不同坡位5年生无患子人工林生物量及结实量差异分析

2016-07-10刘淑萍

安徽农业科学 2016年5期

刘淑萍

摘要[目的]研究不同坡位5年生无患子人工林生物量及结实量差异，为无患子科学合理种植提供理论依据。[方法]以5年生无患子人工林为研究对象，通过野外样地调查，分析不同坡位对无患子生长量、生物量及结实量的影响。[结果]不同坡位无患子林分乔木层地上部分生物量变化范围在4 370.22～21 456.08 kg/hm2，根系生物量变化范围在3 507.69～8 898.01 kg/hm2，林下植被层生物量变化范围在11 167.23～18 084.24 kg/hm2，林分结实量变化范围在180.01～384.03 kg/hm2。[结论]无患子林分生长量、林分生物量及林分结实量均表现为下坡位最大，中坡位居中，上坡位最小。

关键词坡位；无患子人工林；生物量；结实量；差异分析

中图分类号 S718 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）05-172-03

Abstract[Objective]To research the differences in biomass and cone crop of fiveyearold Sapindus mukorossi plantation under different slope positions，and to provide theoretical foundation for the rational and scientific planting of S.mukorossi.[Method]With fiveyearold S.mukorossi plantation as the research object，effects of slope position on the growth，biomass and cone crop of S.mukorossi were analyzed based on the investigation of field sample plot.[Result]Change range of aboveground part biomass of arbor layer was between 4 370.22 and 21 456.08 kg/hm2.Change range of underground part biomass was 3 507.69-8 898.01 kg/hm2.The change range of understory vegetation biomass was 11 167.23-18 084.24 kg/hm2.Change range of stand fruit setting amount was 180.01-384.03 kg/hm2.[Conclusion]Stand growth，stand biomass and stand cone crop of S.mukorossi are in the order of lowslope > midslope > upslope.

Key words Slope position； Sapindus mukorossi plantation； Biomass； Cone crop； Difference analysis

无患子（Sapindus mukorossi Gaertn）属无患子科无患子属落叶大乔木树种，主要分布于我国东部、南部至西南部等地区。无患子对土壤要求不严，在酸性、微碱性及钙质土等地均能正常生长，多见于低山丘陵山地阳坡杂木林中。无患子冠幅庞大，春夏两季绿树成荫，秋季叶色金黄，常被作为行道树、庭荫树而广泛种植[1]。研究表明，无患子果实的洗涤性能及泡沫性能在含有皂素的植物里是较好的，无患子果实可生产纯天然的洗涤皂乳，其种仁含油率较高，是一种新型的制备生物柴油的原料[2-4]。

无患子是福建省顺昌县的乡土树种，当地优越的气候条件和山地资源为无患子产业的发展提供了良好的条件。2008年，顺昌县委、县政府制定了发展无患子产业的规划，并出台一系列鼓励种植无患子的优惠政策和措施。截至目前，顺昌县无患子种植面积3 833.33万hm2，营建无患子基因库4.00 hm2，采穗圃9.78 hm2，优质苗木基地13.33 hm2，为无患子产业的发展奠定了坚实的基础。目前，国内对无患子的研究主要集中在苗木繁育技术[5-10]、造林技术[11-13]以及无患子的分子遗传特性[14-16]等方面，而对其生物量及结实量的调查研究较少。笔者以5年生无患子人工林为研究对象，采用野外调查方法，分析不同坡位对其生长量、生物量及结实量的影响，以期为无患子产业发展提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于顺昌埔上国有林场福介洋工区30林班53大班2（1）小班，地理坐标为117°45′00″E，26°55′30″N，属中亚热带海洋性季风气候，年平均日照时数1 716.8 h，年平均气温18.9 ℃，1月平均气温7.8 ℃，7月平均气温28.1 ℃，极端最高气温40.3 ℃，极端最低气温-7.0 ℃；年无霜期310 d；年平均降水量1 621.6 mm，以3～7月份居多，占全年总降水量的62%左右；年均空气相对湿度82.4%，年均蒸发量1 372.1 mm。土壤为以花岗片麻岩为母岩发育而成的山地红壤。调查林分为2011年2月营造的无患子纯林，种苗来源为顺昌县林业局张墩苗圃地1年生实生苗。造林地前身为马尾松纯林。林地清理采用炼山清杂，初植密度3 000株/hm2，株行距1.7 m×1.7 m，挖小明穴，穴规格为40 cm×40 cm×30 cm，挖尽草头、捡净草根、石块，回表土。幼林抚育方式为造林前3年每年全锄2次，分别在每年5月和9月，造林第4年8月全劈1次。林下植被主要有铁芒萁（Dicranopteris dichotoma）、五节芒（Miscanthus floridulu）、阔叶箬竹（Indocalamus latifolius）、芦苇（Phragmites australis）及蓬蘽（Rubus hirsutus）等。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置及人工林生长量调查。

