不同种植模式下桉树单株生长指标及植物多样性分析
作者: 周俊瑜
[摘 要] 为探究不同种植模式下的桉树单株生长指标及植物多样性,于广西壮族自治区国有维都林场设置桉树纯林和桉树混交林进行抽样调查,对比分析两组试验地桉树单株生长指标、造林地林间植物多样性和桉树平均单位面积产值、桉树保存率。调查结果表明,除土壤容重对比不明显外(P>0.05),混交林组单株生长指标、林间植物多样性和平均单位面积产值、桉树保存率均优于纯林组(P<0.05)。
[关键词] 桉树;种植模式;混交林;植物多样性
[中图分类号] S792.39 [文献标志码] B [文章编号] 1674-7909(2022)23-108-3
0 引言
桉树引种到广西壮族自治区已有100多年历史,且该树种用途广泛,适应性强,对不良环境抵御能力强,材质优良,速生性显著,因此固碳汇碳效益明显。2021年广西壮族自治区林业局相关统计数据显示,该地区桉树以全区占比14%的林地生产出全区80%的木材,支撑3 000亿元木材加工产业发展,且仅利用占据全国0.6%的林地贡献出全国40%的优质木材,每年固碳量超过4 000万t,在一定程度上促进“双碳”目标的实现,有利于维护国家木材安全[1]。“十四五”时期,为贯彻落实习近平生态文明思想,广西壮族自治区统筹兼顾生态、经济与社会效益,着力推动桉树从短周期培育向长周期培育转变。广西壮族自治区提出,力争利用10 a左右时间实现“桉树种植布局优化、单产稳步提高、功能协调稳定”等造林目标,以此将桉树速生林转向永丰林建设。在这一过程中,相关国有林场应该将以上发展目标作为落脚点,积极探索新型桉树林培育模式,以提高桉树生态稳定性、林间生物多样性、林地生产可持续性。
1 试验方法
1.1 试验设计
2013年3月,笔者于广西壮族自治区国有维都林场开展试验。试验共分2组,纯林组和混交林组,纯林组全部种植桉树,混交林组种植桉树与红椎[桉树为主要树种(80%),红椎为次生树种(20%)],造林地面积均为1 hm2,且两块试验地前3 a作物均为桉树。两块试验地土壤养分含量较为均等(地力水平均在中级,土壤有机质含量10~30 g/kg、碱解氮含量60~120 mg/kg、速效磷含量0.75~1.50 mg/kg、速效钾含量50~150 mg/kg)。同时,两块造林地坡度基本一致,25°以上坡度面积占比不超过总试验面积的5%,且两块造林地均处于向阳坡。对比两组试验地基础信息数据,未见统计学差异(P>0.05)。
1.2 纯林组造林技术措施
1.2.1 育苗。选择速生桉品种广林9号,于2013年3月播种,利用轻基质育苗法育苗。将珍珠岩、泥炭土、椰糠、黄心土按质量比2.0∶4.0∶1.0∶1.5配制成轻基质。播种后,每7 d用0.2%磷酸二氢钾溶液施肥,使得苗木快速生长,21 d后更换营养液(氮磷钾质量比为3∶2∶1)。育苗期间,苗圃内温度始终维持在25~35 ℃。夏季有连续高温天气时,用遮阳网覆盖或者用水喷湿地面。当苗木长成一级、二级大苗时出圃,移植到试验地造林。
1.2.2 整地移植。造林之前,对于25°以下地区采用三犁三耙和全面翻犁方法整地[2]。其中,三犁三耙主要指利用东方红75号履带拖拉机带动圆盘犁进行犁地,整地深度约28 cm;全面翻犁主要指利用D6履带拖拉机进行整地,整地深度约30 cm。对于坡度在25°以上地区采用人工挖穴方法,种植穴规格约为35 cm×40 cm×40 cm。2015年4月上山造林,667 m2栽植110~120株。
1.2.3 施肥。基肥主要施加桉树复混肥料,在上山造林前7 d左右,每穴施加0.5 kg,施肥后覆表土2~3 cm。幼苗长至1 m左右后,每穴施加桉树专用肥0.3 kg;在造林第2年3—4月,施加桉树专用肥0.5 kg/穴;之后在造林第3年、第4年,每株施加桉树复混肥0.85 kg;均采用穴施法,离树根30 cm处开施肥穴,施肥后覆土。
1.2.4 病虫害防控。造林地桉树幼林青枯病和桉树成林油桐尺蛾发生较为严重。针对桉树青枯病,用高锰酸钾和福尔马林溶液对土壤消毒,夏季及时开沟排水,减少地表径流病菌传播,及时集中销毁处理病枝、落叶枝,并且用硫酸铜溶液对病株坑穴进行消毒,在暴发盛期利用75%百菌清可湿性粉剂1 000倍液和50%多菌灵可湿性粉剂800倍液进行综合性防治。针对桉树成林油桐尺蛾,在成虫盛期用黑光灯进行物理诱杀,同时喷洒90%敌百虫晶体1 000倍液或20%氰戊菊酯乳油1 200倍液或20%克螨虫乳油1 000倍液或50%杀螟硫磷乳油800倍液进行综合性防控。
1.3 混交林组造林技术措施
在以上纯林组种植方案基础上,将广林9号速生桉与红椎进行混交,混交林中红椎与桉树的种植比例为1∶4(即20%次生树种+80%主生树种)。其中,广林9号速生桉在2015年4月上山造林;红椎生长速度小于桉树,为更好地形成林间树冠层次,红椎定植时间比桉树早两三年[3]。
1.4 观察指标
2022年10月,测定两组试验地桉树单株生长指标、造林地林间植物多样性和桉树平均单位面积产值、桉树保存率。
