桉树相思混交林郁闭度和立地类型对其林下套种土沉香幼树生长的影响.pdf

年月防护林科技J u l,第期(总 期)P r o t e c t i o nF o r e s tS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yN o (S u m N o )文章编号:()收稿日期:基金项目:深圳市“森林质量精准提升”项目作者简介:杨浪(),男,广西玉林人,工程师,现主要从事保护区规划建设、森林培育与生态多样性研究通信作者:李瑜(),女,广东深圳人,高级工程师,现主要从事保护区规划建设和管理、森林培育与生态多样性研究桉树相思混交林郁闭度和立地类型对其林下套种土沉香幼树生长的影响杨浪,李瑜(深圳市自然保护区管理中心,广东 深圳 )摘要以深圳田头山市级自然保护区桉树相思混交林下套种土沉香为研究对象,调查种郁闭度处理(、)与种立地类型(类、类、类、类)林下套种土沉香生长指标,分析不同郁闭度与立地类型对土沉香生长状况和保存率的影响.结果表明:土沉香在中、下坡位长势优于上坡位,且随着郁闭度增大而呈现先增大后减小的趋势.对林下套种土沉香生长指标进行隶属度函数分析及综合评价,郁闭度在 ,土层深厚、坡度较缓且阳坡较适宜土沉香生长.关键词土沉香;郁闭度;立地条件;套种中图分类号:S 文献标识码:Ad o i:/j i s s n E f f e c t s o fC a n o p yD e n s i t ya n dS i t eC o n d i t i o n s o fM i x e dF o r e s t o fE u c a l y p t u sa n dA c a c i ao n t h eG r o w t ho fA q u i l a r i a s i n e n s i sS a p l i n g s I n t e r p l a n t e dU n d e r t h eM i x e dF o r e s tY a n gL a n g,L iY u(A d m i n i s t r a t i o nC e n t e ro fN a t u r eR e s e r v e s i nS h e n z h e n,S h e n z h e n ,C h i n a)A b s t r a c t W i t ht h es t u d yo b j e c to f i n t e r p l a n t e dA q u i l a r i a s i n e n s i su n d e rm i x e df o r e s to fE u c a l y p t u sa n dA c a c i ai nT i a n t o u s h a nM u n i c i p a lN a t u r eR e s e r v e i nS h e n z h e n,f o u rd e g r e e so f c a n o p yd e n s i t y(,)a n df o u r t y p e so f s i t e c o n d i t i o n s(,)w e r es e tu pt o i n v e s t i g a t e t h eg r o w t h i n d e x e so fA q u i l a r i a s i n e n s i si n t e r p l a n t e du n d e r t h em i x e d f o r e s t a n da n a l y z e t h ee f f e c t so f d i f f e r e n t d e g r e e so f c a n o p ya n ds i t ec o n d i t i o n so nt h eg r o w t ha n dr a t eo f r e t e n t i o no fA q u i l a r i a s i n e n s i s T h e r e s u l t ss h o w e dt h a t t h