不同規(guī)格閩楠容器苗對造林生境的響應(yīng)分析

張?zhí)煊睿m珺，陳恩，黃秋良，范輝華

(1.福建省順昌縣林業(yè)科學(xué)技術(shù)中心，福建 南平 353200；2.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)院，福建 福州 350002；3.福建省古田國有林場，福建 寧德 352200；4.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002；5.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012)

閩楠() 是樟科(Lauraceae) 楠屬植物，國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危物種、珍貴用材樹種，主要分布于長江中下游以南，如福建、浙江、江西、湖北、湖南、四川、貴州、廣東、廣西等地。目前，針對閩楠主要開展的研究有天然林及天然次生林、遺傳多樣性研究及分子標(biāo)記輔助育種、種苗培育、光合特性和混交林等。其中，關(guān)于閩楠在不同林分下套種及閩楠在幼林時(shí)的光合特性是研究熱點(diǎn)，而且不同學(xué)者研究均表明，光照是影響閩楠幼林生長的關(guān)鍵因素。有學(xué)者研究表明，閩楠在幼林時(shí)喜陰，較適宜在林下套種；有學(xué)者認(rèn)為，裸地栽植閩楠容器苗造林具有顯著的培育優(yōu)勢；還有學(xué)者研究表明，閩楠對光的利用范圍相對較廣，屬于耐陰植物但又能忍受一定的光強(qiáng)，并且閩楠幼樹通過改變光合特性、生物量積累來適應(yīng)光環(huán)境的變化；同時(shí)在閩楠成林后，高郁閉度下的低光環(huán)境已對其產(chǎn)生了一定的脅迫作用，應(yīng)適當(dāng)增加林內(nèi)透光率。

為進(jìn)一步探究閩楠在杉木林下套種和裸地造林成效，以及不同規(guī)格苗木對不同生境的響應(yīng)，總結(jié)閩楠在林下套種和裸地造林時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)，采用同一批不同規(guī)格的閩楠苗木進(jìn)行杉木林下套種和裸地造林試驗(yàn)，探討不同立地條件下閩楠在幼林時(shí)的光合特性，以期為在不同生境下造林選擇閩楠最佳苗木規(guī)格提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

1.1 裸地造林試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧德市古田縣黃田國有林場黃田工區(qū)，118°36′ E，26°44′ N，海拔約170 m，年平均氣溫為18.5 ℃，最高氣溫為38.6 ℃，最低氣溫為-3 ℃，年平均降水量1 609.7 mm，地形屬低丘，地處山坡中下部，坡向?yàn)槟掀拢露绕骄彛寥罏樯降丶t壤，立地條件Ⅱ級，試驗(yàn)地為杉木1代人工林采伐跡地。

1.2 杉木林下套種試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于順昌縣大干鎮(zhèn)干山村50林班10大班030小班，海拔550～600 m，坡向西北，山坡中下部，立地條件中等，造林時(shí)該杉木林為1998年在杉木皆伐基地營造的杉木二代林分，造林密度2.5 m×2.5 m，2015年擇伐時(shí)林分生長屬中等水平，蓄積量150～165 m·hm，擇伐的蓄積量強(qiáng)度為60%～70%，株數(shù)強(qiáng)度為80%，擇伐后杉木保留密度為300株·hm，保留木蓄積45～60 m·hm，郁閉度0.3～0.4，栽植前完成林地清理。

1.3 材料與方法

古田和順昌采用相同的造林技術(shù)措施。將閩楠1～3年苗木劃分為Ⅰ級苗和Ⅱ級苗，6種容器苗的容器規(guī)格與分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)10株5列，裸地造林在重復(fù)區(qū)間種植2行1年生木荷輕基質(zhì)容器苗作為隔離帶。種植穴規(guī)格為50 cm×50 cm×40 cm，每穴底施基肥鈣鎂磷250 g，造林當(dāng)年全面鋤草培土2次。

表1 閩楠不同規(guī)格容器苗基質(zhì)及分級標(biāo)準(zhǔn)

1.4 調(diào)查方法

在試驗(yàn)的第4年，對古田和順昌的各試驗(yàn)小區(qū)苗木胸徑、樹高、最大側(cè)枝粗、最大冠幅、枝下高、最大側(cè)枝長和分枝等進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)試驗(yàn)的各小區(qū)隨機(jī)調(diào)查30株。

