黎母山不同树种林分下斯里兰卡天料木苗木生长状况分析

摘 要：为探究斯里兰卡天料木对林下生长环境的适应性，采用大田试验方法，对海南热带雨林国家公园黎母山片区不同树种林分下斯里兰卡天料木苗木生长指标、生理生化指标、光合特性进行调查研究。结果表明：在加勒比松林分中，斯里兰卡天料木苗木的生长状况最优、成活率高；在加勒比松林分中，斯里兰卡天料木苗木的保护酶活性相对较高，其光合特性参数明显高于橡胶树和马占相思林分中的斯里兰卡天料木苗木的光合特性参数；斯里兰卡天料木苗木多项指标之间具有很强的相关性；加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木生长指标主成分分析结果得分最高。因此，加勒比松林分下条件最适宜斯里兰卡天料木苗木生长。

关键词：斯里兰卡天料木；加勒比松林分；马占相思林分；橡胶林分；主成分分析

中图分类号：S792.99 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2023）12-120-5

0 引言

斯里兰卡天料木，又名母生，为杨柳科天料木属乔木，是海南省热带珍贵用材树种之一，被列为海南特类材。斯里兰卡天料木树干通直，材质坚硬，木材纹理交错、结构密实、不易开裂变形，因此被广泛应用于建筑、造船、家具制造等行业，是一种较为珍贵的工业用材［1-3］。斯里兰卡天料木耐旱耐瘠薄，对土壤的要求不高，适应性较强，幼树具有萌芽力强等特性，适宜林下混交造林［4-6］。

林下种植是指充分利用林下土地资源和林荫环境进行立体林业复合生产经营［7-8］。有研究表明，采用林下种植方式改造人工林，不仅有效提高了土地、空间等资源的利用率及生态修复效果，而且优化了林业产业链［9-10］。

海南热带雨林国家公园内存在大面积外来树种人工林，导致热带雨林碎片化，严重影响热带雨林植被的原真性和完整性，使部分区域的热带雨林生物多样性受到破坏。但根据相关法律法规规定，对这些外来树种人工林不能采取采伐后补植的模式进行树种更新。因此，林下种植是海南热带雨林国家公园生态修复外来树种人工林的重要途径之一。

选择合适的造林树种是保证海南热带雨林国家公园外来树种人工林生态修复成效的关键。研究表明，多种植物幼苗对遮阴环境的适应性较强［11-12］。其中，斯里兰卡天料木是海南省热带珍贵用材树种之一，对热带地区环境具有良好适应性。选择斯里兰卡天料木作为种植树种，对海南热带雨林国家公园外来树种人工林实施生态修复，可有效提高林下造林成活率［13-14］。目前，关于斯里兰卡天料木的研究主要集中在物种分布调查［13］、树种特性和栽培技术［15］等方面，少有在林下种植方面的研究报道。因此，笔者在海南热带雨林国家公园黎母山片区的加勒比松、马占相思和橡胶树林分内开展斯里兰卡天料木林下种植试验，测定不同林分下斯里兰卡天料木苗木的生长状态、成活率、生理生化特征、光合特征，分析有利于斯里兰卡天料木苗木生长的林分环境条件，为海南热带雨林国家公园外来树种人工林生态修复提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验区域概况

试验区位于海南热带雨林国家公园黎母山片区。黎母山位于海南岛中部的琼中县境内，地处东经109°31′～109°49′、北纬18°54′～19°14′。黎母山气候类型为热带季风气候，四季不分明，终年温暖湿润、雨量充沛。黎母山地质构造较完整，林区土壤大部分是花岗岩和砂岩风化而成的砂壤土，以及少部分轻壤土。黎母山植被丰富，拥有大面积天然林和人工林资源，主要人工林树种有加勒比松、马占相思、橡胶树、桉树、槟榔等。黎母山是重要珍稀植物保护区之一，当地珍稀植物和重要经济植物超115种。

