雜交相思對造林密度的響應

曹艷云，郝海坤，黃志玲，何琴飛，彭玉華，蒙 芳，吳秉堃，陸國導

（1.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西優良用材林資源培育重點實驗室，廣西南寧 530002；2.重慶保綠豐生物科技有限公司，重慶 400000）

密度是林分結構評價的重要參數，是構建合理空間結構的基礎，是決定林木生長速度和質量的重要因子之一，直接影響林分生產力[1-3]。研究造林密度，對提高人工林出材率、提升木材品質和促進林業可持續發展有重要意義。

雜交相思（Acacia mangium×A.auriculiformis）為馬占相思（A.mangium）和大葉相思（A.auriculifor?mis）的天然雜交種，具有生長迅速、適應性強、出材率高和固氮能力強等優點[4-5]，已成為南方發展短周期工業原料林的重要樹種；也是優化樹種結構的首選樹種之一。廣西引種雜交相思的時間短，有關其營林措施的研究尚未深入，尤其是種植密度對雜交相思生長影響的研究較少。目前，對雜交相思種植密度的研究主要集中在≤1 666株/hm2的種植密度，結果表明，1 666 株/hm2密度的雜交相思林分單株材積較高[6-7]。有研究顯示，作為紙漿材或小徑材工業用材林培育，較多樹種的造林密度≥1 666株/hm2效果更好。培育馬尾松（Pinus massoniana）紙漿材與小徑材，宜采用2 200 ～ 3 300 株/hm2的造林密度[8]，培育巨尾桉廣林9 號（Eucalyptus grandis×E.uro?phyllaGLGU9）工業原料林，3 330 株/hm2的造林密度最佳[9]；采用2 520株/hm2的密度造林，可培育較多的濕地松（Pinus elliottii）中小徑材[10]。作為短周期工業用材樹種的雜交相思，在培育紙漿材時，其造林密度≥1 666 株/hm2是否更有利于增加單位面積產量，目前未見研究。本研究設置2 500、2 222 和1 667 株/hm23 個造林密度，開展雜交相思高密度種植試驗，觀測并分析其生長量的變化，以期為雜交相思人工林的經營管理提供更多參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市西鄉塘區路西村委六覃村（108°56′E，22°56′N），海拔約85 m；屬南亞熱帶季風氣候，光照充足，年均氣溫21.7 ℃，≥10 ℃年均積溫7 200 ℃，年均無霜期360天；雨量充沛，年均降水量1 347 mm。土壤為磚紅壤性紅壤，土層厚度≥60 cm；坡度18°，南坡。

1.2 試驗設計

采用隨機區組試驗設計，設置2.0 m × 2.0 m（2 500株/hm2）、1.5 m×3.0 m（2 222株/hm2）和2.0 m×3.0 m（1 667株/hm2）3個造林密度，每處理3次重復，每小區0.2 hm2，共1.8 hm2。

選擇立地條件基本一致的地塊為試驗地。種植前，全面清理雜灌，按試驗設計挖穴，穴規格為50 cm×50 cm×40 cm，將基肥（每穴施有機肥0.5 kg+鈣鎂磷肥125 kg）施入底部，與泥土拌勻。2016年6月，選擇生長基本一致的廣西壯族自治區林業科學研究院自主培育的雜交相思扦插苗（苗高50 ～ 60 cm、地徑4 ～ 6 mm）造林；種植苗木后，用松土將穴回填至高于地面5～10 cm。造林后，按常規方法進行撫育管理。

1.3 指標測定

在每個小區的中央設置1 個20 m × 20 m 固定樣地，選擇30株林木掛牌。2016—2021年，每年年底觀測林木樹高和胸徑（2016年測地徑）。采用測高桿（精度為5 cm）測定樹高，采用電子游標卡尺（精度為0.01 mm）測定胸徑（地徑）。最后一次測定時，全樣地調查保存率，計算林分蓄積量。采用陸道調等[11]建立的馬占相思立木材積公式，估算單株材積（V，m3）（因2016年測地徑，故2016年沒有計算材積），計算公式為：

式中，D為林木胸徑；H為樹高。

林分蓄積量（m3/hm2）計算公式為[12]：

1.4 數據處理

采用Excel 軟件對數據進行統計；采用SPSS 19.0軟件進行方差分析與多重比較。

2 結果與分析

2.1 造林密度對雜交相思生長的影響

造林密度對雜交相思的樹高、胸徑和單株材積均影響顯著（P<0.05）（表1）。除2016年外，其他年份2 222和1 667株/hm2密度林分的樹高和胸徑均大于2 500 株/hm2密度林分。2 222 和1 667 株/hm2密度林分的單株材積均大于2 500 株/hm2密度林分。2020 和2021年，2 222 和1 667 株/hm2密度林分的胸徑和單株材積均顯著大于2 500 株/hm2密度林分（P<0.05）。6年生時，樹高在1 667株/hm2密度林分中最大（18.17 m），與其他密度林分差異顯著（P<0.05）；胸徑和單株材積均在2 222 株/hm2密度林分中最大，分別為13.89 cm 和0.092 0 m3，均與2 500株/hm2密度林分差異顯著（P<0.05），與1 667 株/hm2密度林分差異不顯著。

表1 造林密度對雜交相思樹高、胸徑和單株材積的影響Tab.1 Effects of afforestation density on height,DBH and individual volume of A.mangium×A.auriculiformis