eg r o w t ho fA q u i l a r i a s i n e n s i si nt h em i d d l ea n dl o w e r s l o p ew a sb e t t e r t h a nt h a t i nt h eu p h i l l s l o p ea n dt e n d e dt o i n c r e a s e f i r s ta n dt h e nd e c r e a s ew i t ht h e i n c r e a s eo fc a n o p yd e n s i t y T h r o u g ht h em e m b e r s h i pf u n c t i o na n a l y s i sa n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no f t h eg r o w t hi n d e xo fA q u i l a r i a s i n e n s i s,t h ec a n o p yd e n s i t y i s i nt h er a n g eo f w i t ht h ed e e ps o i l l a y e ro nt h eg e n t l ea n ds u n n ys l o p e,w h i c h i sm o r es u i t a b l e f o r t h eg r o w t ho fA q u i l a r i a s i n e n s i sK e yw o r d s A q u i l a r i a s i n e n s i s;c a n o p yd e n s i t y;s i t ec o n d i t i o n;i n t e r p l a n t土沉香(Aq u i l a r i a s i n e n s i s),俗称白木香、女儿香等,为瑞香科沉香属的常绿乔木,在我国主要分布于海南、广东、广西、云南等南方省区,是热带南亚热带重要珍贵树种,也是华南地区优良的乡土阔叶树种,具有重要的经济和生态价值.由于其地理分布分散,天然林过度采伐,野生种群与数量日益减少,加之人为破坏和盗砍,天然更新较差等原因,现已被列为国家二级重点保护野生植物.为此,学者对土沉香开展大量研究,有研究表明,土沉香喜阴而不耐暴晒,低郁闭度适宜土沉香幼树生长;也有研究表明,马尾松林的大林隙有助于林下更新土沉香幼树生长和生物量积累.目前,关于土沉香的研究大多集中在生理、基质育苗、抚育措施、引种适应性、病虫害防治和开发利用 等方面,然而关于华南地区桉树相思混交林下套种土沉香幼树的研究还比较少,因此,本研究以深圳田头山市级自然保护区桉树相思改造林下套种年生的土沉香幼树为研究对象,调查其在不同郁闭度和不同立地条件的生长情况,为土沉香资源保护与林下更新提供依据.研究区域概况 自然概况本研究区位于深圳市田头山市级自然保护区(E,N),东北邻惠州市,东南接大鹏葵涌街道办,距离深圳市中心 k m,包括田心村、田头村、石井村、金龟村等自然村,海拔 m,地处南亚热带,温暖多雨,拥有优良的地理、社会、经济条件.年平均气温 ,最高气温 ,最低气温 ,年平均相对湿度,年平均降雨量 mm,年平均降雨日 d.保护区地貌类型主要为低山丘陵,土壤类型以红壤和赤红壤为主,多呈酸性,成土母岩为黄岗岩.试验地概况试验样地是 年开展的低效林改造林地,改造前为 世纪 年代马占相思(A c a c i aa u r i c u l i f o r m i s)、赤桉(E u c a l y p t u sc a m a l d u l e n s i s)等人工林,间有其他树种,如樟树(C i n n a m o m u mc a mp h or a)、鼠刺(I t e a c h i n e n s i s)、鹅掌柴(S c h e f f l e r a h e p t a p h y l l a)等,灌木主要有九节(P s y c h o t r i ar u b r a)、山乌桕(T r i a d i c ac o c h i n c h i n e n s i s)、野牡丹(M e l a s t o m am a l a b a t h r i c u m)、桃 金 娘(R h o d o m y r t u st o m e n t o s a)等,草本主要为芒萁(D i c r a n o p t e r i sd i c h o t o m a)、乌毛蕨(B l e c h n u mo r i e n t a l e)等.