio-fertilizer is reduced in the future, then tending modes 3 and 2 will likely become more economically viable.

tending and fertilization;clones; Leizhou Peninsula; volume per hectare; current annual increment per hectare

10.13987/j.cnki.askj.2021.02.001

S753.5

A

“十三五”國家重點研發計劃課題“桉樹高纖維紙漿材定向培育技術研究”(2016YFD0600503)；中國林業科學研究院基本科研業務費專項“桉樹速生抗風、耐寒優良品種選育研究”(CAFYBB2017ZA001-5)；“熱帶及南亞熱帶人工林樹種良種選育研究”(CAFYBB2018SZ002)

陳馬興(1989— )，學士，主要從事林木遺傳育種及培育研究，E-mail:chenailisa@163.com

李光友(1970— )，副研究員，主要從事研究熱帶速生工業用材林樹種遺傳改良及栽培研究，E-mail: luosuo3000@163.com