鄂西红豆树主要林分类型生长状况比较

鄂西红豆树主要林分类型生长状况比较

又名红棕色、沙棘、金盏、黑樟树和红棕色。属于半多年生树木，在中国有限，也是国家一级稀有植物。高30m,胸径100cm;老树皮灰褐色微纵裂,幼树皮绿色光滑,有明显的灰白色皮孔,小枝绿色,光滑无毛。冬芽裸露,密被锈色毛,一回羽状复叶,小叶5～7枚,多7枚,稀9枚;叶片卵形或长椭圆状卵形,长5～10cm,宽3～5cm,先端渐尖,基部宽楔形,革质,表面绿色,光滑,背面淡绿色,无毛。5月开花,圆锥花序,顶生或腋生,花冠白色或淡红色。11月果实成熟,荚果,木质、扁卵形,先端喙尖,每荚内有种子1～2粒。种子近圆形或椭圆形,鲜红色,有光泽,种皮坚硬,大小如蚕豆,长1～1.5cm,种脐约7mm。鄂西红豆树木材坚实硬重,耐磨、结构细、纹理美观,有光泽,是工艺、雕刻、装饰和贵重家俱上等用材;树冠浓荫覆地,是优良的庭院绿化树种。种子供药用,可治眼疾。由于其种子易遭鼠食,种皮干燥后不易吸水,自然更新较为困难,因此资源渐趋枯竭。本文通过不同树种不同混交比例的造林对比试验,探讨鄂西红豆树与主要造林树种马尾松、杉木的混交效果,选择适宜的伴生树种和混交比例,为鄂西红豆树的造林模式选择提供理论依据。1材料和方法1.1试验对象和试验设计1.1.1种子处理和覆盖物覆盖2001年11-12月,从光泽、邵武、浦城等地选择野生的生长健壮的鄂西红豆树结实母树采集种子,净种后用70℃热水浸泡至自然冷却,再沙藏层积催芽。2002年2月低温回升时播种育苗,条播,播后用60%火烧土和40%黄心土混合覆盖,覆土厚度2cm左右。播后床面均匀覆草保持湿度。当60%幼苗出土时撤除覆盖物。6-9月份高温季节鄂西红豆树幼苗用50%的遮阳网遮荫。1.1.2试验地与试验设计区试验地设置在福建省邵武和平国有林场5大班,海拔100～200m,试验期内年平均降雨量1550～1840mm,年均温17.9～20.3℃,极端最高温度为41.3℃,极端最低温度-7.8℃,无霜期280～301d。试验地土壤为黄红壤壤,土层厚度约1.0～2.0m,土壤较肥沃。试验地前身为杉木纯林,坡度15°～25°。造林后连续2a对林地采取松土除草、垦复施肥等幼林抚育措施。采用随机区组试验设计,包括5个处理(10红、5红5杉、5红5马、7红3马、7红3杉),4次重复。中、下坡分别安排2个区组,每个区组内包含5个小区。每个小区面积400m2(20m×20m)。试验区周围种植杉木作为保护行。1.2试验处理1.2.1豆树、杉木生苗2003年1月选择生长健壮、顶芽饱满、无病虫害的苗木,裸根苗造林。鄂西红豆树苗木为大田育苗的1a生壮苗,苗高45～65cm,地径0.6～0.8cm。杉木为二代种子园1a生子代壮苗,苗高45～60cm,地径0.5～0.6cm。马尾松为一代种子园1a生壮苗,苗高15～25cm。1.2.2混交试验地造林炼山后开带整地,带宽1m。挖净树头、草根,挖明穴回表土,穴规格50cm×40cm×30cm,每穴施钙镁磷约0.1kg。混交林采用行间混交,行距3m。杉木株距2.5m,鄂西红豆树、马尾松株距均为3m。2003年4月进行一次补植。保护行同时种植。1.2.3养老和健康管理2004年结合抚育对鄂西红豆树进行一次修枝,促进干形生长。2009年进行一次间伐,伐除病腐株、被压木。1.3试验数据的研究1.3.1单株干生物量测定2011年12月对试验地树木分树种每木检尺,测定胸径,统计株数,并根据平均胸径统计数值,选择标准木。伐倒标准木,全株掘起,按0.5m区分段对树干分段称重,截取圆盘;根部、侧枝、树叶称重、取样。将圆盘、根系和枝叶样本带回,采用烘干法测定含水率,根据各部位含水率计算单株干生物量。每个处理挖2个土壤剖面,按10cm分层取样,采集0～40cm深度土壤,混合均匀后作为土壤肥力分析样本。1.3.2数据处理方法将各小区平均胸径、树高、干生物量、土壤养分含量分别进行单因素方差分析和多重比较,多重比较采用Duncan法。鄂西红豆树纯林(10红)、5红5杉、5红5马、7红3马、7红3杉等5种林分胸径、树高、地上干生物量等性状调查、统计结果见表1。2结果与分析2.1不同数量的生长2.1.1不同混交比例林分的胸径生长调查结果表明:10红、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种不同树种组成林分中,鄂西红豆树平均胸径生长量存在较大差异。