-
桉树是桃金娘科(Myrtaceae)桉属(Eucalyptus L’H erit.)、杯果木属(Angophora Cav.)和伞房属(Corymbia K.D.H ill & L. A. Johnson)植物的总称[1],在18世纪90年代引入我国,桉树种类多、生长快、耐贫瘠、抗逆性强、适应性广,是我国三大速生树种之一,亦是世界最重要的纸浆原材料树种之一,具有良好的经济效益、生态效益和社会效益[2-4]。广西地处亚热带季风气候区,水、光、热资源丰富,适合发展桉树工业原料林[5]。迄今为止,广西已成为我国重要的桉树速生丰产林基地,人工林面积达256万hm2,单位面积生长量及立木蓄积量均居全国第一,年产木材超过3 000万m3,占全国商品林产材四分之一[6-7]。
然而,桉树人工林多次萌芽更新的经营方式易造成地力衰退、群落结构单一、生物多样性降低等一系列生态问题,导致林地生产力下降[8]。因此,研究不同营林措施下的桉树人工林及林下植物群落的生长与变化,对桉树可持续经营具有重要意义[9]。抚育间伐可以促进林木生长[10-12]及林下植被发育[13-15],改善林分结构,增加物种多样性,提高森林生态效益;而林下套种对人工林林分的树高、胸径等生长指标的生长有一定的促进作用[16-18]。目前,桉树人工林高产栽培技术及措施已有一系列的报道[19-21],一些学者通过桉树同龄混交试验发现,桉树与马尾松(Pinus massoniana Lamb.)[22]、金合欢树(Acacia farnesiana (L.) Willd.) [23]、团花(Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser)[24]、马占相思(Acacia mangium Willd.)[25]及部分乡土树种[26]混交有利增加林分树种组成,优化林分结构,改善林地土壤结构和养分组成,有益桉树人工林生态环境恢复[27],但桉树纯林经不同强度采伐后套种珍贵树种的混交试验研究尚鲜见报道。
桉林经不同强度采伐后,套种珍贵树种转变为异龄复层混交林的营林模式,对优化桉树人工林树种组成和林分结构,改变桉纯林林相景观单一、稳定性差的生态系统,进而提升林分质量和生态效益十分有益。目前,华南地区社会和经济快速发展,人们对美好生活的追求日趋增强,桉树人工林经营面临一个现实问题,即饮用水源的集水区、江河流域沿岸和已划定为生态公益林范围的桉纯林如何改造营林是亟待解决的重大问题。鉴于此,本研究以位于桂中南丘陵山地的国有东门林场尾巨桉(Eucalyptus urophylla × E. grandis)人工林为对象,开展采伐桉树后套种珍贵树种的混交模式试验,探讨不同采伐强度下套种珍贵树种形成的复层混交林,其生长及林下植物多样性的差异,为桉树纯林改造的营林实践提供科学依据。
-
混交营林3.5 a时,尾巨桉树高生长在不同采伐强度、套种不同珍贵树种及交互作用下均无显著差异;而珍贵树种树高在不同树种及交互作用下差异显著(P < 0.05,表1)。
变异来源
Source尾巨桉
Eucalyptus urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)主区 Main 区组 Block 2 147.90 73.97 2 188.60 94.30 采伐强度 Cutting intensity 3 135.80 45.28 0.99 0.46 3 4.40 1.47 0.26 0.85 主区误差 Main Error 6 275.60 45.93 6 34.34 5.72 副区 Sub 套种树种 Species 5 128.00 25.63 1.19 0.31 5 302.80 60.57 8.91* <0.000 1 采伐强度 × 套种树种 Interaction 15 449.00 29.96 1.39 0.14 15 155.70 10.38 6.67* <0.000 1 副区误差 Sub Error 1052 22 627.00 21.51 742 1 154.90 1.56 注:*表示不同混交林模式下差异显著(P < 0.05),下同。
Notes:*means that there are extremely significant differences in different multi-layer mixed forest(P < 0.05), the same as below.Table 1. Analysis table of variance of tree height growth in different multi-layer mixed forest
