環境因子對廣西紅錐幼林生長的影響

彭玉華, 譚長強, 鄭威, 申文輝,* , 黃小榮, 黃德誠, 何峰, 莫楊旺

環境因子對廣西紅錐幼林生長的影響

彭玉華1, 譚長強1, 鄭威1, 申文輝1,*, 黃小榮1, 黃德誠2, 何峰1, 莫楊旺2

1. 廣西壯族自治區林業科學研究院, 南寧 530002 2. 廣西昭平富羅林場, 昭平 546809

為了探索環境因子對紅錐生長的影響, 以廣西紅錐(Miq)人工幼林為研究對象, 運用Pearson相關性分析探討環境因子對紅錐幼林生長的影響。結果表明, 環境因子對紅錐幼林生長有顯著的影響, 不同環境條件試驗點紅錐生長速度差異顯著(＜0.05)。相關分析顯示, 年降水量、海拔和年日照時數是影響紅錐幼林生長的主要環境因子; 紅錐幼林胸徑生長與年日照時數存在顯著正相關(＜0.05)、與海拔和年降水量呈極顯著負相關(＜0); 紅錐幼林樹高生長與年日照時數存在極顯著正相關(＜0.01)、與海拔和年降水量呈顯著負相關(＜0)。研究結果揭示紅錐人工林可以通過立地選擇來達到豐產目的。

紅錐; 人工幼林; 環境因子; 相關性分析

0 前言

植物與環境之間存在著密切的關系, 其生長過程受到多種多樣環境因素的影響。年日照時數較多、年蒸發量較小、年降水量較多的氣象條件有利于林木樹高生長[1]; 年降水量越多雜交鵝掌楸()樹高生長越快[2]; 坡向和土壤質地與刺槐()生長有較大的相關性, 半陰坡生長最好, 壤土質地生長量最大[3]; 更多的光照能促進太白紅杉()的徑向生長, 坡度越大太白紅杉的徑向生長量越小[4]; 光照強度、坡度對油松()幼苗生長的影響也在劉史力的研究中得到證實[5]。這些研究足以說明環境因子是探討植物生長不容忽視的重要內容, 因此, 研究環境因子對植物生長的影響十分必要。

紅錐(Miq)為殼斗科常綠闊葉喬木, 是分布在南亞熱帶地區珍貴鄉土闊葉樹種, 是替代大面積針葉人工林較為理想的高價值鄉土闊葉樹種之一。具有材質優、適應性強、用途廣、速生成林早、且林下伴生有價值極高的紅錐菌等優良特點, 可作為用材和水源涵養林進行純林種植, 亦可作為殘次林、生態公益林改造及林下套種的混交造林樹種, 綜合效益極高[6], 是踐行“綠水青山”選擇的鄉土珍貴樹種之一, 具有極大的經濟與生態效益。前人已對紅錐開展了很多的研究, 主要集中在良種選育、苗木繁育、種源區域試驗、配方施肥等[7–13]方面,但迄今尚缺乏環境條件對紅錐生長影響的研究, 且生境條件又與紅錐生長速度息息相關。為此, 本研究以紅錐人工幼林為研究對象, 探討環境條件與紅錐生長的關系, 分析影響紅錐生長的主要環境因子, 為紅錐人工造林立地選擇和合理經營提供參考。

1 研究地概況

試驗設置在廣西中部以南的區域, 分別位于桂東的富羅林場、桂南的六萬林場、桂西的派陽山林場和桂中的廣西林科院4個試驗點, 各試驗地自然概況見表1。

富羅林場于2011年3月份造林, 六萬林場、廣西林科院和派陽山林場均是2012年3—4月份造林, 造林技術基本一致。造林前進行穴狀整地, 穴規格50 cm×50 cm×40 cm, 在填回穴前每穴放入復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)150 g, 與底土充分拌勻后繼續回滿土備栽。雨后穴內土濕潤時造林, 種源來源于廣西浦北縣, 造林苗木均為廣西林科院培育的一年生容器苗, 造林密度110株每畝, 造林后第1年的6—7月除草、擴坎、施肥(復合肥250 g) 1次, 第2和第3年在雨后除草、擴坎施肥(復合肥800 g)2次。

2 材料與方法

2.1 試驗設置與調查

2018年4—6月, 在廣西的東部(富羅林場)、南部(六萬林場)、西部(派陽山林場)和中部(廣西林科院)4個區域選擇紅錐人工幼林進行調查, 每個試驗點根據地形分別設置6塊典型且具有代表性的20 m × 20 m樣地, 在每塊樣地內進行每木檢尺, 測量每株活立木的樹高和胸徑, 樹高用測高儀測定, 胸徑用胸徑尺測量。

