文章信息
- 张颖, 吴鹏飞, 邹显花, 来端, 马祥庆
- ZHANG Ying, WU Pengfei, ZOU Xianhua, LAI Duan, MA Xiangqing
- 闽北不同阔叶树种人工林生长量及生物量比较
- A comparative study on growth and biomass production of different broadleaved tree species plantations in Northern Fujian Province
- 亚热带农业研究, 2016, 12(4): 231-235
- Subtropical Agriculture Research, 2016, 12(4): 231-235.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.04.003
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文章历史
- 收稿日期: 2016-10-13
2. 邵武市林业科学技术推广中心, 福建 邵武 354000
2. Shaowu Forestry Science and Technology Extension Center, Shaowu, Fujian 354000, China
长期以来,我国南方林区大面积营造针叶人工纯林,造林树种单调,多集中于杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等针叶树种,造成人工林林分结构简单,稳定性下降,出现了连栽地力衰退等系列生态问题[1-5],营造阔叶林是缓解这一困境的有效途径之一,但目前比较缺乏阔叶树种的人工造林技术。因此,筛选合适的乡土阔叶造林树种成为当前林业生产亟待解决的重大课题。
闽北地处我国亚热带地区,树种资源丰富,特别是乡土阔叶树种繁多,但大部分未进行人工造林试验。南酸枣(Choerospondias axillaris)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、檫树(Sassafras tsumu)及桤木(Alnus cremastogyne)是闽北重要的优良乡土阔叶树种。南酸枣是漆树科落叶乔木,树干挺直,木材刨面光滑,材质柔韧,花纹美观[6];乐昌含笑是木兰科常绿乔木,树干通直,树冠圆锥状塔形,冠形优美,木材纹理直,结构均匀,易干燥,不翘曲不弯裂,是重要的人工造林和风景园林树种[7-9];檫树是樟科落叶乔木,树干通直,深根性树种,生长快,材质好,切面光滑美观,有香气,耐腐抗虫,用途广[10];桤木是桦木科落叶乔木,生长迅速,成林快,成材早且材质优良,根系具有根瘤[11]。目前有关南酸枣、乐昌含笑、檫树及桤木造林技术的研究较少。鉴于此,本研究在对邵武市林业局营造的10 a生南酸枣、乐昌含笑、檫树及桤木等阔叶树种人工林调查的基础上,分析比较不同阔叶树种人工林造林保存率、生长量及生物量,以期为筛选适合闽北人工造林的阔叶树种提供依据。
1 试验地概况试验地位于福建省邵武市沿山镇周源村白仔坑山场,为亚热带常绿阔叶林区域,东经117°2′~117°3′,北纬27°3′~27°4′,属中亚热带季风气候,年均气温17.7 ℃,月平均最高气温27.5 ℃(7月),月平均最低气温6.8 ℃(1月),绝对最高温40.4 ℃,绝对最低温7.9 ℃。全年日照时数1 740 h,年平均降雨量1 782 mm,降雨主要集中在3-8月,年均蒸发量1 347 mm。全年无霜期290 d,降雪总日数3.3 d,平均风速为1.2 m·s-1,土壤为花岗岩母质风化而来的山地红壤。试验地植物资源丰富,种类繁多,林下灌木多为细枝柃(Eurya loquaiana)、檵木(Loropetalum chinensis)、箬竹(Indocalamus tessellatus)、乌药(Lindera aggregata)等;草本层主要有芒萁(Dicranopteris dichotoma)、苔草(Carex tristachya)、乌毛蕨(Blechnum orientale)、紫金牛(Ardisia japonica)、槲蕨(Drynaria fortunei)等。
2 研究方法采用完全随机区组设计,4个树种分别在同一坡位设置1个区组(面积667 m2),每个区组重复4次,共设16个小区。造林地于1993年采伐,同年10月劈草炼山,11月穴状整地,穴规格为60 cm×40 cm×40 cm。1994年初造林,造林密度均为2 520株·hm-2,造林后的前4年每年全面锄草抚育2次,并及时进行除萌处理。
