亞熱帶退化紅壤區人工林補植樹種成活率與生長量分析

李 志，袁穎丹，郭曉敏，張文元，劉苑秋，牛德奎

(1.江西農業大學 林學院，江西 南昌 330045；2.江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045；3.南昌市森林培育重點實驗室，江西 南昌 33004)

亞熱帶退化紅壤區人工林補植樹種成活率與生長量分析

李 志1,2,3，袁穎丹1,2,3，郭曉敏1,2,3，張文元1,2,3，劉苑秋1,2,3，牛德奎1,2,3

(1.江西農業大學 林學院，江西 南昌 330045；2.江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045；3.南昌市森林培育重點實驗室，江西 南昌 33004)

選取木荷、樟樹、刨花楠、閩楠、濕地松、楓香等亞熱帶適生樹種，在典型退化紅壤區江西省泰和縣20年人工馬尾松林下進行了林木補植，分析了野外生長一年后各補植樹種的成活率和地徑、樹高、冠幅等生長量狀況，為退化紅壤區人工林生態恢復提供參考依據。結果表明：人工林下補植樹種中成活率最好的是木荷(100%)及濕地松(81.88%)，最差的是樟樹(46.67%)和刨花楠(46.67%)；生長量方面，濕地松綜合長勢最好，冠幅(1 708.14 cm2)、地徑(1.82 cm)、株高(71.73 cm)均優于其他單一補植樹種，閩楠的冠幅(158.79 cm2)、地徑(0.37 cm)、株高(16.73 cm)等相對最差。成活率與株高具有顯著相關性(P=0.04)，冠幅、地徑、株高等生長量之間呈極顯著相關(P=0)。說明在該區域內開展林下補植的適生樹種為濕地松和木荷。

人工林；補植；成活率；林木生長量

1 引言

我國紅壤丘陵區面積達80萬km2，占紅壤區總面積的36.7%，是南方紅壤地帶主要地貌景觀之一，該區氣候溫暖，雨量豐沛，土壤和生物類型多樣，是我國南方農業綜合開發與林果發展的重要基地。但是，由于不合理開墾，致使林地遭到毀滅性的破壞，很多地方林地退化為草叢、稀疏馬尾松或灌木，甚至出現一些光板地，水土流失嚴重，土壤肥力下降，季節性干旱等環境資源退化過程仍繼續進行，為了重建該區的生態系統，恢復植被，各地種植了大量的人工林[1]。人工林補植是進行人工林撫育的重要工作內容，而樹種成活率是考察林木補植效果的直接指標，另外，樹木的冠幅、地徑、株高等指標，則是考察樹木生長情況的基礎指標，其優劣程度直接影響地表覆蓋度、水土保持效果及樹木本身的成活情況[2～5]。目前，對退化紅壤區人工林的研究，主要論述了林地植被概況及土壤理化特征[3，5～12]，或針對初始造林期的技術措施[12～18]，另外，關于樹木補植成活率的研究，主要是對單個樹種補植技術、補植時間方面的論述[19～27]，而對于退化紅壤區多年生人工林植被恢復情況下，進行補植、修復的工作成果研究還很少。本研究以江西省泰和縣狗絲茅嶺20年人工林補植樹種為研究對象，分析多年人工林恢復中，不同樹種的成活率和地徑、樹高、冠幅等生長狀況，旨在為退化紅壤區紅壤人工林生態恢復措施提供參考依據。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地位于江西中部的泰和縣石山、螺溪、南溪三鄉結合部的狗絲茅嶺(26°48′N，114°54′E)，沿泰和-井岡山公路干線至螺溪圩鎮分道北行6 km處，東部與南溪鄉荒山接壤，南部與螺溪鄉荒山相連，試驗區總面積17.3 hm2，屬亞熱帶季風濕潤性氣候區，年平均氣溫約18.6 ℃，年降水量約1 726 mm，4～6月份較集中，占全年降水量的49%無霜期為298 d。地貌以低丘為主(海拔高度在150 m以下)，海拔最高131.3 m，最低74.7 m，為典型的紅壤低丘崗地，水土流失嚴重。土壤為第四紀發育紅壤，呈微酸性或酸性，pH值為4.9，成土母巖為第四紀紅粘土，表層石礫含量較多。地帶性植被類型是中亞熱帶常綠闊葉林，但由于長期高強度割茅、挖蔸和常年的過牧，已導致嚴重的水土流失，試驗區內遍布侵蝕溝，表層石礫含量較多。植被蓋度小于30%，且分布不均，以狗尾草、野古草、白茅、黃茅山狗尾草(Setariaviridis)，野占草(Arundinellahirta)，白茅(Imhercztacylindricavar.major)以及黃茅(Heteropogoncontortus)等草木植物組成。1991年在該地區進行人工植被恢復，主要選擇馬尾松(Pinusmassoniana)，濕地松(P.elliottii)、晚松(P.rigidavar.serotina)、木荷(Schimusuperba)、楓香(Liquidambarformosana)、桉樹((Eucalyptusrobusta)等樹種造林為主，采取不同栽植密度、不同種類配置模式重建森林。