材料与方法 试验材料采用年生土沉香无纺布容器苗,平均苗高 m,地径 c m,生长健壮,顶芽完整,具有完整自然树冠和根系.肥料采用深圳市好阳光肥业有限公司生产的复合肥,其质量分数为氮磷钾 ,总养分质量分数.试验设计在 年 月,采用皆伐、间伐、单株择伐的方式分别对深圳田头山市级自然保护区桉树马占相思人工混交林进行采伐,伐后根据林分环境设置个郁闭度水平:、及 (不间伐林),选择保护区典型立地环境(表)进行林下套种土沉香.采用完全随机区组设计,在不同郁闭度水平与立地类型设置套种试验,每个处理组次重复,每个重复种植土沉香 株.造林与抚育管理方法伐后林地采用带状清理,穴状(c m c m c m)整地,栽植前个月左右每穴施 k g复合肥作为基肥,结合表土回穴拌匀,再碎土满穴.造林选择在透雨过后的阴天进行,苗木剥去营养袋,栽深c m压实,回土成馒头状.造林后个月,检查造林成活率,并对死亡苗木进行补植.表试验地立地类型条件指标立地类型地点金城欧姆龙亚迪石场地貌丘陵丘陵丘陵低山海拔/m 坡向阳坡阴坡阳坡阳坡坡位下坡中坡中坡上坡坡度缓坡斜坡缓坡斜坡土层厚度/c m 土壤质地中壤土中壤土轻壤土沙(粉)壤土石砾含量/伐后优势树种香樟山乌桕鸭脚木大头茶林分平均高度/m 造林后做好年次抚育,清理植穴m,以植株为中心,半径 c m范围松土.追肥应年次,栽植后结合补苗进行第次追肥,第年和第年的春末、秋初各施肥次,施肥量为 k g?株.数据调查与统计分析 年 月,对不同郁闭度和立地条件下栽培的沉香株高、胸径、冠幅及保存率进行调查.株高的测量采用钢卷尺,精确到 c m;胸径测量采用游标卡尺,精确到 mm;冠幅为东、西、南、北四个方向的平均值(m);保存率按各重复的现保存株数统计计算.采用隶属函数综合求值的方法,对不同郁闭度和立地类型下土沉香生长指标进行适应性综合评价.通过计算各项生长指标在各种类的具体隶属值,再通过累加各指标的隶属平均值,所得值越大,对相应条件适应性越强,具体见计算公式:U(i)(iXm i n)/(m a xm i n)式中:U(i)代表隶属函数均值;i为某指标的平均值;m i n和m a x分别为测量指标中的最小值和最大值.负相关指标隶属度则正向化处理后计算或用U(i)代表.结果与分析 不同立地条件对土沉香形态特征的影响不同立地类型具备不同光照强度、土壤养分及水分含量等因素,直接影响植物对光照、养分及水分吸收与利用.从表可知,不同立地类型对土沉香幼树生长形态有显著性影响(P ).在株高性状上,种立地条件的平均株高表现为:类立地(m)类立地(m)类立地(m)类立地(m);在胸径性状上,类立地防护林科技 年的土沉香胸径最大(c m),类立地(c m)和类立地(c m)其次,类立地最小(c m).在对冠幅性状影响上,类、类、类立地土沉香幼树的冠幅较立地均有所增加,但不同立地条件增幅各异,类立地的土沉香冠幅增加()效 果 最 为 明 显,其 余 立 地 类 型 增 幅 为 .在对保存率的影响上,不同立地条件下土沉香的保存率差异同样显著(P ).类立地的土沉香保存率最高(),其余立地类型保存率为类立地类立地类立地.总体看,土沉香生长性状和幼树的保存率受立地条件影响较大,基本是随着坡度的提高、坡位的上移、土层厚度的减少而生长明显受到阻碍.可能是上坡位土壤因受雨水冲刷,土层浅薄,肥力较低,而中下坡积累到上坡流失的土壤和养分,水肥条件较优异,加上阳坡光照充足,日照时长较阴坡长,植物光合作用时间长,制造更多营养物质,从而更适宜土沉香迅速生长.