1.5 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查后的數(shù)據(jù)用Excel和DPSv7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析、聚類分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同規(guī)格的閩楠苗在裸地上造林生長分析

由表2可知，以不同苗齡的Ⅰ級苗造林統(tǒng)計(jì)，3年生(GTE)苗造林較1年生(GTA)和2年生(GTC)苗造林后的胸徑分別高出183.25%和135.50%，樹高分別高出57.20%和33.81%，最大冠幅分別高出55.69%和54.28%；按同為Ⅱ級苗造林，3年生(GTF)苗造林較1年生(GTA)和2年生(GTD)苗造林后的胸徑分別高出87.63%和75.45%，樹高分別高出了29.32%和20.11%，最大冠幅分別高出56.96%和58.61%。表明，閩楠在裸地造林時(shí)采用較大規(guī)格的容器苗更有利于快速形成林分環(huán)境，提升造林效果。

表2 閩楠不同苗木規(guī)格造林生長比較分析

在相同苗齡情況下，對不同苗木質(zhì)量等級的閩楠裸地造林效果分析表明：1年生的Ⅰ級苗(GTA)和Ⅱ級苗(GTB)的生長指標(biāo)差異均不顯著，但GTA的胸徑、樹高生長比GTB的胸徑、樹高分別略高0.33%和2.70%；2年生的Ⅰ級苗(GTC)和Ⅱ級苗(GTD)的枝下高存在極顯著差異，樹高、側(cè)枝粗和側(cè)枝長均存在顯著差異，其中，GTC的樹高、枝下高、側(cè)枝粗和側(cè)枝長比GTD的樹高、枝下高、側(cè)枝粗和側(cè)枝長分別高出12.06%、78.40%、16.09%和14.85%；3年生的Ⅰ級苗(GTE)和Ⅱ級苗(GTF)的胸徑、樹高、枝下高和最大冠幅均存在極顯著差異，分支角存在顯著差異，其中，GTE的胸徑、樹高、枝下高、最大冠幅和分支角比GTF的胸徑、樹高、枝下高、最大冠幅和分支角別高出51.47%、24.84%、37.08%、6.49%和14.69%。表明，閩楠的Ⅰ級苗造林比Ⅱ級苗造林的后期生長更好，而且隨著苗木年齡的增大，其對應(yīng)的Ⅰ級苗造林比Ⅱ級苗造林后的生長差異越明顯。

2.2 不同規(guī)格的閩楠苗在杉木林下套種生長分析

由表3可知，不同規(guī)格的閩楠苗在杉木林下造林后，其幼林的生長指標(biāo)和形態(tài)指標(biāo)差異顯著。同為Ⅰ級苗造林計(jì)，3年生(SCE)苗造林較1年生(SCA)和2年生(SCC)苗造林后的胸徑分別高出61.48%和48.71%，樹高分別高出32.84%和29.77%，最大冠幅分別高出31.79%和20.76%；按同為Ⅱ級苗造林，3年生(SCF)苗造林較1年生(SCB)和2年生(SCD)苗造林后的胸徑分別高出86.18%和53.90%，樹高分別高出了41.01%和35.78%，最大冠幅分別高出42.80%和29.22%。表明，采用較大規(guī)格的容器苗在杉木林下套種對促進(jìn)快速形成林分環(huán)境，提升造林效果十分顯著。

表3 不同規(guī)格的閩楠苗在杉木林下套種生長分析

在相同苗齡情況下，1年生的Ⅰ級苗(SCA)和Ⅱ級苗(SCB)、2年生的Ⅰ級苗(SCC)和Ⅱ級苗(SCD)、3年生的Ⅰ級苗(SCE)和Ⅱ級苗(SCF)的胸徑、樹高、最大冠幅、枝下高、最大側(cè)枝分枝角、最大側(cè)枝粗和最大側(cè)枝長均不存在顯著差異。1年生Ⅰ級苗(SCA)的樹高、胸徑和冠幅分別比1年生Ⅱ級苗(SCB)的樹高、胸徑和冠幅高出21.26%、12.65%和13.08%；2年生Ⅰ級苗(SCC)的樹高、胸徑和冠幅分別比2年生Ⅱ級苗(SCD)的樹高、胸徑和冠幅高出8.85%、11.03%和11.68%；3年生Ⅰ級苗(SCE)的樹高、胸徑和冠幅分別比3年生Ⅱ級苗(SCF)的樹高、胸徑和冠幅高出5.18%、6.12%和4.36%。表明，同齡不同苗木質(zhì)量等級的閩楠在同一水平上的杉木林下生長差異不顯著，Ⅰ級苗比Ⅱ級苗的生長得更好；同時(shí)，隨著閩楠苗齡的增加，閩楠Ⅰ級苗與Ⅱ級苗的造林后生長差異逐步減小。