1.2 试验林营造

1.2.1 供试苗木。供试斯里兰卡天料木苗木为1年生健康容器苗，由海南省林业科学研究院（海南省红树林研究院）金鸡岭苗圃提供。

1.2.2 试验区选取。选取海南热带雨林国家公园黎母山片区内加勒比松林分、马占相思林分、橡胶树林分具有代表性的地段作为斯里兰卡天料木试验林营造区域，每种林分营造试验林面积为1 200 m2。不同树种林分之间互为参照。不同树种林分试验林基本情况如表1所示。

1.2.3 营造管理。斯里兰卡天料木试验林营造时间为2021年7月中旬，斯里兰卡天料木苗木种植株行距为3.0 m×2.0 m。斯里兰卡天料木试验林造林时间为当地的雨季，因此无须人工浇水。但需对试验林进行割灌除草，频率根据灌草和斯里兰卡天料木苗木生长状况来确定，确保斯里兰卡天料木苗木周围无杂灌杂草覆盖。

1.3 生长指标测定

1.3.1 斯里兰卡天料木苗木形态指标与成活率调查。分别于2021年11月、2022年6月、2023年2月，调查试验林斯里兰卡天料木苗木的苗高、基径、苗木成活率。将每个试验林分为3个调查区域，每个区域调查面积为200 m2，调查苗木33株，并对每株调查苗木进行挂牌标记。每次调查均对死亡苗木株数做记录，并测量苗高、基径，计算苗木成活率。苗高采用精度0.01 cm刻度尺测量，苗木基径采用精度0.01 mm游标卡尺测量。每株苗木的苗高、基径重复测量3次，取其平均值。

1.3.2 斯里兰卡天料木苗木生理生化指标测定。斯里兰卡天料木生理生化指标测定样品采集时间为2023年2月。在每个试验林采集斯里兰卡天料木苗木鲜叶3份，每份10 g，为3个生物学重复。将采集的鲜叶放入采样袋并置于干冰中冷冻保存带回实验室，然后放入超低温冰箱保存。苗木生理生化指标测定项目及方法如下：可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝比色法测定，超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性、过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量均采用Solarbio检测试剂盒测定。

1.3.3 斯里兰卡天料木苗木光合特性测定。采用便携式光合荧光测量系统LI-6800光合仪对试验林斯里兰卡天料木苗木光合特性（净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度）进行测定，并采用分光光度比色法测定总叶绿素含量。测定时间为2023年2月，测定时段为09：00—11：00。每个试验林测定10株，每株测定上、中、下3片叶子。

1.4 数据分析

利用Excel 2016、SPSS 20.0等软件对试验结果进行统计分析及作图。采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和最小显著差异法（Least Significant Difference，LSD）检验不同林分对苗木生长的影响。采用Pearson相关性分析方法对苗木各指标相关性进行分析。采用主成分分析法对不同树种林分斯里兰卡天料木苗木生理生化指标进行分析。

2 试验结果与分析

2.1 不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木生长形态指标与成活率的影响

由表2可知，第1次和第2次调查发现，马占相思林分中斯里兰卡天料木苗木成活率较高，达到100%；加勒比松林分和橡胶树林分中斯里兰卡天料木苗木出现死亡现象。第3次调查发现，加勒比松林分、马占相思林分、橡胶树林分3个试验区中斯里兰卡天料木苗木平均苗高分别为57.00、33.80、40.65 cm，净生长量分别为28.53、9.15、11.99 cm；平均基径分别为7.56、4.01、3.64 mm，净生长量分别为4.72、1.05、0.63 mm；苗木成活率分别为95.56%、83.33%、64.28%。3次调查结果表明，加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木成活率降低速度较慢，且加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木生长速度超过马占相思林分。3个试验林中，加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木生长最佳。

2.2 不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木生理生化指标的影响

2.2.1 对苗木保护酶活性的影响。由图1可知，不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木保护酶活性的影响不同。加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木SOD活性较高，显著高于马占相思林分，与橡胶树林分无显著差异；加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木CAT活性最高，显著高于橡胶树林分和马占相思林分。对比分析可知，加勒比松林分条件有利于激发斯里兰卡天料木苗木的保护酶活性。