总体平均胸径为14.38cm,变异范围11.83～16.64cm。7红3马林分中鄂西红豆树的平均胸径最大,是总体平均水平的115.73%,是10红林分的121.90%,是5红5杉的140.66%;5红5杉林分平均胸径生长量最小。5种不同树种组成林分的胸径方差分析,F=25.311>F0.01(3,15)=5.42,不同混交比例林分中,鄂西红豆树的胸径生长达到极显著的差异水平。2种林分的马尾松平均胸径也存在差异,总体平均胸径为15.5cm,其中,5红5马林分中马尾松的平均胸径为14.30cm,7红3马林分中马尾松的平均胸径为16.72cm。7红3马林分的马尾松胸径生长较5红5马多出2.42cm,多16.78%。7红3杉林分中杉木的平均胸径为17.37cm,较5红5杉林分中的杉木平均胸径大1.87cm,超出12.11%。从以上分析结果可以看出,用马尾松作为鄂西红豆树的伴生树种,对鄂西红豆树的胸径生长是有利的,其中,以7红3马最为适宜。杉木与鄂西红豆树混交,所占比例不宜太大,7红3杉比例下,对鄂西红豆树胸径生长有一定促进作用,但5红5杉比例下,鄂西红豆树的胸径生长受到抑制;与7红3杉比例的林分比较,5红5杉比例下,杉木胸径生长也受到抑制。所以,使用杉木作为鄂西红豆树的伴生树种,杉木所占比例不宜太高。这可能与杉木对土壤养分的消耗较大有关。2.1.2树高生长比较10红、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种林分的鄂西红豆树树高生长总体平均水平为8.10m,不同林分树高变异范围为7.46～8.93m。其中,5红5杉混交比例的林分鄂西红豆树平均树高最小,仅为7.46m,较10红、7红3杉林分分别少0.16m、0.25m,差异不大;较5红5马、7红3马林分分别少1.28m、1.47m,差异很大。7红3马林分鄂西红豆树树高生长最快,达8.93m。5种不同树种组成林分鄂西红豆树树高生长方差分析,F=6.324>F0.01(3,15)=5.42,5种林分间鄂西红豆树树树高生长达到极显著差异水平。多重比较结果表明,10红、5红5杉、7红3杉等3种林分中,鄂西红豆树的树高生长均无显著差异,即与杉木混交,鄂西红豆树的树高生长未见明显影响;7红3马、5红5马林分间的鄂西红豆树树高生长无显著差异,但与10红、5红5杉、7红3杉等3种林分间,均存在极显著差异,与马尾松混交,有利于鄂西红豆树的树高生长。5红5马林分中马尾松的平均树高为12.5m,较7红3马林分高0.3m,差异不明显,增加或减少鄂西红豆树的比重,对马尾松的树高生长无明显影响。5红5杉林分中杉木的平均树高为11.53m,较7红3杉林分小1.32m,有较大差异,增加林分中鄂西红豆树的比重,有利于杉木的树高生长。2.1.3鄂西红豆干生物量10红、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种林分的鄂西红豆树干生物量总体平均水平为85.33kg/株。5种林分中,鄂西红豆树干生物量最大的为7红3马混交林,达107.93kg/株,是参试群体平均值的126.48%;5红5马林分次之,达97.41kg/株,为参试群体平均值的114.16%;5红5杉林分的鄂西红豆树干生物量最小,仅为64.45kg/株,是参试群体的75.52%。对5种不同树种组成林分鄂西红豆树标准木地上干生物量方差分析,结果表明,F=103.62>F0.01(3,15)=5.42,5种林分间鄂西红豆树干生物量达到极显著差异水平。多重比较结果表明,7红3马与5红5马、7红3杉、10红、5红5杉等4种林分之间均存在极显著差异,5红5马与7红3杉、10红、5红5杉之间也均存在极显著差异,7红3杉与10红之间存在显著差异,10红与5红5杉之间存在极显著差异(表1)。马尾松的2种林分中,7红3马林分的马尾松标准木干生物量达109.22kg/株,较5红5马林分高出11.84kg/株,有较大差异。杉木的2种林分中,7红3杉林分的杉木标准木干生物量达95.77kg/株,较5红5杉林分高出19.15kg/株,也存在较大差异。杉木、马尾松的比例增大,对鄂西红豆树、马尾松、杉木干生物量的积累均有着不利影响。2.2土壤含水量和养分分析2.2.1不同伴生树种及不同比例的林分对林地含水率的影响将各土样采用烘干法测定土壤含水率,测定结果见表2。从表2可以看出,10红的林地土壤含水率最高,7红3马次之,7红3杉再次之,而5红5杉的林地土壤含水率最低。