随机抽取试验地10株植株,测定植株树高(使用罗盘仪和克里斯登测高器测量)、胸径(利用软尺,以坡上位为起始至植株1.3 m高的树干直径)、材积量(在树高1.3 m处,利用胡伯尔公式V=g1/2L测定材积,其中L表示树干长,g1/2为断面积)、冠幅(测得树干投影长度,利用皮尺测量,并多次测量南北长度、东西长度,得出数据平均值)、病虫害发生率(病虫株数/总调查株数×100%)。
采用样方调查法,在两块试验地分别设置5个3 m×3 m小样方,记录土壤容重(称重法)、毛管孔隙(毛管最大持水量×土壤容重)、草木层+林间上层+林间中层植物种类(观测法)、均匀度指数、多样性指数。其中,均匀度指数利用Pielou均匀度指数测量法测定,多样性指数利用林下植物Shannon-Wienner指数表法测定[4]。
平均单位面积产值,即每667 m2桉树产值总和;保存率=可保存的或已销售的林木数量/全部株数×100%。
1.5 统计学方法
应用SPSS 25.0软件进行数据统计分析,计量数据以(x±s)表示,计数数据以%表示,两组间计量资料采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 试验结果与分析
2.1 两组试验地桉树单株生长指标
由表1可知,混交林组平均树高、平均胸径、平均材积、冠幅高于纯林组,病虫害发生率低于纯林组。
2.2 两组试验地林间植物多样性
由表2可知,混交林组土壤容重、毛管孔隙、草木层植物种类、林间上层、林间中层植物种类、均匀度指数、多样性指数均优于纯林组,但是土壤容重对比差异不明显(t=0.348,P=0.730>0.05),组间对比差异不显著。
2.3 两组试验地桉树平均单位面积产值、保存率
由表3可知,混交林组试验地桉树平均单位面积产值、保存率均高于纯林组,对比差异明显,P<0.05。
3 结论与讨论
试验结果表明,除土壤容重对比差异不明显外(P>0.05),混交林组单株生长指标、林间植物多样性和平均单位面积产值、桉树保存率均优于纯林组(P<0.05)。由此可见,混交营林可提高林间综合生产率,在林间合理搭配树种可使其生长更为迅速[5];可综合利用土壤养分和水分,综合利用光能与热能,有利于提高林间病虫害整体防治效果,降低火灾和病虫害发生率、蔓延速度。该营林方式更加符合当前生态文明发展理念,与传统单一造林相比,其生态防护效益更高,水土保持、涵养水源等能力更强。
张培等[6]认为混交营林模式更能集聚土壤养分,帮助桉树根系对营养物质进行综合吸收与利用,同时林下凋落物量更多,林木生长质量更好。这与笔者的研究结果基本一致,可以为此次研究提供有力佐证。桉树属于高大乔木,红椎无论是树高还是冠幅方面均低于桉树,将二者混交在一定程度上可以充分利用林间内膛,合理利用冠层空间。此外,桉树属于速生树种,红椎属于慢生树种,二者发芽与落叶时间不同,喜光与耐阴性不同,两种树种可以为林地提供丰富落叶层,地上结构与地下结构与纯林相比更为复杂,枯落物更为丰富,在一定程度上可以提高地表生物量与有机物质总蓄积量。虽然在此次试验中土壤容重对比差异不够明显,但是毛管孔隙指标显著优于单一纯林。混交林中的生物物种与单一纯林相比更多,生物链循环机制更强,生物链条更为完善[7]。混交林中害虫生物天敌较多,益虫、益鸟的存在可以减少部分害虫侵害。与纯林相比,混交林病虫害暴发率更低,林木生长质量更好,林间保存率和平均单位面积产值更高。因此,桉树适生区国有林场及其他造林地应大规模推广桉树混交营林模式,以此助推桉树种植业高质量发展。
参考文献:
[1]广西壮族自治区林业局.广西壮族自治区林业局关于印发广西科学发展桉树工作方案的通知[EB/OL].(2021-11-25)[2022-10-27].http://lyj.gxzf.gov.cn/zfxxgkzl/fdzdgknr/flfgzcwj/bbmwj/zdgkwj/t10846874.shtml.
[2]杨嘉麒,邓海燕,张港隆,等.4种混交比例对桉树-红椎人工混交林生长和土壤养分的影响[J].中南林业科技大学学报,2021(11):90-97.
[3]温远光,张祖峰,周晓果,等.珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响[J].广西科学,2020(2):111-119.
[4]陈秋海,周晓果,朱宏光,等.桉树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响[J].广西植物,2022(4):556-568.
[5]邵文哲,周晓果,温远光,等.桉树与红锥混交对土壤水解酶活性及其化学计量特征的影响[J].广西植物,2022(4):543-555.
[6]张培,庞圣江,杨保国,等.不同混交模式对桉树林分生长、凋落物量和土壤养分的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2021(2):31-37.
[7]王敏,周润惠,余飞燕,等.不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化[J].植物研究,2021(4):496-505.