直干型大葉相思胸徑性狀的生長(zhǎng)規(guī)律研究

黃斌龍

（福建省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，福建 福州 350001）

0 引言

大葉相思（Acacia auriculiformisA.Cunn.ex Benth.）屬豆科金合歡屬多年生常綠喬木，高度可達(dá)30 m，原產(chǎn)于澳大利亞、印度尼西亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等國(guó)家，具有耐旱、耐貧瘠、速生、適應(yīng)性強(qiáng)、可固氮、生物量高等特點(diǎn)。我國(guó)于1960年開(kāi)始引種栽培大葉相思，并在海南、廣東、廣西、福建等省（自治區(qū)、直轄市）廣泛栽植［1］。大葉相思不僅蓄水能力強(qiáng)，還可起到保肥改土作用。該樹(shù)種木材緊實(shí)，可作為薪碳、紙漿等原材料樹(shù)種，同時(shí)大葉相思的花具有芳香氣味，還是品質(zhì)優(yōu)良的蜜源樹(shù)種［2］。可見(jiàn)，種植大葉相思樹(shù)兼具經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。直干型大葉相思于1982年在澳大利亞北部和巴布亞新幾內(nèi)亞的天然林中首次被發(fā)現(xiàn)，后經(jīng)我國(guó)學(xué)者多年的選種、培育和研究才在中國(guó)得到推廣種植。直干型大葉相思比普通大葉相思生長(zhǎng)更為迅速，材積增長(zhǎng)效益可達(dá)180%［3］。直干型大葉相思作為大葉相思中的良種，不僅保留了大葉相思原有的適應(yīng)性強(qiáng)、固氮、速生及提高土壤肥力等良好特性，而且具有主干通直，側(cè)枝小，樹(shù)冠狹窄，抗寒、抗旱、抗風(fēng)效果顯著等優(yōu)勢(shì)。

目前，關(guān)于直干型大葉相思的研究主要集中于生長(zhǎng)特性研究［3］、抗逆性分析［4］、種子質(zhì)量研究［5］、扦插育苗研究［6］和無(wú)性系多性狀綜合評(píng)價(jià)［7］等方面，尚未見(jiàn)有對(duì)直干型大葉相思樹(shù)種生長(zhǎng)規(guī)律及模型擬合方面的詳細(xì)研究。因此，該研究通過(guò)樹(shù)干解析法，全面剖析直干型大葉相思的生長(zhǎng)規(guī)律以及與生長(zhǎng)模型的擬合效果，以期為直干型大葉相思樹(shù)種的大規(guī)模人工林培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

14 年生直干型大葉相思試驗(yàn)林位于福建省漳浦中西國(guó)有林場(chǎng)工區(qū)，群體樹(shù)高15～18 m，群體胸徑21～25 cm。漳浦縣屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫21.8 ℃，全年基本無(wú)霜；雨量充沛，年平均降水量1 524.7 mm；日照充足，年平均日照時(shí)間2 119 h。漳浦縣因地處我國(guó)東南沿海地區(qū)，在夏季時(shí)受臺(tái)風(fēng)的影響比較顯著。漳浦中西國(guó)有林場(chǎng)的地帶性土壤主要為紅壤，林場(chǎng)內(nèi)蘊(yùn)含著豐富的植物資源，林木種類繁多。

2005年，直干型大葉相思試驗(yàn)林采用穴狀整地造林，種植穴規(guī)格50 cm×40 cm×30 cm，株行距2 m×3 m，造林時(shí)先對(duì)種植穴回填表土至1/3處，每穴施入0.5 kg磷肥作基肥。造林當(dāng)年追肥兩次，一次追施100 g復(fù)合肥/株，另一次追施150 g復(fù)合肥/株。

1.2 試驗(yàn)方法

栽植后每年進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，測(cè)量試驗(yàn)林大葉相思的胸徑性狀相關(guān)數(shù)據(jù)。2019年5月，筆者對(duì)漳浦中西國(guó)有林場(chǎng)試驗(yàn)林所有14年生直干型大葉相思胸徑性狀年度生長(zhǎng)量平均值的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和總結(jié)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)解析木的胸徑生長(zhǎng)量與樹(shù)齡之間的關(guān)系進(jìn)行曲線估計(jì)，并與林業(yè)上常用的幾種林木生長(zhǎng)模型進(jìn)行擬合，最后選出與直干型大葉相思樹(shù)種生長(zhǎng)曲線最為匹配的數(shù)學(xué)生長(zhǎng)模型［8］。

式（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）中：Y表示直干型大葉相思胸徑的總生長(zhǎng)量；B0、B1、B2、B3、u為模型參數(shù)，x為樹(shù)齡。