2.2.2 对苗木生长代谢物质含量的影响。由图2可知，不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木生长代谢的影响存在差异。橡胶树林分中斯里兰卡天料木苗木MDA含量最高，显著高于加勒比松林分和马占相思林分，加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木MDA含量最低，但与马占相思林分无显著差异。加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木可溶性糖含量最高，显著高于马占相思林分，但与橡胶树林分无显著差异。不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木可溶性蛋白含量的影响与对可溶性糖含量的影响一致。植物形成的可溶性糖和可溶性蛋白质含量高，表明其细胞代谢活动更旺盛。因此，加勒比松林分条件更有利于斯里兰卡天料木苗木生长代谢。

2.3 不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木光合特性的影响

由表3可知，加勒比松林分中斯里兰卡天料木苗木4个光合特性参数均显著高于橡胶树林分和马占相思林分。这表明加勒比松林分光照环境有利于斯里兰卡天料木苗木叶绿素积累，有利于苗木气孔导度增大以获取更多二氧化碳，从而提高净光合速率。

2.4 斯里兰卡天料木苗木各项生理生化指标的相关性分析

斯里兰卡天料木苗木各项生理生化指标间的相关性分析如表4所示。由表4可知，斯里兰卡天料木苗木的丙二醛含量与过氧化氢酶活性存在极强的负相关性，与超氧化物歧化酶活性存在中度相关性；净光合速率与超氧化物歧化酶活性存在极强的负相关性，与丙二醛含量存在强负相关性；胞间二氧化碳浓度与丙二醛含量存在极强负相关性，与过氧化氢酶活性和净光合速率存在强正相关性，与超氧化物歧化酶活性存在中度负相关性；气孔导度与超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、净光合速率及胞间二氧化碳浓度存在极强相关性。总叶绿素含量与超氧化物歧化酶活性存在极强负相关性。上述分析表明，斯里兰卡天料木苗木光合特性参数是相互促进的，保护酶与光合特性之间既有促进效应也有抑制效果。

2.5 主成分分析不同树种林分对斯里兰卡天料木苗木生理生化指标的影响

由于单一的生理指标难以评价不同林分对斯里兰卡天料木苗木生长状况的影响，因此采用主成分分析法将不同试验区对斯里兰卡天料木苗木各项生理生化指标的影响转化为几个综合指标进行评判。由表5可知，第1主成分贡献率最大（47.646%），其次为第二主成分（贡献率为35.657%），第三主成分贡献率为16.697%，前3个主成分的累计贡献率为100%。因此，这3个主成分可以反映不同林分对斯里兰卡天料木苗木生理生化指标的影响。根据特征值及各成分的得分系数，构建各项生理生化指标与主成分的线性关系。

[F1=-0.321X1-0.145X2-0.035X3+0.255X4-0.098X5+0.122X6+0.404X7]

[F2=-0.020X1-0.174X2-0.169X3-0.084X4+0.453X5+0.516X6+0.140X7]

[F3=-0.014X1+0.611X2-0.337X3+0.159X4-0.095X5-0.099X6-0.303X7]

不同试验区对斯里兰卡天料木生理生化指标的综合评判结果如表6所示，综合得分越高说明越适宜斯里兰卡天料木的生长。由表6可知，加勒比松林最适宜斯里兰卡天料木生长，马占相思林最不适宜斯里兰卡天料木生长。

3 结论与讨论

3.1 结论

试验结果表明，斯里兰卡天料木苗木在加勒比松林分内生长速度较快，苗木成活率高。相对于橡胶树和马占相思林分，加勒比松林分更有利于斯里兰卡天料木苗木保护酶功能活性的发挥，更有利于斯里兰卡天料木生长代谢物的积累，更有利于斯里兰卡天料木光合特性的提高。对斯里兰卡天料木苗木生理生化指标相关性分析的结果表明，多项指标间存在非常强的相关性，其中光合特性参数是相互促进的，保护酶与光合特性之间既有促进效应也有抑制效果。综合分析结果表明，郁闭度为0.65的加勒比松林分最适宜斯里兰卡天料木苗木生长。