鄂西紅豆樹主要林分類型生長(zhǎng)狀況比較

鄂西紅豆樹主要林分類型生長(zhǎng)狀況比較

又名紅棕色、沙棘、金盞、黑樟樹和紅棕色。屬于半多年生樹木，在中國有限，也是國家一級(jí)稀有植物。高30m,胸徑100cm;老樹皮灰褐色微縱裂,幼樹皮綠色光滑,有明顯的灰白色皮孔,小枝綠色,光滑無毛。冬芽裸露,密被銹色毛,一回羽狀復(fù)葉,小葉5～7枚,多7枚,稀9枚;葉片卵形或長(zhǎng)橢圓狀卵形,長(zhǎng)5～10cm,寬3～5cm,先端漸尖,基部寬楔形,革質(zhì),表面綠色,光滑,背面淡綠色,無毛。5月開花,圓錐花序,頂生或腋生,花冠白色或淡紅色。11月果實(shí)成熟,莢果,木質(zhì)、扁卵形,先端喙尖,每莢內(nèi)有種子1～2粒。種子近圓形或橢圓形,鮮紅色,有光澤,種皮堅(jiān)硬,大小如蠶豆,長(zhǎng)1～1.5cm,種臍約7mm。鄂西紅豆樹木材堅(jiān)實(shí)硬重,耐磨、結(jié)構(gòu)細(xì)、紋理美觀,有光澤,是工藝、雕刻、裝飾和貴重家俱上等用材;樹冠濃蔭覆地,是優(yōu)良的庭院綠化樹種。種子供藥用,可治眼疾。由于其種子易遭鼠食,種皮干燥后不易吸水,自然更新較為困難,因此資源漸趨枯竭。本文通過不同樹種不同混交比例的造林對(duì)比試驗(yàn),探討鄂西紅豆樹與主要造林樹種馬尾松、杉木的混交效果,選擇適宜的伴生樹種和混交比例,為鄂西紅豆樹的造林模式選擇提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.1.1種子處理和覆蓋物覆蓋2001年11-12月,從光澤、邵武、浦城等地選擇野生的生長(zhǎng)健壯的鄂西紅豆樹結(jié)實(shí)母樹采集種子,凈種后用70℃熱水浸泡至自然冷卻,再沙藏層積催芽。2002年2月低溫回升時(shí)播種育苗,條播,播后用60%火燒土和40%黃心土混合覆蓋,覆土厚度2cm左右。播后床面均勻覆草保持濕度。當(dāng)60%幼苗出土?xí)r撤除覆蓋物。6-9月份高溫季節(jié)鄂西紅豆樹幼苗用50%的遮陽網(wǎng)遮蔭。1.1.2試驗(yàn)地與試驗(yàn)設(shè)計(jì)區(qū)試驗(yàn)地設(shè)置在福建省邵武和平國有林場(chǎng)5大班,海拔100～200m,試驗(yàn)期內(nèi)年平均降雨量1550～1840mm,年均溫17.9～20.3℃,極端最高溫度為41.3℃,極端最低溫度-7.8℃,無霜期280～301d。試驗(yàn)地土壤為黃紅壤壤,土層厚度約1.0～2.0m,土壤較肥沃。試驗(yàn)地前身為杉木純林,坡度15°～25°。造林后連續(xù)2a對(duì)林地采取松土除草、墾復(fù)施肥等幼林撫育措施。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),包括5個(gè)處理(10紅、5紅5杉、5紅5馬、7紅3馬、7紅3杉),4次重復(fù)。中、下坡分別安排2個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組內(nèi)包含5個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積400m2(20m×20m)。試驗(yàn)區(qū)周圍種植杉木作為保護(hù)行。1.2試驗(yàn)處理1.2.1豆樹、杉木生苗2003年1月選擇生長(zhǎng)健壯、頂芽飽滿、無病蟲害的苗木,裸根苗造林。鄂西紅豆樹苗木為大田育苗的1a生壯苗,苗高45～65cm,地徑0.6～0.8cm。杉木為二代種子園1a生子代壯苗,苗高45～60cm,地徑0.5～0.6cm。馬尾松為一代種子園1a生壯苗,苗高15～25cm。1.2.2混交試驗(yàn)地造林煉山后開帶整地,帶寬1m。挖凈樹頭、草根,挖明穴回表土,穴規(guī)格50cm×40cm×30cm,每穴施鈣鎂磷約0.1kg。混交林采用行間混交,行距3m。杉木株距2.5m,鄂西紅豆樹、馬尾松株距均為3m。2003年4月進(jìn)行一次補(bǔ)植。