表不同立地条件下套种土沉香生长指标及多重比较立地类型株高/m胸径/c m冠幅/m保存率/类立地 a b a a b a b类立地 a b b a b类立地 b b a a类立地 c c c b注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(P ).下同.不同郁闭度对土沉香形态特征的影响从表可以看出,不同郁闭度对土沉香幼树生长性状的影响存在显著差异(P ).随着郁闭度的增大,土沉香幼树的株高、胸径、冠幅均表现先增大后减小的趋势,其影响顺序由大到小依次表现为郁闭度 处理组、处理组、处理组和 处理组;而幼树的保存率则呈现一定的波动性,在郁闭度 处理组的土沉香保存率最大(),比 处理组()增加 个百分点.说明林下土沉香幼树对光照强度反应敏感,在郁闭度 处理组时,土沉香生长最好.当郁闭度超过 时,其生长就受到比较大的影响,不适合林下套种.表不同郁闭度土沉香生长指标及多重比较郁闭度(处理)株高/m胸径/c m冠幅/m保存率/a b a b b a a a a b a b b b c c c c 林下套种土沉香生长指标的隶属度分析根据隶属函数的研究方法,充分考虑土沉香各生长指标、郁闭度处理及立地类型的相互作用,选取胸径、株高、冠幅及保存率的隶属度的平均值作为林下套种土沉香幼树的适宜性生长的评价指标.综合考虑,林下套种土沉香应选择郁闭度为 ,土层厚度大于 c m,坡度较缓且阳坡为佳(表).表土沉香各指标隶属度分析郁闭度处理立地类型隶属度值胸径株高冠幅保存率均值排名 结论与讨论郁闭度能够反映林分光照利用程度,是影响森林结构和森林环境的重要因子.有研究表明,林下光照强度对套种幼树的成活率和生长情况都有重要影响,但不同树种对光照强度的需求存在不同程度的差异,也有研究表明,郁闭度对土沉香各生长性状的影响存在明显差异,.随着郁闭度增大,株高、胸径、冠幅及造林保存率呈先上升后下降的趋势.说明土沉香在强光条件下生长不良,对幼树来说,林下生境略遮阴更有利于接收林内散射光,林下套种土沉香最适宜的郁闭度为 ,这与刘志贤等的结论基本一致.当土沉香作为优良乡土阔叶树种在林下种植时,可采用间伐措施,改善林下光照条件,拓展林下空间,营造其最适宜的生长环境才能取得理想的林下套种效果.由于植物生物学特性、立地条件及抚育措施等不同,不同树种或同一树种在各地不同生长阶段的生长表现往往有着更多差异,而不同种源的树种在同一地点生长也存在差异.通过对不同立地条件的土沉香幼树生长状况的分析表明,立地条件差异直接影响土沉香的生长与质量.土沉香适应性较强,其对生长条件要求不高,能在立地较差条件下生长,但仅限维持生长,并不是其最适合的生长条件.结合土沉香耐阴和根深 等生物学特性,林下套种应选择坡度较缓的中、下阳坡,土层较厚,且疏松、湿润、肥沃的土壤为佳.(下转第 页)第期杨浪 等桉树相思混交林郁闭度和立地类型对其林下套种土沉香幼树生长的影响表不同坡位土壤水分物理性质参数相关性林分类型指标坡位容重/(g?c m)持水量/mm孔隙度/白桦林坡位 容重/(g?c m)持水量/mm 孔隙度/华北落叶松林坡位 容重/(g?c m)持水量/mm 孔隙度/结论与讨论坡位是重要的地形因素,其通过改变光照、温度和水分来影响土壤的结构和发育.潘宗涛等认为,地形是影响土壤容重的重要因子,而坡位又是主要的地形影响因子.地形对水分的分配作用导致坡下土壤水分状况更好,坡下森林植被生长状况较坡上更加旺盛,而植被根系及枯落物可以有效改善土壤孔隙状况,坡下土壤孔隙度更大.本文研究得出坡位对土壤水分物理性质产生一定的影响,土壤容重均随土层厚度的增加而增加,土壤容重均为坡上坡下,孔 隙度、持 水 量 均 为 坡 上坡 下.周 萍等 认为,距离坡顶越远,容重越小,孔隙度、持水量越大,与本研究结论基本一致.坡位对土壤水分物理性质有较大影响.土壤容重均为坡上坡下,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和有效持水量均为坡下坡上.土壤总孔隙度、土壤饱和持水量随土层深度的增加而减小.