2 結(jié)果與分析

2.1 直干型大葉相思胸徑生長(zhǎng)曲線

由表1、圖1、圖2可知，直干型大葉相思在早期生長(zhǎng)過(guò)程中，胸徑年平均生長(zhǎng)量總體呈現(xiàn)出較為平穩(wěn)的趨勢(shì)，年平均生長(zhǎng)量在第3年出現(xiàn)峰值，為1.91 cm/a；而胸徑連年生長(zhǎng)量起伏較大，前后出現(xiàn)兩個(gè)峰值，分別為第2年與第8年，峰值分別為3.44 cm/a與2.30 cm/a。胸徑連年生長(zhǎng)量與年平均生長(zhǎng)量在第3年和第4年之間出現(xiàn)第1個(gè)相交點(diǎn)，說(shuō)明對(duì)14年生的直干型大葉相思樹(shù)種來(lái)說(shuō)，前3 a是胸徑的快速生長(zhǎng)期；第2個(gè)交點(diǎn)則出現(xiàn)在第6年和第7年之間，說(shuō)明胸徑在第4～6年生長(zhǎng)較為緩慢；第3個(gè)交點(diǎn)出現(xiàn)在第8年和第9年之間，說(shuō)明胸徑在第6～9年為快速生長(zhǎng)期，但生長(zhǎng)速度明顯不及第一個(gè)峰值處。此后，直干型大葉相思胸徑連年生長(zhǎng)量連續(xù)下降，年平均增長(zhǎng)量緩慢下降，胸徑生長(zhǎng)處于緩慢期。胸徑最低連年生長(zhǎng)量為0.76 cm/a，最低年平均生長(zhǎng)量為1.62 cm/a。

圖1 直干大葉相思胸徑生長(zhǎng)量曲線

圖2 直干大葉相思胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量

表1 直干型大葉相思生長(zhǎng)過(guò)程

2.2 直干型大葉相思胸徑生長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型

對(duì)直干型大葉相思的胸徑總生長(zhǎng)量進(jìn)行回歸分析，7種生長(zhǎng)模型僅有4種模型得以擬合，具體擬合結(jié)果如表2所示。在7種生長(zhǎng)模型中，線性模型、對(duì)數(shù)模型、二次項(xiàng)模型及立方模型的擬合效果較好，擬合優(yōu)度R2均在0.9以上。其中，二次項(xiàng)模型和立方模型擬合的效果最好，這兩個(gè)模型的擬合優(yōu)度R2均為0.996，但立方生長(zhǎng)模型的殘差平方和較二次項(xiàng)生長(zhǎng)模型小，為2.615。故適宜14年生直干型大葉相思的胸徑生長(zhǎng)模型為立方模型，所對(duì)應(yīng)的擬合方程應(yīng)為Y=-1.466+2.210x-0.016x2-0.001x3。

表2 直干大葉相思胸徑擬合結(jié)果具體參數(shù)表

3 結(jié)論與討論

利用樹(shù)干解析法及生長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M合回歸分析來(lái)探索直干型大葉相思樹(shù)種胸徑性狀的生長(zhǎng)過(guò)程及其規(guī)律，以期對(duì)直干型大葉相思的良種選育工作提供參考依據(jù)，對(duì)今后直干型大葉相思在閩南地區(qū)的推廣發(fā)展起到指導(dǎo)作用。

研究表明，14年生直干型大葉相思胸徑達(dá)到22.67 cm，其快速生長(zhǎng)期，分別為第1～3年與7～8年。直干型大葉相思胸徑在第1～3年、7～8年處在生長(zhǎng)高峰期，第2年胸徑連年生長(zhǎng)量最大，為3.44 cm/a，生長(zhǎng)量的范圍為2.19～3.44 cm/a。胸徑的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的曲線共出現(xiàn)3次相交，分別在第3和第4年，第6和第7年、第8和第9年之間。李書平等［9］對(duì)馬占相思（Acacia mangiumWilld.）的研究結(jié)果表明，馬占相思生長(zhǎng)至第14年時(shí)，胸徑總生長(zhǎng)量為19.0 cm、年平均生長(zhǎng)量1.36 cm/a。湯道平［10］對(duì)卷莢相思（Acacia cincinnataF.Muell.）的研究結(jié)果表明，卷莢相思生長(zhǎng)至第14年時(shí)，胸徑總生長(zhǎng)量為18.50 cm、年平均生長(zhǎng)量1.32 cm/a。通過(guò)與上述相思樹(shù)種的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，直干型大葉相思樹(shù)種的胸徑生長(zhǎng)量高于同齡的馬占相思和卷莢相思，可見(jiàn)直干型大葉相思的生長(zhǎng)速率更高，是相思樹(shù)種中長(zhǎng)勢(shì)較好的樹(shù)種。

研究使用的7種經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停齼缒Ｐ汀模型和Logistic模型的擬合效果較差外，其他模型對(duì)直干型大葉相思胸徑性狀的擬合優(yōu)度均在0.9以上。根據(jù)研究的擬合結(jié)果，選出對(duì)14年生直干型大葉相思樹(shù)種的胸徑生長(zhǎng)量與樹(shù)齡之間的關(guān)系曲線擬合效果最佳的林木生長(zhǎng)方程為立方模型，方程為Y=-1.466+2.210x-0.016x2-0.001x3，擬合優(yōu)度R2為 0.996，殘差平方和為2.615。

林木生長(zhǎng)與許多因素存在緊密聯(lián)系，其中與人工林的造林密度、環(huán)境條件、立地條件及撫育措施等因素的影響較大。此研究以福建省漳浦中西國(guó)有林場(chǎng)直干型大葉相思人工林為研究對(duì)象，而在其他生長(zhǎng)環(huán)境下的直干型大葉相思人工林生長(zhǎng)情況可能與此次研究所得結(jié)論存在一定的差異。因此，在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，林業(yè)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境下直干型大葉相思的實(shí)生情況制訂科學(xué)、合理的培育方案。