由表2可知:混交营林3.5 a时,不同采伐强度下,尾巨桉树高均显著高于对照,其中,1桉1珍的尾巨桉树高为27.63 m,较对照高16.98%;而珍贵树种中,2桉2珍的黑木相思、球果木莲及3桉2珍的球果木莲、红锥的树高生长较优。2桉2珍的黑木相思和球果木莲树高分别为5.25 m、5.22 m,3桉2珍的球果木莲和红锥树高分别为5.19、5.17 m,2桉3珍的土沉香树高生长最差,为2.92 m;2桉2珍的黑木相思、球果木莲和3桉2珍的球果木莲、红锥树高生长分别较2桉3珍的土沉香高79.79%、77.74%、78.77%和77.05%。
采伐方式
Cutting尾巨桉
Eucalyptus urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees采伐前 Origin 采伐后 Now 红锥Ⅰ 格木Ⅱ 球果木莲Ⅲ 交趾黄檀Ⅳ 黑木相思Ⅴ 土沉香Ⅵ 1桉1珍 23.35 a 27.63 a 4.23 cd 4.43 bc 5.18 abc 3.66 def 4.52 bc 4.33 bc 2桉2珍 26.97 a 4.91 ab 3.29 def 5.22 a 3.14 fgh 5.25 a 3.07 gh 3桉2珍 26.66 a 5.17 a 3.85 de 5.19 a 2.94 gh 4.63 abc 2.55 h 2桉3珍 27.18 a 4.26 cd 5.12 a 4.29 cd 3.02 fgh 4.99 ab 2.92 gh 对照 CK 23.26 a 23.62 b — — — — — — 注:小写字母表示不同混交林模式下差异显著(P < 0.05),珍贵树种中的多重比较是所有树种进行的比较,下同。
Notes: lower-case letter means that there are significant differences in different multi-layer mixed forest(P < 0.05),Multiple comparisons in precious species are comparisons of all species, the same as below.Table 2. Analysis on the significant difference of tree height in different multi-layer mixed forest
m -
混交营林3.5 a时,尾巨桉的胸径生长在不同采伐强度下差异显著,而在套种不同珍贵树种及交互作用下差异不显著。不同采伐强度对珍贵树种的胸径生长影响差异不显著,而套种树种和采伐强度 × 套种树种交互作用对珍贵树种的胸径生长影响差异显著(P < 0.05,表3)。
变异来源
Source尾巨桉
Eucalyptus urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)主区
Main区组 Block 2 27.50 13.75 2 66.67 33.33 采伐强度 Cutting intensity 3 413.10 137.70 7.86* 0.017 3 44.80 14.93 1.91 0.23 主区误差 Main Error 6 105.10 17.52 6 46.84 7.81 副区
Sub套种树种 Species 5 32.00 6.41 0.30 0.91 5 246.10 49.21 20.19* <0.0001 采伐强度 × 套种树种 Interaction 15 301.00 20.07 0.94 0.52 15 172.00 11.47 4.71* <0.0001 副区误差 Sub Error 1053 22 470.00 21.34 742 1808.30 2.44 Table 3. Analysis table of tree DBH growth variance in different multi-layer mixed forest
由表4可知:不同采伐强度的尾巨桉胸径均显著高于对照,1桉1珍的尾巨桉胸径显著高于3桉2珍、2桉2珍的。1桉1珍的尾巨桉胸径达21.89 cm,胸径径级较对照纯林提升2个径级;而3桉2珍、2桉2珍的胸径径级较对照纯林提升1个径级,提升了尾巨桉中、大径材的比例。而珍贵树种中,2桉2珍和3桉2珍的球果木莲胸径生长表现最优(分别为5.03、5.22 cm),其次是2桉3珍的格木和黑木相思(分别为5.17、4.88 cm),而3桉2珍的交趾黄檀胸径生长表现最差,仅2.51 cm。
采伐方式
Cutting尾巨桉