方差分析结果表明,F=8.46>F0.01(3,15)=5.42,不同伴生树种及不同比例的林分之间,在林地的土壤含水率上存在极显著的差异。进一步进行的多重比较结果表明,10红与其它4种林分的林地土壤含水率之间均存在极显著差异,7红3马土壤含水率与5红5马、5红5杉、7红3杉等3种林分的林地土壤含水率上均存在极显著差异,7红3杉与5红5马、5红5杉之间也均存在极显著差异。5红5马与5红5杉之间,在土壤含水率上同样存在极显著的差异。2.2.2土壤养分分析对各土样进行主要营养元素测定,测定结果按不同混交比例统计其平均值,见表2。(1)特征变量及差异方差分析和多重比较结果表明:不同混交比例下,林地土壤中有机质含量存在极显著差异。10红纯林有机质含量最高,较7红3马林分高出3.79%,未达到显著差异水平,与5红5马、5红5杉、7红3杉相比较,分别高出34.36%、92.11%、65.28%,均达到极显著差异水平;7红3马较5红5马、5红5杉、7红3杉分别高29.45%、85.09%、59.25%,均达到极显著差异水平;5红5马较7红3杉、5红5杉分别高23.02%、42.98%,均达到极显著水平;7红3杉较5红5杉高16.23%,也存在极显著差异。(2)土壤中n、n元素含量的变化从表2可知,在林地的土壤全N含量和水解性N含量上,均有10红>7红3马>5红5马>7红3杉>5红5杉。方差分析结果表明,5种林分之间的林地土壤中全N含量、水解性N含量均存在极显著差异。多重比较结果表明,10红、5红5马、7红3马等3种林分之间的林地全N含量、水解性N含量均无显著差异,但均与7红3杉、5红5杉等2种林分之间存在极显著差异;7红3杉林分与5红5杉林分之间存在极显著差异。鄂西红豆树、马尾松均具有固氮根瘤菌,能够将空气中的氮固定下来,对土壤中N元素的补充有着明显的促进作用。杉木具有一定的嗜N性,对土壤中N元素的消耗较大。这应该是造成鄂西红豆树与杉木混交林地的土壤全N含量、水解性N含量均低于10红纯林和鄂西红豆树、马尾松混交林的根本原因。(3)种林分林地土壤p、慢速p含量的差异从表2可知,在林地土壤中全P含量上,7红3马>10红>5红5马>7红3杉>5红5杉。方差分析结果表明,5种林分之间的林地土壤中全P含量存在极显著差异。多重比较结果表明,7红3马、10红、5红5马等3种林分之间的林地土壤中全P含量差异未达到显著性水平,但均与7红3杉、5红5杉之间存在极显著差异;7红3杉与5红5杉之间未达到显著的差异水平。在速效P含量上,10红>7红3马>5红5马>5红5杉>7红3杉,方差分析结果表明,5种林分之间存在极显著差异。多重比较结果表明,10红、7红3马之间无显著差异,但与其它3种林分之间均存在极显著差异;5红5马与5红5杉、7红3杉之间均存在极显著差异;5红5杉与7红3杉之间也存在极显著差异。(4)不同混交比例对林地全k和慢速k含量的影响从表2可知,5种林分的全K含量和速效K含量差异不大。方差分析结果表明,10红、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种林分之间的林地全K含量和速效K含量均未达到显著差异水平,即不同的伴生树种及混交比例,对全K含量和速效K含量无明显的影响。3不同混交比例的土壤树种对鄂西红豆树生长和干生物量的影响不同树种组成和混交比例,对鄂西红豆树、杉木、马尾松的胸径、树高生长和地上干生物量的积累,均有极显著影响。10红纯林、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种鄂西红豆树造林模式中,7红3马对鄂西红豆树胸径、树高生长和地上干生物量积累最为有利,以马尾松作为鄂西红豆树的伴生树种最为适宜。与马尾松混交时,降低鄂西红豆树比例,鄂西红豆树、马尾松两树种的胸径生长、干生物量的积累速度均减慢;在与马尾松混交时,5红5杉、7红3杉林分的鄂西红豆树树高生长无显著差异。杉木对林地的营养消耗较大,与鄂西红豆树混交时,较低比例的杉木,对鄂西红豆树的胸径生长和干生物量的积累,有一定的促进作用。根据胸径、树高、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含量等因子综合评价,在鄂西红豆树纯林、5红5马、5红5杉、7红3马、7红3杉等5种现有造林模式中,以7红3马最为适宜。马尾松是鄂西