2.3 不同規(guī)格的閩楠苗在不同立地條件下的造林情況分析

通過對閩楠造林后的生長指標(biāo)和形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化，利用歐式距離的離差平方和的聚類方法進(jìn)行聚類分析(圖1)。當(dāng)值為5.01時(shí)，被劃分成3大類：第1類為GTA、GTB、GTC和GTD；第2類為SCA、SCB、SCC和SCD；第3類GTE、GTF、SCE和SCF。表明，閩楠對不同的立地條件響應(yīng)較為強(qiáng)烈，但隨著閩楠苗齡的增加，造林后對立地的響應(yīng)程度會減弱(表2、表3 )。特別值得注意的是不同規(guī)格的閩楠苗在裸地造林的冠幅明顯比杉木林下套種的冠幅小，表明，閩楠在幼林時(shí)，杉木林下套種更有利于閩楠盡快形成郁閉的林分。

圖1 聚類分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

本文采用不同規(guī)格的閩楠容器苗分別在裸地和杉木林下造林，在造林的第4年對其生長指標(biāo)及其樹形指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查分析。閩楠在裸地造林和杉木林下套種均表明采用較大規(guī)格的容器苗更有利于快速形成林分環(huán)境，提升造林效果十分顯著，這可能是因?yàn)榇笠?guī)格的閩楠容器苗的冠幅較大，其占據(jù)營養(yǎng)空間和光合作用空間也較大，生長量較大，且更能盡早形成郁閉的林分；同時(shí)，閩楠的Ⅰ級苗造林比Ⅱ級苗造林的后期生長更好，高質(zhì)量的苗木具有更強(qiáng)的減短緩苗時(shí)間能力。

閩楠分別在裸地和杉木林下造林后也存在不同的生長規(guī)律：在裸地造林時(shí)，苗木年齡越大，其對應(yīng)的Ⅰ級苗造林比Ⅱ級苗造林后的生長差異越明顯；而閩楠在杉木林下套種時(shí)，隨著閩楠苗齡的增加，閩楠Ⅰ級苗比Ⅱ級苗的造林后生長差異逐步減小，這可能是隨著閩楠的生長，對光照需求越來越大，這時(shí)林下的弱光照條件反而成為閩楠生長的制約因素，王振興等研究表明，閩楠在3齡時(shí)，全光照條件下更有利于閩楠幼樹光合產(chǎn)物的積累，進(jìn)一步驗(yàn)證了閩楠在林下套種時(shí)，應(yīng)根據(jù)閩楠的生長，靈活調(diào)整林內(nèi)透光率，以適合閩楠不同生長階段對光照的需求。

通過聚類分析也可知，閩楠幼林時(shí)喜陰，而1～2年生的閩楠在裸地造林后，未能盡快形成較為郁閉的林分，光照強(qiáng)度較大，故其樹高、胸徑和冠幅明顯比閩楠在杉木林下套種的生長效果差，這與賀利中等研究的1年閩楠在裸地造林比林冠下造林生長效果好的結(jié)論相反；但3年生的閩楠在裸地造林和杉木林下套種后的生長情況聚為一類，這可能是因?yàn)?年生的閩楠在苗期的長勢較好，特別是冠幅較大，能夠在裸露的林地里使林分盡快形成郁閉，避免強(qiáng)光對閩楠的照射，這也表明了閩楠在幼林生長階段，光照強(qiáng)度比土壤、水分等立地條件更能影響閩楠的生長。

綜上所述，閩楠在裸地造林時(shí)，建議采用大規(guī)格苗木造林和適當(dāng)增加伴生樹種，一方面有利于快速成林；另一方面可降低幼林撫育成本，抵銷苗木質(zhì)量提升增加的成本。在杉木林下套種時(shí)，除了大規(guī)格苗木林下套種外，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有林分的透光情況，合理設(shè)置造林密度，避免弱光不能滿足閩楠的后期生長。