利用手持式GPS在樣地中心位置記錄樣地的地理坐標和海拔, 并記錄樣地所在的坡向(以正東順時鐘為起點0°)、坡度等地形因子。年降水量、年日照時數、年平均氣溫等氣候因子取自當地氣象資料。

各區域林分基本特征見表2, 環境因子的描述性統計信息見表3。

表1 各試驗地自然概況

表2 各區域紅錐幼林林分基本特征

表3 各區域環境因子描述性統計量

2.2 數據處理

采用 Microsoft Excel 2010 軟件完成數據的計算和制圖, 單因素方差分析、Pearson 相關性分析采用SPSS19.0進行。

3 結果與分析

3.1 不同環境條件試驗點的紅錐幼林生長狀況

從圖1可知, 紅錐在不同環境條件4個試驗點的生長速度差異顯著(＜0.05)。對于胸徑生長來說, 年降水量最少、海拔最低的廣西林科院紅錐幼林胸徑生長速度最快, 顯著(＜0.05)高于年降水量較多、海拔較高的富羅林場和六萬林場; 對于樹高生長來說, 年日照時數最小、年降水量最多的六萬林場紅錐幼林樹高生長速度最慢, 顯著(＜0.05)低于其它各地, 而年降水量最少的廣西林科院紅錐幼林樹高生長速度最快, 達1.58 m·a-1, 比六萬林場增長0.47 m·a-1。

3.2 環境因子與紅錐幼林生長量之間的關系

將紅錐幼林胸徑和樹高與環境因子進行Pearson相關性分析，結果見表4。紅錐幼林生長與環境因子間存在著密切相關，紅錐幼林胸徑生長除了坡度和年日照時數外與其它的環境因子之間均存在負相關關系（＜0），與年降水量和海拔之間呈極顯著負相關（＜0、＜0.01）、與經度之間呈顯著負相關（＜0、＜0.05）、與年日照時數間呈顯著正相關（＜0.05）。因此，可以認為：年降水量、海拔和年日照時數是影響紅錐生長的主要環境因子，其中年日照時數是促進紅錐幼林胸徑生長的關鍵環境因子，表明年日照時數越多紅錐幼林胸徑生長速度越快，而年降水量越多、海拔越高紅錐幼林胸徑生長速度越慢。紅錐幼林樹高生長與年日照時數、緯度和坡度之間呈正相關關系（＞0），且與年日照時數的相關性（＜0.01）達到極顯著，與年降水量、海拔、坡向、經度、年平均氣溫之間呈負相關關系（＜0），且與年降水量和海拔之間達到顯著負相關（＜0、＜0.05），因此，可以認為：年日照時數、年降水量和海拔是影響紅錐幼林樹高生長主要環境因子，其中年日照時數是促進紅錐幼林胸徑生長的關鍵環境因子，表明年日照時數越多紅錐幼林樹高生長速度越快，而年降水量越多、海拔越高紅錐幼林樹高生長速度越慢。

注: 同一指標字母的異同表示P＜0.05水平上是否存在顯著差異(Tukey檢驗)。

Figure 1 DBH and height growth in different sites

此外，從表4中可見，環境因子之間關系密切，年降水量與海拔和經度呈極顯著正相關（＜0.01），與緯度呈顯著正相關（＜0.05），與年日照時數呈極顯著負相關（＜0、＜0.01），與坡度呈顯著負相關（＜0、＜0.05）；年日照時數與年平均氣溫呈極顯著負相關（＜0、＜0.01）；海拔與經度呈極顯著正相關（＜0.01），與緯度呈顯著正相關（＜0.05），與坡度呈極顯著負相關（＜0、＜0.01）；年平均氣溫與坡度呈顯著正相關（＜0.05）；緯度與經度呈極顯著負相關（＜0、＜0.01），與坡度呈顯著負相關（＜0、＜0.05）；經度與坡度呈顯著負相關（＜0、＜0.05）。說明有些環境因子雖然沒有直接影響植物的生長，但可以通過影響另一環境因子來間接影響植物生長。

