亚热带退化红壤区人工林补植树种成活率与生长量分析

李 志，袁颖丹，郭晓敏，张文元，刘苑秋，牛德奎

(1.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045；2.江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045；3.南昌市森林培育重点实验室，江西 南昌 33004)

亚热带退化红壤区人工林补植树种成活率与生长量分析

李 志1,2,3，袁颖丹1,2,3，郭晓敏1,2,3，张文元1,2,3，刘苑秋1,2,3，牛德奎1,2,3

(1.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045；2.江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045；3.南昌市森林培育重点实验室，江西 南昌 33004)

选取木荷、樟树、刨花楠、闽楠、湿地松、枫香等亚热带适生树种，在典型退化红壤区江西省泰和县20年人工马尾松林下进行了林木补植，分析了野外生长一年后各补植树种的成活率和地径、树高、冠幅等生长量状况，为退化红壤区人工林生态恢复提供参考依据。结果表明：人工林下补植树种中成活率最好的是木荷(100%)及湿地松(81.88%)，最差的是樟树(46.67%)和刨花楠(46.67%)；生长量方面，湿地松综合长势最好，冠幅(1 708.14 cm2)、地径(1.82 cm)、株高(71.73 cm)均优于其他单一补植树种，闽楠的冠幅(158.79 cm2)、地径(0.37 cm)、株高(16.73 cm)等相对最差。成活率与株高具有显著相关性(P=0.04)，冠幅、地径、株高等生长量之间呈极显著相关(P=0)。说明在该区域内开展林下补植的适生树种为湿地松和木荷。

人工林；补植；成活率；林木生长量

1 引言

我国红壤丘陵区面积达80万km2，占红壤区总面积的36.7%，是南方红壤地带主要地貌景观之一，该区气候温暖，雨量丰沛，土壤和生物类型多样，是我国南方农业综合开发与林果发展的重要基地。但是，由于不合理开垦，致使林地遭到毁灭性的破坏，很多地方林地退化为草丛、稀疏马尾松或灌木，甚至出现一些光板地，水土流失严重，土壤肥力下降，季节性干旱等环境资源退化过程仍继续进行，为了重建该区的生态系统，恢复植被，各地种植了大量的人工林[1]。人工林补植是进行人工林抚育的重要工作内容，而树种成活率是考察林木补植效果的直接指标，另外，树木的冠幅、地径、株高等指标，则是考察树木生长情况的基础指标，其优劣程度直接影响地表覆盖度、水土保持效果及树木本身的成活情况[2～5]。目前，对退化红壤区人工林的研究，主要论述了林地植被概况及土壤理化特征[3，5～12]，或针对初始造林期的技术措施[12～18]，另外，关于树木补植成活率的研究，主要是对单个树种补植技术、补植时间方面的论述[19～27]，而对于退化红壤区多年生人工林植被恢复情况下，进行补植、修复的工作成果研究还很少。本研究以江西省泰和县狗丝茅岭20年人工林补植树种为研究对象，分析多年人工林恢复中，不同树种的成活率和地径、树高、冠幅等生长状况，旨在为退化红壤区红壤人工林生态恢复措施提供参考依据。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于江西中部的泰和县石山、螺溪、南溪三乡结合部的狗丝茅岭(26°48′N，114°54′E)，沿泰和-井冈山公路干线至螺溪圩镇分道北行6 km处，东部与南溪乡荒山接壤，南部与螺溪乡荒山相连，试验区总面积17.3 hm2，属亚热带季风湿润性气候区，年平均气温约18.6 ℃，年降水量约1 726 mm，4～6月份较集中，占全年降水量的49%无霜期为298 d。地貌以低丘为主(海拔高度在150 m以下)，海拔最高131.3 m，最低74.7 m，为典型的红壤低丘岗地，水土流失严重。土壤为第四纪发育红壤，呈微酸性或酸性，pH值为4.9，成土母岩为第四纪红粘土，表层石砾含量较多。地带性植被类型是中亚热带常绿阔叶林，但由于长期高强度割茅、挖蔸和常年的过牧，已导致严重的水土流失，试验区内遍布侵蚀沟，表层石砾含量较多。植被盖度小于30%，且分布不均，以狗尾草、野古草、白茅、黄茅山狗尾草(Setariaviridis)，野占草(Arundinellahirta)，白茅(Imhercztacylindricavar.major)以及黄茅(Heteropogoncontortus)等草木植物组成。1991年在该地区进行人工植被恢复，主要选择马尾松(Pinusmassoniana)，湿地松(P.elliottii)、晚松(P.rigidavar.serotina)、木荷(Schimusuperba)、枫香(Liquidambarformosana)、桉树((Eucalyptusrobusta)等树种造林为主，采取不同栽植密度、不同种类配置模式重建森林。