Eucalyptus urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees采伐前 Origin 采伐后 Now 红锥Ⅰ 格木Ⅱ 球果木莲Ⅲ 交趾黄檀Ⅳ 黑木相思Ⅴ 土沉香Ⅵ 1桉1珍 16.97 a 21.89 a 3.97 fghi 4.11 efgh 4.12 defgh 3.29 jkl 3.84 ghi 4.36 cdefg 2桉2珍 20.59 b 4.57 bcde 3.56 ijk 5.03 ab 2.68 mn 4.54 bcde 3.11 klm 3桉2珍 20.30 b 4.64 bcde 4.05 efghi 5.22 a 2.51 n 3.78 hij 4.23 defgh 2桉3珍 21.04 ab 4.41 cdef 5.17 a 4.57 bcde 2.77 lmn 4.88 abc 3.06 klm 对照 CK 16.85 a 18.28 c — — — — — — Table 4. Analysis on the significance of DBH difference in different multi-layer mixed forest
cm -
混交营林3.5 a时,尾巨桉单株材积在不同采伐强度下差异显著,而在不同套种树种及交互作用下差异不显著。不同采伐强度对珍贵树种的单株材积影响差异不显著,而不同套种树种及交互作用对其单株材积影响差异显著(P < 0.05,表5)。
变异来源
Source尾巨桉
Eucalyptus urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)自由度
df平方和
SS均方
MSF值 P值
(0.05)主区 Main 区组 Block 2 0.04 0.02 2 6.64 3.32 采伐强度 Cutting intensity 3 0.55 0.18 6.42* 0.03 3 5.90 1.97 3.43 0.09 主区误差 Main Error 6 0.17 0.03 6 3.44 0.57 副区 Sub 套种树种 Species 5 0.07 0.01 0.42 0.84 5 19.80 3.96 6.07* <0.000 1 采伐强度 × 套种树种 Interaction 15 0.48 0.03 0.98 0.47 15 22.50 1.50 2.30* <0.000 1 副区误差 Sub Error 1 053 34.71 0.03 742 483.00 0.652 Table 5. Analysis table of variance of individual tree volume growth in different multi-layer mixed forest
混交营林极大地提高了尾巨桉的单株材积生长量,不同采伐强度的尾巨桉单株材积均显著高于对照,其中,1桉1珍的尾巨桉单株材积为0.38 m3,较对照纯林高80.95%;此外,1桉1珍的尾巨桉单株材积也显著高于2桉2珍和3桉2珍。而复层混交林中的珍贵树种中,2桉3珍的球果木莲单株材积生长最优,达1.39 × 10−2 m3,而3桉2珍的交趾黄檀单株材积生长最差,仅为0.13 × 10−2 m3,2桉3珍的球果木莲单株材积是3桉2珍交趾黄檀的10.69倍(表6)。
采伐方式
Cutting尾巨桉
E. urophylla × E. grandis珍贵树种
Precious trees采伐前 Origin 采伐后 Now 红锥Ⅰ 格木Ⅱ 球果木莲Ⅲ 交趾黄檀Ⅳ 黑木相思Ⅴ 土沉香Ⅵ 1桉1珍 0.18 a 0.38 a 0.71 × 10−2 cd 0.46 × 10−2 fgh 0.44 × 10−2 ghi 0.36 × 10−2 hi 0.34 × 10−2 ij 0.52 × 10−2 fg 2桉2珍 0.33 b 0.56 × 10−2 ef 0.34 × 10−2 ij 0.65 × 10−2 de 0.16 × 10−2 kl 0.74 × 10−2 cd 0.24 × 10−2 jk 3桉2珍 0.32 b 0.69 × 10−2 d 0.46 × 10−2 fgh 0.80 × 10−2 bc 0.13 × 10−2 l 0.44 × 10−2 ghi 0.23 × 10−2 kl 2桉3珍 0.35 ab 0.53 × 10−2 fg 0.87 × 10−2 b 1.39 × 10−2 a 0.16 × 10−2 kl 0.69 × 10−2 d 0.25 × 10−2 jk 对照 CK 0.17 a 0.21 c — — — — — — Table 6. Analysis on the significant difference of individual tree volume in different multi-layer mixed forest
m3 -
混交营林3.5 a时,3桉2珍套种黑木相思的尾巨桉蓄积量(243.00 m3·hm−2)显著高于其他套种模式(P < 0.05),较对照纯林高6.75 m3·hm−2;而3桉2珍套种红锥、格木以及1桉1珍套种红锥、黑木相思的尾巨桉蓄积量与对照纯林的差异不显著。不同复层混交林的珍贵树种中,2桉3珍的球果木莲蓄积量最大(8.86 m3·hm−2),显著高于其他珍贵树种,而3桉2珍的交趾黄檀蓄积量最小(0.55 m3·hm−2),2桉3珍的球果木莲蓄积量是3桉2珍交趾黄檀的16.11倍(表7)。