4 結論與討論

4.1 討論

植物的生長與其生境密切相關, 不同的生長環境植物生長可能發生明顯的變化。研究表明, 生長在不同生境條件紅錐幼林生長差異顯著(＜0.05), 日照時數高的試點紅錐幼林生長明顯好于日照時數低的試點, 與郭家新研究的在年積溫高的試點雜交馬褂木()胸徑生長量大于年積溫低的試點結論基本一致[14], 相同的結論在杉木()林凈生產力研究中也有報導[15], 這可能是光照時數的高低影響了光合作用的效率所致。植物的生長離不開水分, 大量研究證明, 降水量是影響植物生長的重要環境因子[14-16], 本研究相關分析發現年降水量與紅錐幼林生長間呈顯著負相關(＜0、＜0.05), 這可能與年降水量與年日照時數呈極顯著負相關(＜0、＜0.01)有關, 即年降水量越多年日照時數越少, 植物利用的光能就少, 從而影響植物的生長。但不同的研究者得出的結論不盡相同, 郭家新[14]和黃興召等[16]發現降水量與雜交馬褂木和杉木生長呈顯著的正相關(＜0.05)。降水量對植物生長的不同影響, 有可能與植物生物學特性不同有關, 也有可能是降水量還關聯至其它的環境因子(經緯度、濕度、光照、土壤養分含量等)造成的, 這有待更深一步的研究。

海拔差異通常導致光照、土壤及降水等環境因子發生相應的變化, 造成熱量和水分重新分配, 影響植物的生長[17]。本研究中發現紅錐幼林生長與海拔存在顯著的負相關(＜0、＜0.05), 即低海拔區域的紅錐生長速度高于高海拔區域, 與羅恒春等研究的云南松胸徑生長量隨著海拔的升高而減少結果相一致[18], 可能是隨著海拔的上升, 溫度降低, 濕度大, 生長季縮短所致[17]。但也有研究表明海拔越高油茶()的樹冠生長量越好[19], 可能與植物的生物學特性有關。

4.2 結論

研究結果表明: 環境因子對廣西紅錐幼林生長有顯著的影響, 4個試驗點紅錐幼林生長量有顯著的差異(＜0.05), 年日照時數多、年降水量相對較少、低海拔的廣西林科院試驗點紅錐幼林生長狀況最佳; 年日照時數最小、年降水量最多、海拔較高的六萬林場紅錐幼林生長狀況最差。年降水量、海拔和年日照時數是影響紅錐幼林生長的主要環境因子; 紅錐幼林生長速度隨著年日照時數增加而提高, 而隨著年降水量增大、海拔升高而降低。

表4 紅錐生長與環境因子的相關性

注: *表示＜0.05, **表示＜0.01。

紅錐在桂中以南造林整體較好, 可以作為替代松、杉、桉造林的重要樹種, 通過對桂東、桂南、桂西和桂中地區紅錐幼林林分調查, 分析主要環境因子對其生長的影響, 為紅錐栽培的立地選擇提供依據, 對提高造林效果具有重要的意義。但影響植物生長的環境因子眾多, 本研究只對部分氣候和地形因子進行分析, 未涉及至土壤因子等其它環境因子, 這些問題有待于今后進一步調查研究。

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Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi

PENG Yuhua1, TAN Changqiang1, ZHENG Wei1, SHEN Wenhui1,*, HUANG Xiaorong1, HUANG Decheng2, HE Feng1, MO Yangwang2

1. Guangxi Forestry Research Institute, Nanning 530002,China 2.Guangxi Zhaoping Luofu Forest Farm, Zhaoping 546809, China

In order to understand the impact of environmental factors on the growth ofyoung plantations, field surveys were carried out in Central and Southern Guangxi. Pearson correlation analysiswas used to detect the correlations among plantation growth indexes and environmental factors. The result showed that environmental factors significantly influenced the growth, and.growth differed significantly in four sites with varied environmental conditions. Annual precipitation, altitude and annual sunshine hours were the main influential factors. Diameter at breast height (DBH) positively and significantly correlated to annual sunshine hours (<0.05), but negatively related to altitude (<0) and annual precipitation (<0). Tree height growth positively correlated to annual sunshine hours (<0.01), but negatively related to altitude and annual precipitation (<0). The study presented that theyoung plantation could achieve high yield through site selection.

;young plantation; environmental factors; correlation analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.02.012

S792.17

A

1008-8873(2020)02-090-05

2018-12-20;

2019-02-25

國家重點研發計劃課題(2016YFD0600606、2017YFD0601101); 廣西科學研究與技術開發計劃項目(桂科攻1598006-3-8); 中央財政林業科技推廣示范項目(【2015】TG17號)

彭玉華(1963—), 女, 廣西橫縣人, 高級工程師, 主要從事森林生態和森林栽培研究, E-mail: pyh112233456789@126.com

申文輝, 男, 博士, 教授級工程師, 主要從事森林培育研究, E-mail: shenwenhui2003@163.com

彭玉華, 譚長強, 鄭威, 等. 環境因子對廣西紅錐幼林生長的影響[J]. 生態科學, 2020, 39(2): 90-94.

PENG Yuhua, TAN Changqiang, ZHENG Wei, et al. Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi[J]. Ecological Science, 2020, 39(2): 90-94.