参考文献:聂春,秦富仓,岳永杰,等坡位对沟道土壤性质空间异质性的影响J内蒙古农业大学学报,():李禹江,张荣,王琴,等坡向和坡位对夹金山灌丛土壤团聚体稳定性的影响J云南大学学报,():赵晓雪,饶良懿,申震洲砒砂岩区不同地形位置土壤物理性质分异特征J应用与环境生物学报,():雷斯越,郭晋伟,何亮,等黄土丘陵区退耕坡面草地恢复与土壤物理性质空间分异特征J水土保持学报,():刘霞,张光灿,李雪蕾,等小流域生态修复过程中不同森林植被土壤入渗与贮水特征J水土保持学报,():赵会艳,平丽丽,冯楷斌,等中度抚育对冀北山地不同起源白桦林土壤水文效应的影响J林业与生态科学,():何露露,强薇,张燕,等川西亚高山针叶林次生演替对土壤持水量的影响J应用与环境生物学报,():X uX,W a n gX,C l e a r y M,e ta l S l o p eP o s i t i o nR a t h e rT h a nT h i n n i n g I n t e n s i t y A f f e c t s A r b u s c u l a r M y c o r r h i z a l F u n g i(AMF)C o mm u n i t yi n C h i n e s eF i rP l a n t a t i o n sJF o r e s t s,():潘宗涛,陈志强,陈志彪朱溪流域土壤容重空间分异与地形和土地利用的关系J水土保持通报,():,周萍,刘国彬,侯喜禄黄土丘陵区侵蚀环境不同坡面及坡位土壤理化特征研究J水土保持学报,():(上接第 页)综合土沉香各项生长指标及隶属度分析结果,林下套种土沉香更适合的郁闭度为 ,立地条件以下坡位阳坡的综合得分最高,植株生长最优.林下套种土沉香的生长不仅受光照的影响,还受土壤、水分和温度等因素的影响.此外,本试验还发现 部 分 土 沉 香 幼 树 受 黄 野 螟(H e o r t i av i t e s s o i d e s)危害,严重影响其早期生长,今后造林应重视病虫害的防治,.参考文献:田耀华,原慧芳,倪书邦,等沉香属植物研究进展J热带亚热带植物学报,():区余瑞,王楚彪,吴钿基于聚类分析的广东省乡土阔叶树种分布研究J植物科学学报,():梁俊林,毛绘友,郭丽,等遮阴对种珍贵乡土阔叶树种幼苗生长及光合作用的影响J西北林学院学报,():刘志贤,莫罗坚,欧薇,等林下套种对土沉香生长及黄野螟危害的影响分析J南方林业科学,():庞圣江,张培,杨保国,等林隙大小对土沉香人工更新幼树生长发育的影响J西北农林科技大学学报,():原慧芳,田耀华,岳海,等不同遮荫度下土沉香幼苗的生理特性J热带作物学报,():庞圣江,张培,马跃,等白木香容器基质配比与缓释肥施用量的生长效益J东北林业大学学报,():郁培义,麦志贝,曾德华,等不同施肥措施对土沉香幼苗土壤肥力的影响J造林与经营,():严珍花土沉香引种适应性试验初报J安徽农学通报,():朱诚棋,张蒙,马涛,等土沉香对黄野螟抗性机理的初步研究J中国森林病虫,():付开聪,张绍云云南土沉香资源保护与开发J中国野生植物资源,():,赵晴,刘莉娜,陈丹,等深圳市田头山市级自然保护区的植物资源调查J绿色科技,():王佐林,邓辉,李瑜深圳市自然保护区有害生物防控措施研究J绿色科技,():谭琳,刘梦芸,甘先华,等深圳市级自然保护区土壤化学计量特征与植物多样性的相关性J林业与环境科学,():徐小牛,李宏开马尾松枫香混交林生长及其效益研究J林业科学,():张文娥,王飞,潘学军应用隶属函数法综合评价葡萄种间抗寒性J果树学报,():庄雪影,洪文君,黄川腾,等 种乡土阔叶树在广州南沙的早期生长表现J林业工程学报,():P r z m y s l a wP,P i e r r eBRC o n s t r a i n t so fs p a c ei np l a n td e v e lo p m e n tJ J o u r n a lo fE x p e r i m e n t a lB o t a n y,():刘锦波不同光照强度对种针叶幼树生长的影响J林业科技,():梁承坚,陈水莲,韩东苗,等 种相思在肇庆造林生长对比J林业科学研究,():黄莉雅土沉香开发利用研究进展J花卉,():彭思颖,赵鹏飞,常明山,等黄野螟幼虫行为学特性及其防治J广西林业科学,():洪仁辉,伊吉峰,陈彧,等白木香重要害虫黄野螟研究进展J热带林业,():第期姚丽芳坡位对冀西北林地土壤水分物理性质的影响