3桉2珍套种红锥、格木、球果木莲、黑木相思的复层混交人工林总蓄积量较优,以3桉2珍套种黑木相思最佳,蓄积量达244.87 m3·hm−2,较对照纯林高8.62 m3·hm−2。因此,混交林模式虽然采伐了部分尾巨桉,但并没有影响人工林蓄积量的增长,还对部分套种模式的人工林蓄积量有一定促进作用,以3桉2珍套种黑木相思最适宜,其次为套种红锥、格木、球果木莲(表7)。
采伐方式
Cutting采伐前
Origin复层混交林中尾巨桉蓄积量
Volume of Eucalyptus urophylla × E. grandis in multi-layer mixed forestⅠ 红锥 Ⅱ 格木 Ⅲ 球果木莲 Ⅳ 交趾黄檀 Ⅴ 黑木相思 Ⅵ 土沉香 1桉1珍 199.25 a 219.38 bc 202.50 def 213.75 bcd 215.00 bcd 225.00 bc 196.88 efg 2桉2珍 168.75 hi 180.00 gh 180.00 gh 174.38 h 185.63 gh 202.50 def 3桉2珍 226.00 bc 226.00 bc 202.50 def 208.25 cde 243.00 a 209.25 cde 2桉3珍 166.50 hij 175.50 h 148.50 jk 144.00 k 153.00 ijk 153.00 ijk 对照 CK 191.25 a 236.25 ab 采伐方式
Cutting珍贵树种蓄积量
Volume of precious treesⅠ 红锥 Ⅱ 格木 Ⅲ 球果木莲 Ⅳ 交趾黄檀 Ⅴ 黑木相思 Ⅵ 土沉香 1桉1珍 3.77 de 2.44 ghi 2.34 hij 1.91 ijk 1.81 jkl 2.76 gh 2桉2珍 2.98 fg 1.81 jkl 3.45 def 0.85 mn 3.93 cd 1.28 lm 3桉2珍 2.93 fg 1.96 ijk 3.40 def 0.55 n 1.87 jk 0.98 mn 2桉3珍 3.38 ef 5.55 b 8.86 a 1.02 mn 4.40 c 1.59 kl 采伐方式
Cutting采伐前
Origin复层混交林总蓄积量
Total volume of multi-layer mixed forest桉树 + Ⅰ
红锥桉树 + Ⅱ
格木桉树 + Ⅲ
球果木莲桉树 + Ⅳ
交趾黄檀桉树 + Ⅴ
黑木相思桉树 + Ⅵ
土沉香1桉1珍 199.25 a 223.15 bc 204.94 efg 216.09 cde 216.91 cde 226.81 bc 199.64 fg 2桉2珍 171.73 jkl 181.81 hi 183.45 hi 175.23 hij 189.56 gh 203.78 efg 3桉2珍 228.93 ab 227.96 ab 225.90 ab 208.80 cde 244.87 a 210.23 def 2桉3珍 169.88 ijk 181.05 hi 157.36 m 145.02 lm 157.40 klm 154.59 klm 对照 CK 191.25 a 236.25 ab Table 7. Analysis on the significant difference of tree volume growth in multi-layer mixed forest in 3.5 years
m3·hm−2 -
不同混交营林模式中,以鬼针草(Bidens pilosa L.)和马唐(Digitaria sanguinalis (L.) Scop.)在草本层植被中居重要地位;五指毛桃(Ficus hirta Vahl.)和白背枫(Buddleja asiatica Lour.)在灌木层植被中居优势地位。混交营林模式大幅增加了尾巨桉人工林草本层与灌木层的Margalef指数,增加了林下植被的物种丰富度,其中,草本层植被中,以2桉2珍套种红锥的林下植被Simpson指数和3桉2珍套种红锥的林下植被Shannon-winner指数较高,分别为0.84和1.71,比对照高25.4%和30.5%。在灌木层植被中,2桉2珍套种交趾黄檀的林下植被simpson、shannon-winner指数较高,分别为0.80和1.61,较对照高42.9%和71.27%(图1、2)。
Transformation of Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis Clone Plantation into Mixed-species Forest Using Precious Tree Species
- Received Date: 2021-04-13
- Accepted Date: 2021-08-05
- Available Online: 2022-02-20
Abstract: