雜交相思對(duì)造林密度的響應(yīng)

曹艷云，郝海坤，黃志玲，何琴飛，彭玉華，蒙 芳，吳秉堃，陸國(guó)導(dǎo)

（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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002；2.重慶保綠豐生物科技有限公司，重慶 400000）

密度是林分結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，是構(gòu)建合理空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是決定林木生長(zhǎng)速度和質(zhì)量的重要因子之一，直接影響林分生產(chǎn)力[1-3]。研究造林密度，對(duì)提高人工林出材率、提升木材品質(zhì)和促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

雜交相思（Acacia mangium×A.auriculiformis）為馬占相思（A.mangium）和大葉相思（A.auriculifor?mis）的天然雜交種，具有生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、出材率高和固氮能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[4-5]，已成為南方發(fā)展短周期工業(yè)原料林的重要樹(shù)種；也是優(yōu)化樹(shù)種結(jié)構(gòu)的首選樹(shù)種之一。廣西引種雜交相思的時(shí)間短，有關(guān)其營(yíng)林措施的研究尚未深入，尤其是種植密度對(duì)雜交相思生長(zhǎng)影響的研究較少。目前，對(duì)雜交相思種植密度的研究主要集中在≤1 666株/hm2的種植密度，結(jié)果表明，1 666 株/hm2密度的雜交相思林分單株材積較高[6-7]。有研究顯示，作為紙漿材或小徑材工業(yè)用材林培育，較多樹(shù)種的造林密度≥1 666株/hm2效果更好。培育馬尾松（Pinus massoniana）紙漿材與小徑材，宜采用2 200 ～ 3 300 株/hm2的造林密度[8]，培育巨尾桉廣林9 號(hào)（Eucalyptus grandis×E.uro?phyllaGLGU9）工業(yè)原料林，3 330 株/hm2的造林密度最佳[9]；采用2 520株/hm2的密度造林，可培育較多的濕地松（Pinus elliottii）中小徑材[10]。作為短周期工業(yè)用材樹(shù)種的雜交相思，在培育紙漿材時(shí)，其造林密度≥1 666 株/hm2是否更有利于增加單位面積產(chǎn)量，目前未見(jiàn)研究。本研究設(shè)置2 500、2 222 和1 667 株/hm23 個(gè)造林密度，開(kāi)展雜交相思高密度種植試驗(yàn)，觀(guān)測(cè)并分析其生長(zhǎng)量的變化，以期為雜交相思人工林的經(jīng)營(yíng)管理提供更多參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)路西村委六覃村（108°56′E，22°56′N(xiāo)），海拔約85 m；屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，光照充足，年均氣溫21.7 ℃，≥10 ℃年均積溫7 200 ℃，年均無(wú)霜期360天；雨量充沛，年均降水量1 347 mm。土壤為磚紅壤性紅壤，土層厚度≥60 cm；坡度18°，南坡。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置2.0 m × 2.0 m（2 500株/hm2）、1.5 m×3.0 m（2 222株/hm2）和2.0 m×3.0 m（1 667株/hm2）3個(gè)造林密度，每處理3次重復(fù)，每小區(qū)0.2 hm2，共1.8 hm2。

選擇立地條件基本一致的地塊為試驗(yàn)地。種植前，全面清理雜灌，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)挖穴，穴規(guī)格為50 cm×50 cm×40 cm，將基肥（每穴施有機(jī)肥0.5 kg+鈣鎂磷肥125 kg）施入底部，與泥土拌勻。2016年6月，選擇生長(zhǎng)基本一致的廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院自主培育的雜交相思扦插苗（苗高50 ～ 60 cm、地徑4 ～ 6 mm）造林；種植苗木后，用松土將穴回填至高于地面5～10 cm。造林后，按常規(guī)方法進(jìn)行撫育管理。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

在每個(gè)小區(qū)的中央設(shè)置1 個(gè)20 m × 20 m 固定樣地，選擇30株林木掛牌。2016—2021年，每年年底觀(guān)測(cè)林木樹(shù)高和胸徑（2016年測(cè)地徑）。采用測(cè)高桿（精度為5 cm）測(cè)定樹(shù)高，采用電子游標(biāo)卡尺（精度為0.01 mm）測(cè)定胸徑（地徑）。最后一次測(cè)定時(shí)，全樣地調(diào)查保存率，計(jì)算林分蓄積量。采用陸道調(diào)等[11]建立的馬占相思立木材積公式，估算單株材積（V，m3）（因2016年測(cè)地徑，故2016年沒(méi)有計(jì)算材積），計(jì)算公式為：

