文章信息
- 庞赞松, 李海星, 付军, 周刚, 何斌
- PANG Zansong, LI Haixing, FU Jun, ZHOU Gang, HE Bin
- 桂西南尾巨桉萌芽林地上部分生物生产力分析
- Aboveground biomass and productivity of different age Eucalyptus grandis×E.urophylla sprout forests in Southwestern Guangxi
- 亚热带农业研究, 2018, 14(1): 19-22
- Subtropical Agriculture Research, 2018, 14(1): 19-22.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2018.01.004
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文章历史
- 收稿日期: 2017-11-24
2. 广西大学林学院, 广西 南宁 530004
2. College of Forestry, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China
桉树(Eucalyptus)具有适应性强、生长快速、抗逆性强、经济效益高等优点,是世界三大速生造林树种之一[1]。目前,我国桉树种植面积近400万hm2,主要分布在广西、广东、海南等南方17个省(市、自治区),成为我国南方地区短周期工业用材林生产基地的首选树种,并取得良好的经济效益和社会效益。由于桉树根系发达,萌芽能力强,且与植苗更新相比,萌芽更新无需炼山、整地、造林等经营措施以及苗木投入,减少了因皆伐后植苗更新造林而造成林地的水土流失,有利于地力的恢复和维持。因此,植苗林皆伐后进行萌芽更新已成为目前桉树短周期用材林普遍采用的林地更新方式和重要的营林技术措施[2]。
尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)是目前我国南方大规模推广种植的桉树优良品种之一[3-5]。有关伐桩高度、留萌密度和抚育措施等对尾巨桉萌芽更新林生长的影响已见报道[2, 6-9]。本研究连续4 a对广西宁明县尾巨桉萌芽林进行定位观测,比较不同林龄(1~4年生)尾巨桉萌芽林地上部分生物量、生产力及其分配格局,探讨该区域尾巨桉萌芽林生长过程中生物生产力的变化规律与趋势,以期为该区域尾巨桉人工林的可持续经营管理提供依据。
1 材料与方法 1.1 研究区概况研究区位于广西宁明县国有派阳山林场公武分场。宁明县地处北回归线以南(21°51′~22°58′N,106°38′~107°36′E),属亚热带季风气候区,气候温和,光、热、水充足,年平均气温22.1 ℃,年平均降雨量1 200 mm,年平均日照时数1 700 h。试验地为低丘陵地貌类型,土壤为砂岩夹紫色页岩发育形成的赤红壤,海拔100~150 m,土层厚度70~120 cm,腐殖质层厚度14~20 cm。标准样地位于东南坡中部,坡度25°~30°,由于受造林和定萌后喷洒除草剂及铲草抚育等人为干扰的影响,林下植被发育较差,少量分布有木姜子(Litsea pungens)、盐肤木(Rhus chinenesis)、路边青(Geum aleppicum)、毛桐(Mallotus barbatus)、越南悬钩子(Rubus cochinchinensis)和五节芒(Miscanthus floridulus)等,覆盖度均小于20%。
试验林前茬为尾巨桉植苗林,采伐前林地土壤(0~40 cm)pH值4.47,有机质、全N、速效P和速效K含量分别为19.38 g·kg-1、0.70 g·kg-1、0.75 mg·kg-1和40.3 mg·kg-1。2012年2月底采伐后进行萌芽更新,待萌条长到约1.5 m时进行除萌定株及铲草(灌)抚育,留萌芽密度约2 000株·hm-2,同时施入桉树专用肥(N:15%,P2O5:6%,K2O:9%),2013和2014年5月结合铲草抚育继续施肥2次,施肥量均为每次每穴0.75 kg·株-1。各林龄尾巨桉萌芽林林分特征见表 1。
林龄/a | 林分密度/(株·hm-2) | 平均胸径/cm | 平均树高/m | 郁闭度 |
1 | 1 920 | 5.4 | 7.6 | 0.6 |
2 | 1 875 | 9.2 | 13.5 | 0.7 |
3 | 1 830 | 10.8 | 16.6 | 0.7 |
4 | 1 810 | 12.0 | 17.7 | 0.8 |
于尾巨桉萌芽林更新后1年即2013年3月,选择立地中等、林分生长状况良好的地段,设置20 m×30 m固定样地3块。2013—2017年每年3月,分别测定各固定样地内林木生长指标(树高和胸径)。根据林分生长调查结果,在样地外围选择3株平均木,采用Monsi分层收获法测定标准木树叶、树枝、干皮和干材的鲜重[10],分别取样约500 g,测定含水率和干重,计算林木单株和乔木层地上部分生物量,采用年平均生物量进行林分地上部分净生产力的估算[5]。
2 结果与分析 2.1 平均木地上部分生物量及其分配由表 2可知,1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林平均木单株地上部分生物量分别为9.81、27.98、43.40和55.26 kg·株-1,表现为随林龄增长而快速增加的变化趋势。地上部分各器官生物量中干材均占主导地位,所占比例为64.53%~78.37%,且随着林龄的增长而增加,树叶、干皮和树枝等器官生物量分别占4.20%~8.26%、10.08%~12.74%和7.35%~14.48%,均呈现随林龄增长而下降的趋势。
生物量 | ||||||||||||||||||
树叶 | 占比 | 树枝 | 占比 | 干皮 | 占比 | 干材 | 占比 | 合计 | ||||||||||
kg·株-1 | % | kg·株-1 | % | kg·株-1 | % | kg·株-1 | % | kg·株-1 | ||||||||||
1 | 0.81 | 8.26 | 1.42 | 14.48 | 1.25 | 12.74 | 6.33 | 64.53 | 9.81 | |||||||||
2 | 1.54 | 5.50 | 3.08 | 11.01 | 3.20 | 11.44 | 20.16 | 72.05 | 27.98 | |||||||||
3 | 1.93 | 4.45 | 3.27 | 7.53 | 4.42 | 10.18 | 33.78 | 77.83 | 43.40 | |||||||||
4 | 2.32 | 4.20 | 4.06 | 7.35 | 5.57 | 10.08 | 43.31 | 78.37 | 55.26 |
不同器官生物量所占比例,1年生依次为:干材>树枝>干皮>树叶,2、3和4年生均为:干材>干皮>树枝>树叶。总的来看,干材生物量所占地上部分生物量的比例随林龄增长而增加,树叶、树枝和干皮则呈相反趋势。可见,尾巨桉萌芽林地上部分生物量积累的变化趋势有利于其经济生物量即干材的生物积累。
2.2 乔木层地上部分生物量及其分配尾巨桉萌芽林林分密度随林龄增长而逐渐下降(表 1),但其地上部分生物量却随林龄增长而迅速增加(表 3)。由表 3可知,1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林乔木层地上部分生物量分别为18.84、52.47、79.42和100.02 t·hm-2。从乔木层地上部分生物量连年增长量(即当年生物量比前1年生物量的增加值)看,1~2年生生物量连年增长量为33.63 t·hm-2、2~3年生为26.95 t·hm-2,3~4年生为20.60 t·hm-2,生物量连年增长量表现为随林龄增长而逐渐下降的趋势。不同器官生物量连年增长量以干材最大,其变化规律为:1~2年生(25.65 t·hm-2)>2~3年(24.02 t·hm-2)>3~4年生(17.44 t·hm-2),表现出随林龄增长而下降的趋势。
林龄 | 生物量/(t·hm-2) | |||||
a | 树叶 | 树枝 | 干皮 | 干材 | 合计 | |
1 | 1.56 | 2.73 | 2.40 | 12.15 | 18.84 | |
2 | 2.89 | 5.78 | 6.00 | 37.80 | 52.47 | |
3 | 3.53 | 5.98 | 8.09 | 61.82 | 79.42 | |
4 | 4.20 | 7.35 | 10.08 | 78.39 | 100.02 |
由表 4得知,1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林地上部分净生产力分别为18.84、26.24、26.48和25.00 t·hm-2·a-1。不同林龄尾巨桉萌芽林各器官中均以干材生物量积累速率最快,为12.15~20.61 t·hm-2·a-1,其次是干皮和树枝,分别为2.40~3.00 t·hm-2·a-1和1.84~2.89 t·hm-2·a-1,树叶生物量积累速率最慢,仅1.05~1.56 t·hm-2·a-1,后三者仅占地上部分净生产力的21.63%~35.47%。不同器官净生产力随林龄的变化存在一定差异,树叶和树枝随林龄增长而逐渐下降,干皮1~2年生逐渐上升,1~3年生又缓慢下降,干材则在1~3年生快速上升并在3~4年生略为下降,但其所占地上部分净生产力的比例始终表现出随林龄增长而增大的趋势,这极有利于以干材培育为主要经济目的的桉树人工林经营。
林龄 | 净生产力/(t·hm-2·a-1) | |||||
a | 树叶 | 树枝 | 干皮 | 干材 | 合计 | |
1 | 1.56 | 2.73 | 2.40 | 12.15 | 18.84 | |
2 | 1.45 | 2.89 | 3.00 | 18.90 | 26.24 | |
3 | 1.18 | 1.99 | 2.70 | 20.61 | 26.48 | |
4 | 1.05 | 1.84 | 2.52 | 19.60 | 25.00 |