2.2 研究方法

2010年9 月份，在對試驗區群落類型全面勘察的基礎上，在原馬尾松人工林(株行距：1.5 m×1.5 m)內開展補植試驗，均采用優質培育的2年生苗木，設置木荷(SchimasuperbaGardn.et Champ.)，簡稱為MH，下同)、樟樹(Cinnamomumcamphora(L.) Presl,ZS)、閩楠(MachiluspauhoiKanehira,MN)、刨花楠(Phoebebournei(Hemsl.) Yang,PHN)、濕地松(PinuselliottiiEngelmann,SDS)、濕地松+楓香(LiquidambarformosanaHance,SDSFX)、樟樹+木荷(ZSMH)等7種補植模式，由林區工作人員統一進行撫育、管理；于2011年11月份，在試驗區對每種補植模式均設置半徑為5 m的樣圓，進行樹種成活率和生長量調查。

2.3 統計分析

運用Microsoft office 2013、SPSS21.0對數據進行整理分析，用SigmaPlot12.5進行圖形繪制。

3 結果與分析

3.1 補植樹種成活率與生長量分析

由圖1可知，補植樹種成活率最高的為木荷，在樣圓調查中沒有死株出現；其次為濕地松，在樣圓調查中成活率基本可以達到70%以上；第三是濕地松和楓香的混交補植，成活率也較高；成活率最差的為樟樹，在個別樣圓中幾乎全部為死株；刨花楠的死亡率也較高；而補植的閩楠及樟樹木荷混交補植的成活率效果相對較好，處于中間水平。

圖1 不同補植樹種成活率

圖2 不同補植樹種冠幅

由圖2可知，補植樹種冠幅最大的是濕地松，均值達到1 708.1 cm2；其次是濕地松和楓香的混交補植，而覆蓋度最小的是閩楠，平均只有158.8 cm2；樟樹的覆蓋度也較小；木荷、刨花楠及樟樹木荷的混交林則處在中間水平，平均分別為860.7 cm2、607.1 cm2和543.6 cm2。

圖3說明了補植樹種的地徑生長水平，地徑長勢最好的補植樹種是濕地松，平均地徑達到1.82 cm；其次為濕地松楓香混交補植，平均為1.65 cm；地徑長勢最差的補植樹種為閩楠，平均僅為0.37 cm，樟樹、刨花楠、樟樹和木荷混交及木荷純林補植，地徑長勢基本相同，木荷的稍好，為0.75 cm。

圖3 不同樹種地徑生長量

圖4 不同樹種株高生長量

圖4是關于補植樹種的株高情況，由圖中得出，長勢最高的是濕地松與楓香的混交補植模式，均值達到87.5 cm，其次是濕地松純林補植模式，株高均值為71.8 cm；株高最低的是閩楠，平均僅為16.7 cm，其次為樟樹，平均為34.1 cm；木荷、刨花楠、樟樹和木荷的混交補植模式處于中間水平，木荷的稍高，為59.2 cm。

3.2 補植樹種成活率與生長量指標相關性分析

通過分析補植樹種的成活率與各生長指標的相關性，結果如表1所示，樹木的生長高度和成活率具有顯著相關(P=0.046)，說明補植后的苗木生長高度是保證一定成活率的關鍵；而冠幅、地徑、株高等生長量之間彼此呈極顯著相關(P<0.01)。