保護(hù)行同時(shí)種植。1.2.3養(yǎng)老和健康管理2004年結(jié)合撫育對(duì)鄂西紅豆樹進(jìn)行一次修枝,促進(jìn)干形生長(zhǎng)。2009年進(jìn)行一次間伐,伐除病腐株、被壓木。1.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究1.3.1單株干生物量測(cè)定2011年12月對(duì)試驗(yàn)地樹木分樹種每木檢尺,測(cè)定胸徑,統(tǒng)計(jì)株數(shù),并根據(jù)平均胸徑統(tǒng)計(jì)數(shù)值,選擇標(biāo)準(zhǔn)木。伐倒標(biāo)準(zhǔn)木,全株掘起,按0.5m區(qū)分段對(duì)樹干分段稱重,截取圓盤;根部、側(cè)枝、樹葉稱重、取樣。將圓盤、根系和枝葉樣本帶回,采用烘干法測(cè)定含水率,根據(jù)各部位含水率計(jì)算單株干生物量。每個(gè)處理挖2個(gè)土壤剖面,按10cm分層取樣,采集0～40cm深度土壤,混合均勻后作為土壤肥力分析樣本。1.3.2數(shù)據(jù)處理方法將各小區(qū)平均胸徑、樹高、干生物量、土壤養(yǎng)分含量分別進(jìn)行單因素方差分析和多重比較,多重比較采用Duncan法。鄂西紅豆樹純林(10紅)、5紅5杉、5紅5馬、7紅3馬、7紅3杉等5種林分胸徑、樹高、地上干生物量等性狀調(diào)查、統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。2結(jié)果與分析2.1不同數(shù)量的生長(zhǎng)2.1.1不同混交比例林分的胸徑生長(zhǎng)調(diào)查結(jié)果表明:10紅、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種不同樹種組成林分中,鄂西紅豆樹平均胸徑生長(zhǎng)量存在較大差異?？傮w平均胸徑為14.38cm,變異范圍11.83～16.64cm。7紅3馬林分中鄂西紅豆樹的平均胸徑最大,是總體平均水平的115.73%,是10紅林分的121.90%,是5紅5杉的140.66%;5紅5杉林分平均胸徑生長(zhǎng)量最小。5種不同樹種組成林分的胸徑方差分析,F=25.311>F0.01(3,15)=5.42,不同混交比例林分中,鄂西紅豆樹的胸徑生長(zhǎng)達(dá)到極顯著的差異水平。2種林分的馬尾松平均胸徑也存在差異,總體平均胸徑為15.5cm,其中,5紅5馬林分中馬尾松的平均胸徑為14.30cm,7紅3馬林分中馬尾松的平均胸徑為16.72cm。7紅3馬林分的馬尾松胸徑生長(zhǎng)較5紅5馬多出2.42cm,多16.78%。7紅3杉林分中杉木的平均胸徑為17.37cm,較5紅5杉林分中的杉木平均胸徑大1.87cm,超出12.11%。從以上分析結(jié)果可以看出,用馬尾松作為鄂西紅豆樹的伴生樹種,對(duì)鄂西紅豆樹的胸徑生長(zhǎng)是有利的,其中,以7紅3馬最為適宜。杉木與鄂西紅豆樹混交,所占比例不宜太大,7紅3杉比例下,對(duì)鄂西紅豆樹胸徑生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用,但5紅5杉比例下,鄂西紅豆樹的胸徑生長(zhǎng)受到抑制;與7紅3杉比例的林分比較,5紅5杉比例下,杉木胸徑生長(zhǎng)也受到抑制。所以,使用杉木作為鄂西紅豆樹的伴生樹種,杉木所占比例不宜太高。這可能與杉木對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗較大有關(guān)。2.1.2樹高生長(zhǎng)比較10紅、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種林分的鄂西紅豆樹樹高生長(zhǎng)總體平均水平為8.10m,不同林分樹高變異范圍為7.46～8.93m。