2015年8月，在5年生无患子人工林中按下坡、中坡及上坡分别设置3个20 m×20 m的样地，共设立9个样地。在每个样地中部挖一土壤剖面，取0～20、20～40及40～60 cm厚土层土壤测定化学性质。同一坡位同一土层土壤混匀后采用四分法取样。土壤化学性质测定方法参照1999年出版的《中华人民共和国林业行业标准》进行。每个样地进行每木调查，调查指标包括胸径、树高、枝下高、冠幅等。

1.2.2 林分生物量调查。

在样地每木调查的数据基础上，计算出不同样地平均胸径及平均树高。根据每个样地无患子平均胸径及平均树高数据，分别选取最接近于该值的平均木，共选取9株平均木。齐地表伐倒平均木后，分别用电子秤称量叶、枝、干等无患子不同器官鲜生物量。挖出树根，对不同径级根进行分级，其中<0.2 cm为细根，0.2～0.5 cm为小根，0.5～2.0 cm为中根，2.0～5.0 cm为大根，>5.0 cm为粗根，称量不同径级根生物量。林下植被层生物量采用1 m×1 m样方收获法测定。

1.2.3 林分果实特征及结实量调查。

对样地内结实的植株果实进行全部采摘后称鲜重。随机挑选每个样地30粒果实，测定果实长度、宽度及单果鲜重；剥除果皮及果肉部分，称果仁鲜重；统计林分结实量。

1.3 数据处理将所得各指标数据输入计算机，应用SPSS软件进行差异性检验。

2 结果与分析

2.1 不同坡位无患子人工林土壤化学性质测定结果见表1。

2.2 不同坡位无患子人工林生长量差异由表2可知，不同坡位无患子人工林生长量表现不同，无论是从胸径、树高、枝下高，还是从冠幅生长指标来看，均表现为下坡最高，中坡居中，上坡最低的规律，其中下坡林分的树高、胸径和枝下高分别比上坡增加了42.81%、54.48%及43.42%。多重比较结果表明，上坡与中坡无患子林分的各指标生长量不存在显著性差异，下坡无患子林分胸径、树高等生长量与上坡和中坡相比差异达极显著水平，枝下高及冠幅等指标与上坡和中坡相比差异达显著水平。不同坡位无患子人工林生长的差异与不同坡位之间不同的立地条件有关。

2.3 不同坡位无患子人工林生物量差异

2.3.1 不同坡位无患子人工林地上部分生物量差异。

地上部分生物量是植物长期通过光合作用积累有机物质的结果，地上部分生物量的大小一定程度上反映该物种适应环境的能力。由表3可知，不同坡位对无患子人工林地上部生物量积累具有不同的影响。就不同坡位而言，下坡位无患子叶生物量、干生物量、总生物量和林下植被层生物量与上坡和中坡相比，分别提高了578.26%、303.21%、390.96%、61.94%以及61.77%、25.62%、23.30%、17.93%。枝生物量表现为中坡最大，下坡居中，上坡最小，其中中坡位枝生物量与上坡位和下坡位相比分别提高了501.63%及3.85%。同一坡位不同器官生物量均表现为干生物量>枝生物量>叶生物量（除下坡位外）。多重比较结果表明，不同坡位无患子人工林叶生物量、干生物量、总生物量及林下植被层生物量两两间差异达极显著水平；中坡位及下坡位枝生物量与上坡位相比差异达极显著水平，中坡位枝生物量与下坡位相比差异未达显著水平。不同坡位无患子各器官生物量分配的差异是树木长期适应环境的结果。