表1 補植樹種成活率與生長量指標相關性分析

4 結論與討論

本地區補植樹種中成活率最好的是木荷及濕地松，最差的是樟樹；生長量方面，冠幅最大的為濕地松，最小的為閩楠；地徑最大的為濕地松，最小的為閩楠；株高最高的為濕地松，最差的閩楠。補植樹種的高度是影響樹木成活率的關鍵特征。總體來看，本地區的最佳適生樹種為濕地松和木荷，而閩楠則相對來說在本地區進行種植的短期效果不佳。但是從生物多樣性角度及水土保持效益等方面考慮，建議在進行進一步人工林補植工作的時候，制定出合理比例的補植樹種，可以以適生樹種為主，而其他的樹種為輔，進行合理的混合補植，進而實現生物多樣性、水土保持及生態恢復等多方面的效益。

本文考察的對象是在原來一片荒蕪的退化紅壤區，經過20年植被恢復的基礎上，又選取我國南方幾種常見樹種進行的人工林補植恢復情況，因為考慮各樣地海拔、地形、氣候、撫育方法等基本相似，就僅從樹種的基本生長量角度，結合補植成活率進行了直觀的分析，這樣的結果直觀明了，考察效果簡單快捷，適合基層工作者作為參考手段；但是諸如植物的營養情況及土壤理化狀況及后期林地撫育等因素，則也是重要的影響因子，對成活率情況進行更為綜合、細微的考察與分析應該是接下來的研究方向。

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Analysis on theSurvival Rate and Incrementof Replanting Tree Species inArtificial Forests inDegraded Red Roil Regions of Subtropical Zone

Li Zhi1,2,3, Yuan Yingdan1,2,3, Guo Xiaomin1,2,3, Zhang Wenyuan1,2,3, Liu Yuanqiu1,2,3, Niu Dekui1,2,3

(1.ForestryCollege,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China;2.KeyLaboratoryofForestCultivationinJiangxiProvince,Nanchang330045,China;3.KeyLaboratoryofForestCultivationinNanchangCity,Nanchang330045,China)

The article selectssomesubtropical tree species, includingSchima superba, Cinnamomum camphora, Machilus pauhoi Kanehira, Phoebe bournei, Pinus elliottii Engelmann,Liquidambar formosana Hance, to replant under a20-year artificial forest ofPinus massoniana, in a typical degraded red soil region of Taihe Countyin Jiangxi Province. After one year, the article analyzes the differences of each replanting tree's survival rate, ground diameter, tree height, and crown width, which provide reference and guidance for the artificial forest's ecological restoration. The results show that the best survival rate of artificial forest replanting trees is Schima superba(100%) and Pinus elliottii Engelmann (81.88%),while the worst is Cinnamomum camphora(46.67%) and Machilus pauhoi Kanehira (46.67%);In terms of increment, the Schima superba has the best comprehensive growing trend, whose crown width(1708.14 cm2),ground diameter(1.82cm) and tree height (71.73cm) are superior to the other single replanting tree species, but the crown width(158.79 cm2),ground diameter(0.37cm) and tree height (16.73cm) of Phoebe bourneiare relatively poor. Survival rate and plant heightis significantly correlated (P=0.04).The three increments of crown width and ground diameter and tree height show highly significant correlation (P=0). Therefore, the articleproposes that the suitable tree species tobe replanted under forest in the region are Pinus elliottii Engelmann and Schima superba.

artificial forest; replanting; survival rate; increment

2015-10-19

國家科技支撐計劃課題基金資助項目(編號：2012BAC11B06)；國家自然科學基金項目(編號：31360177)；國際植物營養研究所項目(編號：IPNI-JX29)；江西省研究生創新專項資助項目(編號：YC2013-B029)；林業公益性行業科研專項(編號：200904015)資助

李 志(1987—)，男，河南方城人，江西農業大學林學院水土保持與荒漠化防治專業博士研究生。

袁穎丹(1957—)，男，江西萍鄉人，博士，教授，博士生導師，主要從事土壤科學、水土保持與荒漠化防治研究。

S754.3

B

1674-9944(2015)12-0038-04