2.2 研究方法

2010年9 月份，在对试验区群落类型全面勘察的基础上，在原马尾松人工林(株行距：1.5 m×1.5 m)内开展补植试验，均采用优质培育的2年生苗木，设置木荷(SchimasuperbaGardn.et Champ.)，简称为MH，下同)、樟树(Cinnamomumcamphora(L.) Presl,ZS)、闽楠(MachiluspauhoiKanehira,MN)、刨花楠(Phoebebournei(Hemsl.) Yang,PHN)、湿地松(PinuselliottiiEngelmann,SDS)、湿地松+枫香(LiquidambarformosanaHance,SDSFX)、樟树+木荷(ZSMH)等7种补植模式，由林区工作人员统一进行抚育、管理；于2011年11月份，在试验区对每种补植模式均设置半径为5 m的样圆，进行树种成活率和生长量调查。

2.3 统计分析

运用Microsoft office 2013、SPSS21.0对数据进行整理分析，用SigmaPlot12.5进行图形绘制。

3 结果与分析

3.1 补植树种成活率与生长量分析

由图1可知，补植树种成活率最高的为木荷，在样圆调查中没有死株出现；其次为湿地松，在样圆调查中成活率基本可以达到70%以上；第三是湿地松和枫香的混交补植，成活率也较高；成活率最差的为樟树，在个别样圆中几乎全部为死株；刨花楠的死亡率也较高；而补植的闽楠及樟树木荷混交补植的成活率效果相对较好，处于中间水平。

图1 不同补植树种成活率

图2 不同补植树种冠幅

由图2可知，补植树种冠幅最大的是湿地松，均值达到1 708.1 cm2；其次是湿地松和枫香的混交补植，而覆盖度最小的是闽楠，平均只有158.8 cm2；樟树的覆盖度也较小；木荷、刨花楠及樟树木荷的混交林则处在中间水平，平均分别为860.7 cm2、607.1 cm2和543.6 cm2。

图3说明了补植树种的地径生长水平，地径长势最好的补植树种是湿地松，平均地径达到1.82 cm；其次为湿地松枫香混交补植，平均为1.65 cm；地径长势最差的补植树种为闽楠，平均仅为0.37 cm，樟树、刨花楠、樟树和木荷混交及木荷纯林补植，地径长势基本相同，木荷的稍好，为0.75 cm。

图3 不同树种地径生长量

图4 不同树种株高生长量

图4是关于补植树种的株高情况，由图中得出，长势最高的是湿地松与枫香的混交补植模式，均值达到87.5 cm，其次是湿地松纯林补植模式，株高均值为71.8 cm；株高最低的是闽楠，平均仅为16.7 cm，其次为樟树，平均为34.1 cm；木荷、刨花楠、樟树和木荷的混交补植模式处于中间水平，木荷的稍高，为59.2 cm。

3.2 补植树种成活率与生长量指标相关性分析

通过分析补植树种的成活率与各生长指标的相关性，结果如表1所示，树木的生长高度和成活率具有显著相关(P=0.046)，说明补植后的苗木生长高度是保证一定成活率的关键；而冠幅、地径、株高等生长量之间彼此呈极显著相关(P<0.01)。

表1 补植树种成活率与生长量指标相关性分析

4 结论与讨论

本地区补植树种中成活率最好的是木荷及湿地松，最差的是樟树；生长量方面，冠幅最大的为湿地松，最小的为闽楠；地径最大的为湿地松，最小的为闽楠；株高最高的为湿地松，最差的闽楠。补植树种的高度是影响树木成活率的关键特征。总体来看，本地区的最佳适生树种为湿地松和木荷，而闽楠则相对来说在本地区进行种植的短期效果不佳。但是从生物多样性角度及水土保持效益等方面考虑，建议在进行进一步人工林补植工作的时候，制定出合理比例的补植树种，可以以适生树种为主，而其他的树种为辅，进行合理的混合补植，进而实现生物多样性、水土保持及生态恢复等多方面的效益。

本文考察的对象是在原来一片荒芜的退化红壤区，经过20年植被恢复的基础上，又选取我国南方几种常见树种进行的人工林补植恢复情况，因为考虑各样地海拔、地形、气候、抚育方法等基本相似，就仅从树种的基本生长量角度，结合补植成活率进行了直观的分析，这样的结果直观明了，考察效果简单快捷，适合基层工作者作为参考手段；但是诸如植物的营养情况及土壤理化状况及后期林地抚育等因素，则也是重要的影响因子，对成活率情况进行更为综合、细微的考察与分析应该是接下来的研究方向。

[1]何园球，沈其荣，王兴祥.红壤丘岗区人工林恢复过程中的土壤养分状况[J].土壤，2003(3):222～226.