雜交相思樹高、胸徑和單株材積的年凈增長量變化較大（圖1）。隨林齡增加，各密度林分的樹高和胸徑年凈增長量均呈先降后升的趨勢。2016 —2017年的樹高年凈增長量最大，2017 — 2018年的胸徑年凈增長量最大。不同密度林分樹高和胸徑年凈增長量最低點出現的時間不一致；2 500 株/hm2密度林分的樹高年凈增長量最低點出現在2018—2019年，2 222 和1 667 株/hm2密度林分均出現在2019—2020年；2 500和1 667株/hm2密度林分的胸徑年凈增長量最低點均出現在2019 — 2020年，2 222株/hm2密度林分出現在2018—2019年。隨林齡增加，各密度林分的單株材積年凈增長量均呈上升趨勢，均在2020 — 2021年最大。2017 — 2019年，1 667 株/hm2密度林分的胸徑和單株材積年凈增長量較大；2019—2021年，2 222株/hm2密度林分較大。

圖1 不同造林密度雜交相思樹高、胸徑和單株材積的年凈增長量Fig.1 Annual net increments of heights,DBHs and individual volumes of A.mangium×A.auriculiformis with different afforestation densities

2.2 造林密度對雜交相思林分保存率和蓄積量的影響

造林密度對6年生雜交相思的林分保存率和蓄積量均影響顯著（P< 0.05）（圖2）。保存率隨林分密度增加而下降，1 667 株/hm2密度林分的保存率顯著高于其他兩個密度林分（P<0.05）。蓄積量隨林分密度增加呈先升后降的趨勢；2 222 株/hm2密度林分的蓄積量最大，顯著大于其他兩個密度林分（P<0.05）；其次為2 500株/hm2密度林分，顯著大于1 667株/hm2密度林分（P<0.05）。

圖2 造林密度對雜交相思保存率和林分蓄積量的影響Fig.2 Effects of afforestation density on retention rate and accumulation of A.mangium×A.auriculiformis

2.3 造林密度對生長指標的影響程度

對6年生雜交相思各指標進行分析（表2）。單株材積的變異系數最大（42.35%），變化范圍為0.02 ～0.19 m3；其次為胸徑（16.99%），變化范圍為8.40 ～19.10 cm；最小的為保存率（1.58%），變化范圍為90.51% ～ 95.98%。造林密度對各生長指標的影響為單株材積>胸徑>林分蓄積量>樹高>保存率，對單株材積的影響最大，對保存率的影響最小。

表2 造林密度對雜交相思各生長指標的影響Tab.2 Effects of afforestation density on growth indexes of A.mangium×A.auriculiformis

3 討論與結論

在人工林生長過程中，林分密度是人工林經營措施的關鍵技術，直接影響林分的質量、穩定性、健康狀況及生產力[2]。本研究結果顯示，造林密度對雜交相思的樹高、胸徑、單株材積、保存率和林分蓄積量均影響顯著，與劉月等[13]對胡桃揪（Juglans mandshurica）和欒寧[2]對油松（Pinus tabuliformis）的研究結果相似。

本研究結果表明，造林密度對雜交相思各生長指標影響不同。6年生雜交相思的樹高生長隨密度增加而降低。由于樹種、立地條件和撫育措施等的差異，密度對林分樹高的影響差異較大。有研究認為，隨造林密度增加，杉木（Cunninghamia lanceola?ta）人工林樹高[14]呈逐漸上升趨勢；有研究認為，造林密度對雜交相思[6]和小黑楊[15]（Populus×xiaohei）樹高生長影響不大；有研究認為，造林密度對西南樺[16]（Betula alnoides）和馬尾松[17]（Pinus massoniana）優良家系樹高生長有影響，但不顯著。6年生雜交相思的胸徑、單株材積和蓄積量均隨林分密度增加呈先升后降的趨勢，均在2 222株/hm2密度林分中最大。這是由于密度過大，資源競爭激烈，林木生長分化大；密度過小，資源利用不充分；適宜的林分密度既可有效調控和改善林分內的環境條件，有利于林木個體獲取充分的生長發育條件，又能實現土地和空間的最大化利用[2，18-19]。

本研究結果顯示，雜交相思樹高和胸徑的年凈增長量在種植后6年內對造林密度的響應趨勢相同，均隨林齡增加呈先降后升的趨勢。峰值出現在種植后第1 和第2年；這與經營措施有關，種植前施基肥、種植的當年與第2年均追施肥料，養分充足，能滿足林木速生所需；林分未郁閉，林木個體間競爭不大。隨林木生長，林分通過自然整枝調整生長空間，凋落物增加并分解回歸土壤，樹高和胸徑年凈增長量又出現上升趨勢。樹高和胸徑年凈增長量最低點出現的時間不一致，密度較小林分的年凈增長量最低點出現的時間均較晚，這可能與不同密度林分的郁閉時間有關，密度低的林分郁閉遲，受林木個體生長空間競爭的影響比較高密度林分遲。通過人為整枝或增加追肥年限是否可避免林木生長增速減緩，有待進一步研究。

本研究結果顯示，雜交相思單株材積在造林密度處理中的變異程度最高，其次為胸徑和蓄積量，最小的是保存率。表明雜交相思單株材積對造林密度最敏感。在生長過程中，林木間的生存競爭逐漸激烈，隨時受到營養空間競爭的威脅，造林密度過大，單位面積林木數量過多，林木生長的營養空間不足，對林木生長產生抑制作用，影響單株材積。

總體來看，2 222 和1 667 株/hm2密度較適合雜交相思生長；若作為紙漿用材林，選擇2 222 株/hm2密度造林效果較好，此密度林分的蓄積量顯著高于其他密度林分。若作為中長期板材林，適合的密度需進一步研究。本試驗結果可為雜交相思早期工業原料林經營提供參考。