2.3.2 不同坡位无患子人工林地下部分生物量差异。

根系是植物养分和水分吸收的主要器官，根系生物量的大小、空间分布与植物养分、水分吸收能力和效率密切相关。由表4可知，不同坡位根系生物量存在差异。就坡位差异而言，除中根生物量外，其他径级根系生物量大小均表现为下坡最大，中坡居中，上坡最小；下坡细根、小根、大根、粗根和总根生物量分别比上坡增加了56.54%、74.90%、166.70%、304.50%和153.67%。此外，同一坡位各径级根系生物量也存在较大差异，其中以对树木起支撑作用的粗根和大根生物量较大，其次是中根生物量，随后分别是负责树木养分吸收的小根和细根生物量。多重比较结果表明，下坡位细根、小根生物量与中坡和上坡相比差异达极显著水平，中坡位大根生物量与上坡位相比差异达极显著水平，不同坡位粗根及根总生物量两两间对比差异达极显著水平。小根和细根生物量的大小决定着树木对养分的吸收能力，因此不同坡位无患子小根和细根生物量及它们之间的分配规律在一定程度上解释了不同坡位无患子生长量的差异。

2.3.3 不同坡位无患子人工林总生物量差异。

由表5可知，不同坡位无患子林分各层次生物量存在较大不同。无患子林分各层次生物量均表现为下坡最大，中坡居中，上坡最小，其中下坡位乔木层生物量、林下植被层生物量、根系生物量和林分总生物量分别比上坡提高390.96%、61.94%、153.67%和154.33%，下坡林分总生物量为48 438.33 kg/hm2，而上坡林分总生物量仅为19 045.14 kg/hm2。此外，就同一坡位生物量而言，除了上坡位表现为林下植被层生物量>乔木层生物量>根系生物量外，中坡和下坡均表现为乔木层生物量>林下植被层生物量>根系生物量。多重比较结果表明，不同坡位间乔木层生物量、林下植被层生物量、根系生物量和林分总生物量差异均达极显著水平。

2.4 不同坡位无患子人工林果实特征及结实量差异

由无患子果实特征可知，不同坡位无患子果实经济性状存在一定的差异（表6）。就整体而言，下坡果实生长较好，中坡次之，而上坡果实生长最差，具体表现为下坡的果实长度、宽度、果仁鲜重、单果鲜重和林分结实量均为最大，而上坡果实相应指标均最小，且下坡的果实长度、宽度、果仁鲜重、单果鲜重和林分结实量比上坡高出9.48%、11.64%、53.49%、45.87%和113.34%；中坡果实各生长指标也优于上坡。多重比较结果表明，下坡位果实长度与中坡位及上坡位相比差异达显著水平；下坡位、中坡位果实宽度与上坡位相比差异达显著水平；下坡位及中坡位果仁鲜重及单果鲜重与上坡位相比差异达极显著水平；林分结实量则表现为不同坡位之间两两对比差异均达极显著水平。不同坡位对无患子果实的生长具有较大影响，中下坡有利于促进果实的生长和发育。

3 结论与讨论

该研究结果表明，不同坡位间无患子生长指标、生物量指标及林分结实量均体现为下坡位最大，中坡位居中，上坡位最小的变化特征。建议在今后发展无患子人工林中选择立地条件较好的立地营造无患子人工林。此外，笔者观察发现，种植在林缘以及道路边缘的无患子生长及结实量均优于生长在林中的无患子，这表明种植无患子密度不宜过大，应适当稀植，建议通过建立密度试验林并长期观测，确定合理的经营密度。

目前我国大部分地区无患子都以纯林种植为主。生产实践表明，无患子纯林蛀干害虫比较严重，应适当考虑混交林种植，降低病虫害。目前，在我国南方大多以种植杉木×无患子混交林为主，取得了较好的混交效果。从长期发展考虑，各地应适当种植一些无患子混交林，筛选适宜无患子混交的树种。在选择无患子混交树种时，应考虑阳性与阴性、深根与浅根合理搭配，并考虑树种间的生化关系，从而降低混交林树种间的竞争关系，实现无患子人工林的丰产、优质[17]。

参考文献

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