造林当年分别调查各阔叶树种的地径、树高、抽梢高和保存率等造林效果指标。2003年分别对造林小区内所有立木进行每木检尺和树高测定,并利用福建省阔叶树二元立木材积公式求算单株材积[12]。根据各阔叶树种的平均胸径和树高分别选出平均木,对平均木进行全株挖掘,并采用分层切割法分别测定每株平均木的干、皮、枝、叶和根的鲜重。随机抽取30%干、皮、枝、叶和根的样品,带回实验室测定鲜重,烘干至恒重后测定干重,根据干重与鲜重的比例计算各样品的含水率。根据平均木全株各器官的鲜重和现存密度得出各阔叶树种的林分生物量。叶净同化率指单位时间、单位叶面积光合作用所积累的干物质量。利用方格法测定单位质量叶面积,根据叶的生物量及单位质量叶面积计算叶面积指数及叶净同化率[13]。采用样方收获法测定各阔叶树种灌木层和草本层生物量。
3 结果与分析 3.1 不同阔叶树种人工林造林效果差异分析由表 1可知,不同阔叶树种人工林造林当年的树高、地径及造林保存率均存在明显差异。其中,乐昌含笑平均地径最大,桤木最小。南酸枣的树高和抽梢均最高,桤木最低。4个树种抽梢均≥0.50 m,表现出较快的生长速度,且造林保存率均>87%,其中乐昌含笑最大,为95.18%。
树种 | 地径/cm | 树高/m | 抽梢高/m | 保存率/% |
南酸枣 | 1.12 | 1.31 | 0.88 | 92.48 |
乐昌含笑 | 1.23 | 1.02 | 0.75 | 95.18 |
檫树 | 0.98 | 1.26 | 0.77 | 90.80 |
桤木 | 0.77 | 0.87 | 0.50 | 87.28 |
由表 2可知,10 a生不同阔叶树种人工林树高及胸径存在较大差异。胸径大小为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木;树高大小为:南酸枣>檫树>乐昌含笑>桤木。总蓄积量以南酸枣最高,桤木最低,大小为:南酸枣>乐昌含笑>檫树>桤木。南酸枣年均蓄积量分别是檫树、乐昌含笑和桤木的1.19、1.27和2.65倍。
树种 | 现存密度 株·hm-2 |
胸径/cm | 树高/m | 单株材积 m3 |
总蓄积量 m3·hm-2 |
年均蓄积量 m3·hm-2 |
|||
总生长量 | 年均生长量 | 总生长量 | 年均生长量 | ||||||
南酸枣 | 1 250 | 9.2 | 0.92 | 11.1 | 1.11 | 0.039 0 | 48.788 3 | 0.062 6 | |
乐昌含笑 | 1 350 | 9.5 | 0.95 | 8.3 | 0.83 | 0.030 9 | 40.873 9 | 0.052 5 | |
檫树 | 1 210 | 8.9 | 0.89 | 9.6 | 0.96 | 0.031 7 | 38.322 5 | 0.049 2 | |
桤木 | 1 080 | 7.3 | 0.73 | 7.5 | 0.75 | 0.017 0 | 18.360 8 | 0.023 6 |
由表 3可知,10 a生不同阔叶树种人工林平均木生物量存在差异。其中乐昌含笑生物量最高,约为桤木的1.4倍。不同树种平均木生物量在各个器官的分配规律不同,南酸枣表现为:树干>根>树枝>树皮>树叶,乐昌含笑、檫树和桤木则表现为:树干>根>树枝>树叶>树皮。4种树种枝的生物量分配比例均大于叶,南酸枣皮的生物量分配比例大于叶。
树种 | 树干 | 树皮 | 树枝 | 树叶 | 根 | 合计 | |||||||||||
生物量/kg | 百分比/% | 生物量/kg | 百分比/% | 生物量/kg | 百分比/% | 生物量/kg | 百分比/% | 生物量/kg | 百分比/% | 生物量/kg | 百分比/% | ||||||
南酸枣 | 16.61 | 56.52 | 2.13 | 7.25 | 2.61 | 8.88 | 2.04 | 6.94 | 6.00 | 20.41 | 29.39 | 100 | |||||
乐昌含笑 | 16.62 | 52.68 | 2.05 | 6.49 | 4.17 | 13.22 | 2.24 | 7.10 | 6.47 | 20.51 | 31.55 | 100 | |||||