式中，D為林木胸徑；H為樹(shù)高。

林分蓄積量（m3/hm2）計(jì)算公式為[12]：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 造林密度對(duì)雜交相思生長(zhǎng)的影響

造林密度對(duì)雜交相思的樹(shù)高、胸徑和單株材積均影響顯著（P<0.05）（表1）。除2016年外，其他年份2 222和1 667株/hm2密度林分的樹(shù)高和胸徑均大于2 500 株/hm2密度林分。2 222 和1 667 株/hm2密度林分的單株材積均大于2 500 株/hm2密度林分。2020 和2021年，2 222 和1 667 株/hm2密度林分的胸徑和單株材積均顯著大于2 500 株/hm2密度林分（P<0.05）。6年生時(shí)，樹(shù)高在1 667株/hm2密度林分中最大（18.17 m），與其他密度林分差異顯著（P<0.05）；胸徑和單株材積均在2 222 株/hm2密度林分中最大，分別為13.89 cm 和0.092 0 m3，均與2 500株/hm2密度林分差異顯著（P<0.05），與1 667 株/hm2密度林分差異不顯著。

表1 造林密度對(duì)雜交相思樹(shù)高、胸徑和單株材積的影響Tab.1 Effects of afforestation density on height,DBH and individual volume of A.mangium×A.auriculiformis

雜交相思樹(shù)高、胸徑和單株材積的年凈增長(zhǎng)量變化較大（圖1）。隨林齡增加，各密度林分的樹(shù)高和胸徑年凈增長(zhǎng)量均呈先降后升的趨勢(shì)。2016 —2017年的樹(shù)高年凈增長(zhǎng)量最大，2017 — 2018年的胸徑年凈增長(zhǎng)量最大。不同密度林分樹(shù)高和胸徑年凈增長(zhǎng)量最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間不一致；2 500 株/hm2密度林分的樹(shù)高年凈增長(zhǎng)量最低點(diǎn)出現(xiàn)在2018—2019年，2 222 和1 667 株/hm2密度林分均出現(xiàn)在2019—2020年；2 500和1 667株/hm2密度林分的胸徑年凈增長(zhǎng)量最低點(diǎn)均出現(xiàn)在2019 — 2020年，2 222株/hm2密度林分出現(xiàn)在2018—2019年。隨林齡增加，各密度林分的單株材積年凈增長(zhǎng)量均呈上升趨勢(shì)，均在2020 — 2021年最大。2017 — 2019年，1 667 株/hm2密度林分的胸徑和單株材積年凈增長(zhǎng)量較大；2019—2021年，2 222株/hm2密度林分較大。

圖1 不同造林密度雜交相思樹(shù)高、胸徑和單株材積的年凈增長(zhǎng)量Fig.1 Annual net increments of heights,DBHs and individual volumes of A.mangium×A.auriculiformis with different afforestation densities

2.2 造林密度對(duì)雜交相思林分保存率和蓄積量的影響

造林密度對(duì)6年生雜交相思的林分保存率和蓄積量均影響顯著（P< 0.05）（圖2）。保存率隨林分密度增加而下降，1 667 株/hm2密度林分的保存率顯著高于其他兩個(gè)密度林分（P<0.05）。蓄積量隨林分密度增加呈先升后降的趨勢(shì)；2 222 株/hm2密度林分的蓄積量最大，顯著大于其他兩個(gè)密度林分（P<0.05）；其次為2 500株/hm2密度林分，顯著大于1 667株/hm2密度林分（P<0.05）。

圖2 造林密度對(duì)雜交相思保存率和林分蓄積量的影響Fig.2 Effects of afforestation density on retention rate and accumulation of A.mangium×A.auriculiformis

2.3 造林密度對(duì)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響程度

對(duì)6年生雜交相思各指標(biāo)進(jìn)行分析（表2）。單株材積的變異系數(shù)最大（42.35%），變化范圍為0.02 ～0.19 m3；其次為胸徑（16.99%），變化范圍為8.40 ～19.10 cm；最小的為保存率（1.58%），變化范圍為90.51% ～ 95.98%。造林密度對(duì)各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響為單株材積>胸徑>林分蓄積量>樹(shù)高>保存率，對(duì)單株材積的影響最大，對(duì)保存率的影響最小。