其中,5紅5杉混交比例的林分鄂西紅豆樹平均樹高最小,僅為7.46m,較10紅、7紅3杉林分分別少0.16m、0.25m,差異不大;較5紅5馬、7紅3馬林分分別少1.28m、1.47m,差異很大。7紅3馬林分鄂西紅豆樹樹高生長(zhǎng)最快,達(dá)8.93m。5種不同樹種組成林分鄂西紅豆樹樹高生長(zhǎng)方差分析,F=6.324>F0.01(3,15)=5.42,5種林分間鄂西紅豆樹樹樹高生長(zhǎng)達(dá)到極顯著差異水平。多重比較結(jié)果表明,10紅、5紅5杉、7紅3杉等3種林分中,鄂西紅豆樹的樹高生長(zhǎng)均無顯著差異,即與杉木混交,鄂西紅豆樹的樹高生長(zhǎng)未見明顯影響;7紅3馬、5紅5馬林分間的鄂西紅豆樹樹高生長(zhǎng)無顯著差異,但與10紅、5紅5杉、7紅3杉等3種林分間,均存在極顯著差異,與馬尾松混交,有利于鄂西紅豆樹的樹高生長(zhǎng)。5紅5馬林分中馬尾松的平均樹高為12.5m,較7紅3馬林分高0.3m,差異不明顯,增加或減少鄂西紅豆樹的比重,對(duì)馬尾松的樹高生長(zhǎng)無明顯影響。5紅5杉林分中杉木的平均樹高為11.53m,較7紅3杉林分小1.32m,有較大差異,增加林分中鄂西紅豆樹的比重,有利于杉木的樹高生長(zhǎng)。2.1.3鄂西紅豆干生物量10紅、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種林分的鄂西紅豆樹干生物量總體平均水平為85.33kg/株。5種林分中,鄂西紅豆樹干生物量最大的為7紅3馬混交林,達(dá)107.93kg/株,是參試群體平均值的126.48%;5紅5馬林分次之,達(dá)97.41kg/株,為參試群體平均值的114.16%;5紅5杉林分的鄂西紅豆樹干生物量最小,僅為64.45kg/株,是參試群體的75.52%。對(duì)5種不同樹種組成林分鄂西紅豆樹標(biāo)準(zhǔn)木地上干生物量方差分析,結(jié)果表明,F=103.62>F0.01(3,15)=5.42,5種林分間鄂西紅豆樹干生物量達(dá)到極顯著差異水平。多重比較結(jié)果表明,7紅3馬與5紅5馬、7紅3杉、10紅、5紅5杉等4種林分之間均存在極顯著差異,5紅5馬與7紅3杉、10紅、5紅5杉之間也均存在極顯著差異,7紅3杉與10紅之間存在顯著差異,10紅與5紅5杉之間存在極顯著差異(表1)。馬尾松的2種林分中,7紅3馬林分的馬尾松標(biāo)準(zhǔn)木干生物量達(dá)109.22kg/株,較5紅5馬林分高出11.84kg/株,有較大差異。杉木的2種林分中,7紅3杉林分的杉木標(biāo)準(zhǔn)木干生物量達(dá)95.77kg/株,較5紅5杉林分高出19.15kg/株,也存在較大差異。杉木、馬尾松的比例增大,對(duì)鄂西紅豆樹、馬尾松、杉木干生物量的積累均有著不利影響。2.2土壤含水量和養(yǎng)分分析2.2.1不同伴生樹種及不同比例的林分對(duì)林地含水率的影響將各土樣采用烘干法測(cè)定土壤含水率,測(cè)定結(jié)果見表2。從表2可以看出,10紅的林地土壤含水率最高,7紅3馬次之,7紅3杉再次之,而5紅5杉的林地土壤含水率最低。方差分析結(jié)果表明,F=8.46>F0.01(3,15)=5.42,不同伴生樹種及不同比例的林分之間,在林地的土壤含水率上存在極顯著的差異。進(jìn)一步進(jìn)行的多重比較結(jié)果表明,10紅與其它4種林分的林地土壤含水率之間均存在極顯著差異,7紅3馬土壤含水率與5紅5馬、5紅5杉、7紅3杉等3種林分的林地土壤含水率上均存在極顯著差異,7紅3杉與5紅5馬、5紅5杉之間也均存在極顯著差異。5紅5馬與5紅5杉之間,在土壤含水率上同樣存在極顯著的差異。2.2.2土壤養(yǎng)分分析對(duì)各土樣進(jìn)行主要營養(yǎng)元素測(cè)定,測(cè)定結(jié)果按不同混交比例統(tǒng)計(jì)其平均值,見表2。(1)特征變量及差異方差分析和多重比較結(jié)果表明:不同混交比例下,林地土壤中有機(jī)質(zhì)含量存在極顯著差異。