檫树 | 15.28 | 55.89 | 1.91 | 6.99 | 2.72 | 9.95 | 1.95 | 7.13 | 5.48 | 20.04 | 27.34 | 100 | |||||
桤木 | 11.07 | 48.24 | 2.05 | 8.93 | 3.16 | 13.77 | 2.25 | 9.80 | 4.42 | 19.26 | 22.95 | 100 |
由表 4、5可知,10 a生不同阔叶树种人工林乔木层生物量及叶净同化率均呈现为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木;且各器官生物量和叶净同化率分配均有相同趋势,南酸枣表现为:树干>根>树枝>树皮>树叶,乐昌含笑、檫树和桤木则均表现为:树干>根>树枝>树叶>树皮。
t·hm-2 | ||||||
树种 | 树干 | 树皮 | 树枝 | 树叶 | 根 | 合计 |
南酸枣 | 20.76 | 2.66 | 3.26 | 2.55 | 7.50 | 36.73 |
乐昌含笑 | 21.97 | 2.71 | 5.54 | 2.96 | 8.55 | 41.73 |
檫树 | 18.49 | 2.31 | 3.29 | 2.36 | 6.63 | 33.08 |
桤木 | 11.96 | 2.21 | 3.41 | 2.43 | 4.77 | 24.78 |
t·hm-2·a-1 | |||||
树种 | 树干 | 树枝 | 树叶 | 根 | 合计 |
南酸枣 | 2.07 | 0.33 | 0.26 | 0.75 | 3.67 |
乐昌含笑 | 2.20 | 0.55 | 0.30 | 0.86 | 4.18 |
檫树 | 1.85 | 0.33 | 0.24 | 0.66 | 3.31 |
桤木 | 1.20 | 0.34 | 0.24 | 0.48 | 2.48 |
由表 6可知,10 a生不同阔叶树种人工林林分地上部分生物量大小为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木。4个树种生物量均为:乔木层>灌木层>草本层,其中乔木层生物量均高于90%,灌木层和草本层所占比例较小。由此可见,乐昌含笑人工林的生长优于南酸枣、檫树及桤木;乔木层是人工林林分的主体,增加乔木层生物量是提高林分生物量的关键。
树种 | 乔木层 | 灌木层 | 草本层 | 合计 | |||||||
生物量 t·hm-2 |
百分比 % |
生物量 t·hm-2 |
百分比 % |
生物量 t·hm-2 |
百分比 % |
生物量 t·hm-2 |
百分比 % |
||||
南酸枣 | 36.73 | 93.04 | 2.03 | 5.14 | 0.72 | 1.82 | 39.48 | 100 | |||
乐昌含笑 | 41.73 | 94.28 | 1.86 | 4.20 | 0.67 | 1.52 | 44.26 | 100 | |||
檫树 | 33.08 | 92.09 | 1.97 | 5.48 | 0.87 | 2.43 | 35.92 | 100 | |||
桤木 | 24.98 | 90.21 | 2.08 | 7.51 | 0.63 | 2.28 | 27.69 | 100 |
乡土树种是具有明显地带性的植物,表现出适地适树、因地制宜、效益明显等特点,尤其是具有园林绿化作用的乡土树种,其社会、经济和生态效益明显较高[14]。但每个树种都有各自优良的特性和适用条件,如何在日常造林、生产中发挥最恰当的作用是今后的研究方向之一。本研究表明,相同立地条件下,4个阔叶树种人工林生长状况为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木;乔木层生物量占总生物量的90.21%~94.21%,是人工林的主体;不同树种器官生物量的分配规律不同,南酸枣人工林表现为:树干>根>树枝>树皮>树叶,乐昌含笑、檫树及桤木则均表现为:树干>根>树枝>树叶>树皮;南酸枣及乐昌含笑人工林具有较高的蓄积生长量,且有利于光合产物的积累。
福建省阔叶树种资源丰富,选择适宜的乡土树种进行造林更加符合适地适树的原则,并且能够更好地利用树种资源[15-16]。本研究仅选择4种阔叶树种的人工纯林进行研究,未能将这些阔叶树种与杉木、马尾松等南方主要针叶造林树种进行混交,开展两种林分的对比造林试验,建议今后应加强这方面的研究,特别是不同混交比例对人工造林的影响。
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