表2 造林密度對(duì)雜交相思各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響Tab.2 Effects of afforestation density on growth indexes of A.mangium×A.auriculiformis

3 討論與結(jié)論

在人工林生長(zhǎng)過(guò)程中，林分密度是人工林經(jīng)營(yíng)措施的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響林分的質(zhì)量、穩(wěn)定性、健康狀況及生產(chǎn)力[2]。本研究結(jié)果顯示，造林密度對(duì)雜交相思的樹(shù)高、胸徑、單株材積、保存率和林分蓄積量均影響顯著，與劉月等[13]對(duì)胡桃揪（Juglans mandshurica）和欒寧[2]對(duì)油松（Pinus tabuliformis）的研究結(jié)果相似。

本研究結(jié)果表明，造林密度對(duì)雜交相思各生長(zhǎng)指標(biāo)影響不同。6年生雜交相思的樹(shù)高生長(zhǎng)隨密度增加而降低。由于樹(shù)種、立地條件和撫育措施等的差異，密度對(duì)林分樹(shù)高的影響差異較大。有研究認(rèn)為，隨造林密度增加，杉木（Cunninghamia lanceola?ta）人工林樹(shù)高[14]呈逐漸上升趨勢(shì)；有研究認(rèn)為，造林密度對(duì)雜交相思[6]和小黑楊[15]（Populus×xiaohei）樹(shù)高生長(zhǎng)影響不大；有研究認(rèn)為，造林密度對(duì)西南樺[16]（Betula alnoides）和馬尾松[17]（Pinus massoniana）優(yōu)良家系樹(shù)高生長(zhǎng)有影響，但不顯著。6年生雜交相思的胸徑、單株材積和蓄積量均隨林分密度增加呈先升后降的趨勢(shì)，均在2 222株/hm2密度林分中最大。這是由于密度過(guò)大，資源競(jìng)爭(zhēng)激烈，林木生長(zhǎng)分化大；密度過(guò)小，資源利用不充分；適宜的林分密度既可有效調(diào)控和改善林分內(nèi)的環(huán)境條件，有利于林木個(gè)體獲取充分的生長(zhǎng)發(fā)育條件，又能實(shí)現(xiàn)土地和空間的最大化利用[2，18-19]。

本研究結(jié)果顯示，雜交相思樹(shù)高和胸徑的年凈增長(zhǎng)量在種植后6年內(nèi)對(duì)造林密度的響應(yīng)趨勢(shì)相同，均隨林齡增加呈先降后升的趨勢(shì)。峰值出現(xiàn)在種植后第1 和第2年；這與經(jīng)營(yíng)措施有關(guān)，種植前施基肥、種植的當(dāng)年與第2年均追施肥料，養(yǎng)分充足，能滿(mǎn)足林木速生所需；林分未郁閉，林木個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)不大。隨林木生長(zhǎng)，林分通過(guò)自然整枝調(diào)整生長(zhǎng)空間，凋落物增加并分解回歸土壤，樹(shù)高和胸徑年凈增長(zhǎng)量又出現(xiàn)上升趨勢(shì)。樹(shù)高和胸徑年凈增長(zhǎng)量最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間不一致，密度較小林分的年凈增長(zhǎng)量最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間均較晚，這可能與不同密度林分的郁閉時(shí)間有關(guān)，密度低的林分郁閉遲，受林木個(gè)體生長(zhǎng)空間競(jìng)爭(zhēng)的影響比較高密度林分遲。通過(guò)人為整枝或增加追肥年限是否可避免林木生長(zhǎng)增速減緩，有待進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果顯示，雜交相思單株材積在造林密度處理中的變異程度最高，其次為胸徑和蓄積量，最小的是保存率。表明雜交相思單株材積對(duì)造林密度最敏感。在生長(zhǎng)過(guò)程中，林木間的生存競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈，隨時(shí)受到營(yíng)養(yǎng)空間競(jìng)爭(zhēng)的威脅，造林密度過(guò)大，單位面積林木數(shù)量過(guò)多，林木生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)空間不足，對(duì)林木生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，影響單株材積。

總體來(lái)看，2 222 和1 667 株/hm2密度較適合雜交相思生長(zhǎng)；若作為紙漿用材林，選擇2 222 株/hm2密度造林效果較好，此密度林分的蓄積量顯著高于其他密度林分。若作為中長(zhǎng)期板材林，適合的密度需進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)結(jié)果可為雜交相思早期工業(yè)原料林經(jīng)營(yíng)提供參考。