10紅純林有機(jī)質(zhì)含量最高,較7紅3馬林分高出3.79%,未達(dá)到顯著差異水平,與5紅5馬、5紅5杉、7紅3杉相比較,分別高出34.36%、92.11%、65.28%,均達(dá)到極顯著差異水平;7紅3馬較5紅5馬、5紅5杉、7紅3杉分別高29.45%、85.09%、59.25%,均達(dá)到極顯著差異水平;5紅5馬較7紅3杉、5紅5杉分別高23.02%、42.98%,均達(dá)到極顯著水平;7紅3杉較5紅5杉高16.23%,也存在極顯著差異。(2)土壤中n、n元素含量的變化從表2可知,在林地的土壤全N含量和水解性N含量上,均有10紅>7紅3馬>5紅5馬>7紅3杉>5紅5杉。方差分析結(jié)果表明,5種林分之間的林地土壤中全N含量、水解性N含量均存在極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,10紅、5紅5馬、7紅3馬等3種林分之間的林地全N含量、水解性N含量均無顯著差異,但均與7紅3杉、5紅5杉等2種林分之間存在極顯著差異;7紅3杉林分與5紅5杉林分之間存在極顯著差異。鄂西紅豆樹、馬尾松均具有固氮根瘤菌,能夠?qū)⒖諝庵械牡潭ㄏ聛?對(duì)土壤中N元素的補(bǔ)充有著明顯的促進(jìn)作用。杉木具有一定的嗜N性,對(duì)土壤中N元素的消耗較大。這應(yīng)該是造成鄂西紅豆樹與杉木混交林地的土壤全N含量、水解性N含量均低于10紅純林和鄂西紅豆樹、馬尾松混交林的根本原因。(3)種林分林地土壤p、慢速p含量的差異從表2可知,在林地土壤中全P含量上,7紅3馬>10紅>5紅5馬>7紅3杉>5紅5杉。方差分析結(jié)果表明,5種林分之間的林地土壤中全P含量存在極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,7紅3馬、10紅、5紅5馬等3種林分之間的林地土壤中全P含量差異未達(dá)到顯著性水平,但均與7紅3杉、5紅5杉之間存在極顯著差異;7紅3杉與5紅5杉之間未達(dá)到顯著的差異水平。在速效P含量上,10紅>7紅3馬>5紅5馬>5紅5杉>7紅3杉,方差分析結(jié)果表明,5種林分之間存在極顯著差異。多重比較結(jié)果表明,10紅、7紅3馬之間無顯著差異,但與其它3種林分之間均存在極顯著差異;5紅5馬與5紅5杉、7紅3杉之間均存在極顯著差異;5紅5杉與7紅3杉之間也存在極顯著差異。(4)不同混交比例對(duì)林地全k和慢速k含量的影響從表2可知,5種林分的全K含量和速效K含量差異不大。方差分析結(jié)果表明,10紅、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種林分之間的林地全K含量和速效K含量均未達(dá)到顯著差異水平,即不同的伴生樹種及混交比例,對(duì)全K含量和速效K含量無明顯的影響。3不同混交比例的土壤樹種對(duì)鄂西紅豆樹生長(zhǎng)和干生物量的影響不同樹種組成和混交比例,對(duì)鄂西紅豆樹、杉木、馬尾松的胸徑、樹高生長(zhǎng)和地上干生物量的積累,均有極顯著影響。10紅純林、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種鄂西紅豆樹造林模式中,7紅3馬對(duì)鄂西紅豆樹胸徑、樹高生長(zhǎng)和地上干生物量積累最為有利,以馬尾松作為鄂西紅豆樹的伴生樹種最為適宜。與馬尾松混交時(shí),降低鄂西紅豆樹比例,鄂西紅豆樹、馬尾松兩樹種的胸徑生長(zhǎng)、干生物量的積累速度均減慢;在與馬尾松混交時(shí),5紅5杉、7紅3杉林分的鄂西紅豆樹樹高生長(zhǎng)無顯著差異。杉木對(duì)林地的營養(yǎng)消耗較大,與鄂西紅豆樹混交時(shí),較低比例的杉木,對(duì)鄂西紅豆樹的胸徑生長(zhǎng)和干生物量的積累,有一定的促進(jìn)作用。根據(jù)胸徑、樹高、干生物量、土壤含水率和土壤全N、水解性N、全P、速效P、全K、速效K含量等因子綜合評(píng)價(jià),在鄂西紅豆樹純林、5紅5馬、5紅5杉、7紅3馬、7紅3杉等5種現(xiàn)有造林模式中,以7紅3馬最為適宜。馬尾松是鄂西