本研究表明,桂西南1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林地上部分生物量分别为18.84、52.47、79.42和100.02 t·hm-2,呈现随林龄增长而明显增加的趋势。其中2、3和4年生地上部分生物量均明显高于福建省长泰县相同林龄的尾巨桉植苗林(36.55、50.11和73.73 t·hm-2)[4],略高于相同区域(广西宁明县)相同林龄的尾巨桉植苗林(38.55、62.46和84.10 t·hm-2)[5]。尾巨桉萌芽林地上部分各器官生物量分配比例及其变化趋势与上述植苗林基本一致,干材生物量所占比例随林龄增加而增大,树叶、树枝和干皮所占比例则表现出相反趋势,表明林龄的增长有利于其经济生物量即干材的生物积累。
据报道,福建省永安市3和4年生巨桉植苗林地上部分净生产力分别为11.45和16.45 t·hm-2·a-1,4年生尾巨桉为13.82 t·hm-2·a-1 [11];广东省廉江市1、2、3.5和4.5年生雷林1号桉地上部分净生产力分别为10.17、12.55、21.93、16.58 t·hm-2·a-1,相应林龄的尾巨桉植苗林分别为9.12、17.74、23.00和18.47 t·hm-2·a-1 [12];广西东南部桉树主产区5年生尾巨桉植苗林净生产力为17.44 t·hm-2·a-1 [13];广西宁明县1、2、3和4年生尾巨桉植苗林地上部分净生产力分别为7.76、19.27、20.82和21.02 t·hm-2·a-1 [10],其中干材净生产力分别为3.53、13.17、14.47和15.87 t·hm-2·a-1。本研究表明,1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林地上部分净生产力分别为18.84、26.24、26.48和25.00 t·hm-2·a-1,其中干材净生产力分别为12.15、18.90、20.61和19.60 t·hm-2·a-1。可见,广西宁明县尾巨桉萌芽林具有较高的生物生产力水平。考虑到4年生尾巨桉萌芽林地上部分净生产力仍然维持较高水平,尤其是其干材净生产力虽然略低于3年生,但明显高于2年生。因此,适当延长采伐时间,增加尾巨桉萌芽林的经济生物量(干材),不但有利于发挥林地生产潜力,进一步提高尾巨桉萌芽林经营的经济效益,而且对林地地力的恢复和维持具有重要作用。
[1] | HUBBARD R M, STAPE J, RYAN M G, et al. Effects of irrigation on water use and water use efficiency in two fast growing Eucalyptus plantations[J]. Forest Ecology and Management, 2010, 259(9): 1714–1721. DOI: 10.1016/j.foreco.2009.10.028 |
[2] | 沈云, 吴兵, 申文辉, 等. 尾巨桉人工林萌芽更新最佳经营模式技术[J]. 广西林业科学, 2006, 35(S1): 14–17. |
[3] | 朱宇林, 何斌, 杨钙仁, 等. 尾巨桉人工林营养元素积累及其生物循环特征[J]. 东北林业大学学报, 2012, 40(6): 8–11, 66. |
[4] | 李燕燕, 樊后保, 刘文飞, 等. 不同林龄尾巨桉人工林生态系统生物量的研究[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 28–32. |
[5] | 庞赞松, 陈振华, 梁加荣, 等. 桂西南不同更新方式尾巨桉中龄林地上部分养分积累与分配[J]. 亚热带农业研究, 2017, 13(4): 231–235. |
[6] | 明安刚, 陈厚荣, 李武志, 等. 伐桩高度对尾巨桉萌芽更新的影响[J]. 辽宁林业科技, 2011(5): 20–21, 41, 60. |
[7] | 李芳菲, 黄锋, 黄李丛. 尾巨桉(DH32-29)和尾叶桉(U6)一代林与二代林生长情况比较[J]. 林业调查规划, 2011, 36(5): 36–38. |
[8] | 音振兴, 李文栋, 余洋. 尾巨桉萌芽林定株高度试验研究[J]. 桉树科技, 2012, 29(2): 21–23. |
[9] | 陶怡, 陈厚荣, 明安刚, 等. 尾巨桉2种留萌密度的幼林生长比较[J]. 广西林业科学, 2013, 42(4): 399–401. |
[10] | 杨卫星, 何斌, 卢开成, 等. 桂西南连续年龄序列尾巨桉人工林的生物生产力[J]. 农业研究与应用, 2016(3): 6–11. |
[11] | 张琼, 洪伟, 吴承祯, 等. 不同桉树人工林生物量与生产力的比较分析[J]. 福建林学院学报, 2006, 26(3): 218–223. |
[12] | 韩斐扬, 周群英, 陈少雄, 等. 2种桉树不同林龄生物量与能量的研究[J]. 林业科学研究, 2010, 23(5): 690–696. |
[13] | 付威波, 彭晚霞, 宋同清, 等. 不同林龄尾巨桉人工林的生物量及其分配特征[J]. 生态学报, 2014, 34(18): 5234–5241. |