[2]Sovu，Mulualem Tigabu，Patrice Savadogo，et al.老挝过度采伐热带混合落叶林区的人工补植(英文)[J].Journal of Forestry Research，2010(3):273～280.

[3]林德喜，樊后保.马尾松林下补植阔叶树后森林凋落物量、养分含量及周转时间的变化[J].林业科学，2005(6)：10～18.

[4]沈火元.湿地松、火炬松不同苗木补植试验[J].林业科技开发，1987(3):21～23.

[5]李明银，张 媚，陈 娟.不同pH值对杜鹃插条成活的影响[J].江苏农业科学，2010(5):245～246.

[6]Gong X, Liu Y, Li Q, et al. Sub-tropic degraded red soil restoration: Is soil organic carbon build-up limited by nutrients supply[J].Forest Ecology and Management，2013(300):77～87.

[7]刘苑秋，郭圣茂，王红胜，等.退化石灰岩红壤区四种人工林旱季土壤水分的空间变异[J].土壤学报，2010(2):229～237.

[8]吕茂奎，谢锦升，周艳翔，等.红壤侵蚀地马尾松人工林恢复过程中土壤非保护性有机碳的变化[J].应用生态学报，2014(1):37～44.

[9]江玉梅，陈成龙，徐志红，等.退化红壤区人工林土壤的可溶性有机物、微生物生物量和酶活性[J].应用生态学报，2010(9):2273～2278.

[10]李 志.退化红壤区人工林物种多样性与土壤特征研究[D].南昌：江西农业大学,2012.

[11]刘中兵，张春燕.构树埋条繁殖技术研究[J].江苏农业科学，2011,39(4):225～226.

[12]薛金国，常 娟，李留振.影响核桃嫁接成活率的因子研究[J].江苏农业科学，2011(3):191～192.

[13]罗 健，谭晓风，袁 军，等.油茶高接换冠成活率及生长量影响因素的研究[J].广东农业科学，2010(4):42～44.

[14]宋思明.提高桉树造林成活率的主要技术措施[J].吉林农业，2011(7):225～226.

[15]孙立峰，杨枫林，胥 东，等.提高丘陵岗地楸树造林成活率的技术措施[J].林业科技开发，2009(4):108～110.

[16]王培郁.干旱半干旱区造林成活率的提高措施[J].现代农业科技，2015(7):169.

[17]吴丽芳，丁 伟，陆伟东，等.不同基质对密闭培养下栀子组培苗移栽成活率的影响[J].江苏农业科学，2010(1):172～173.

[18]袁根军，陈再忠.光照时间对三斑海马幼苗成活率和生长速度的影响[J].江苏农业科学，2011(2):347～349.

[19]柏登基.提高移植大树成活率的关键措施[J].安徽农学通报，2010,16(17):170～176.

[20]丁 刚，董桂芝，张静菊.如何提高补植绿篱的成活率[J].中国花卉盆景，2008(3):27.

[21]李应桃.补植苗木的水分管理[J].铜陵职业技术学院学报，2007(2):84.

[22]马新才.开展雨季补植是提高造林成活率与保存率的有效措施[J].农村实用科技信息，2010(1):38.

[23]王秀平.大树移植成活技术措施[J].广东农业科学，2008(12):71～73.

[24]王永昌，张金池.封育补植恢复森林植被的土壤改良效应[J].林业科技开发，2007(4):25～28.

[25]吴建勇.芒果不同嫁接方法对成活率的影响[J].广东农业科学，1995(1):26～27.

[26]余金保，陈清凤，张应中，等.高州油茶扦插育苗技术研究[J].广东农业科学，2013(12):29～30.

[27]尤 超，刘 涛，汪 亚，等.油桃嫁接繁殖育苗对比试验[J].江苏农业科学，2015(4):185～186.

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

国家科技支撑计划课题基金资助项目(编号：2012BAC11B06)；国家自然科学基金项目(编号：31360177)；国际植物营养研究所项目(编号：IPNI-JX29)；江西省研究生创新专项资助项目(编号：YC2013-B029)；林业公益性行业科研专项(编号：200904015)资助

李 志(1987—)，男，河南方城人，江西农业大学林学院水土保持与荒漠化防治专业博士研究生。

袁颖丹(1957—)，男，江西萍乡人，博士，教授，博士生导师，主要从事土壤科学、水土保持与荒漠化防治研究。

S754.3

B

1674-9944(2015)12-0038-04