环境因子对广西红锥幼林生长的影响

彭玉华, 谭长强, 郑威, 申文辉,* , 黄小荣, 黄德诚, 何峰, 莫杨旺

环境因子对广西红锥幼林生长的影响

彭玉华1, 谭长强1, 郑威1, 申文辉1,*, 黄小荣1, 黄德诚2, 何峰1, 莫杨旺2

1. 广西壮族自治区林业科学研究院, 南宁 530002 2. 广西昭平富罗林场, 昭平 546809

为了探索环境因子对红锥生长的影响, 以广西红锥(Miq)人工幼林为研究对象, 运用Pearson相关性分析探讨环境因子对红锥幼林生长的影响。结果表明, 环境因子对红锥幼林生长有显著的影响, 不同环境条件试验点红锥生长速度差异显著(＜0.05)。相关分析显示, 年降水量、海拔和年日照时数是影响红锥幼林生长的主要环境因子; 红锥幼林胸径生长与年日照时数存在显著正相关(＜0.05)、与海拔和年降水量呈极显著负相关(＜0); 红锥幼林树高生长与年日照时数存在极显著正相关(＜0.01)、与海拔和年降水量呈显著负相关(＜0)。研究结果揭示红锥人工林可以通过立地选择来达到丰产目的。

红锥; 人工幼林; 环境因子; 相关性分析

0 前言

植物与环境之间存在着密切的关系, 其生长过程受到多种多样环境因素的影响。年日照时数较多、年蒸发量较小、年降水量较多的气象条件有利于林木树高生长[1]; 年降水量越多杂交鹅掌楸()树高生长越快[2]; 坡向和土壤质地与刺槐()生长有较大的相关性, 半阴坡生长最好, 壤土质地生长量最大[3]; 更多的光照能促进太白红杉()的径向生长, 坡度越大太白红杉的径向生长量越小[4]; 光照强度、坡度对油松()幼苗生长的影响也在刘史力的研究中得到证实[5]。这些研究足以说明环境因子是探讨植物生长不容忽视的重要内容, 因此, 研究环境因子对植物生长的影响十分必要。

红锥(Miq)为壳斗科常绿阔叶乔木, 是分布在南亚热带地区珍贵乡土阔叶树种, 是替代大面积针叶人工林较为理想的高价值乡土阔叶树种之一。具有材质优、适应性强、用途广、速生成林早、且林下伴生有价值极高的红锥菌等优良特点, 可作为用材和水源涵养林进行纯林种植, 亦可作为残次林、生态公益林改造及林下套种的混交造林树种, 综合效益极高[6], 是践行“绿水青山”选择的乡土珍贵树种之一, 具有极大的经济与生态效益。前人已对红锥开展了很多的研究, 主要集中在良种选育、苗木繁育、种源区域试验、配方施肥等[7–13]方面,但迄今尚缺乏环境条件对红锥生长影响的研究, 且生境条件又与红锥生长速度息息相关。为此, 本研究以红锥人工幼林为研究对象, 探讨环境条件与红锥生长的关系, 分析影响红锥生长的主要环境因子, 为红锥人工造林立地选择和合理经营提供参考。

1 研究地概况

试验设置在广西中部以南的区域, 分别位于桂东的富罗林场、桂南的六万林场、桂西的派阳山林场和桂中的广西林科院4个试验点, 各试验地自然概况见表1。

富罗林场于2011年3月份造林, 六万林场、广西林科院和派阳山林场均是2012年3—4月份造林, 造林技术基本一致。造林前进行穴状整地, 穴规格50 cm×50 cm×40 cm, 在填回穴前每穴放入复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)150 g, 与底土充分拌匀后继续回满土备栽。雨后穴内土湿润时造林, 种源来源于广西浦北县, 造林苗木均为广西林科院培育的一年生容器苗, 造林密度110株每亩, 造林后第1年的6—7月除草、扩坎、施肥(复合肥250 g) 1次, 第2和第3年在雨后除草、扩坎施肥(复合肥800 g)2次。

2 材料与方法

2.1 试验设置与调查

2018年4—6月, 在广西的东部(富罗林场)、南部(六万林场)、西部(派阳山林场)和中部(广西林科院)4个区域选择红锥人工幼林进行调查, 每个试验点根据地形分别设置6块典型且具有代表性的20 m × 20 m样地, 在每块样地内进行每木检尺, 测量每株活立木的树高和胸径, 树高用测高仪测定, 胸径用胸径尺测量。

利用手持式GPS在样地中心位置记录样地的地理坐标和海拔, 并记录样地所在的坡向(以正东顺时钟为起点0°)、坡度等地形因子。年降水量、年日照时数、年平均气温等气候因子取自当地气象资料。

各区域林分基本特征见表2, 环境因子的描述性统计信息见表3。

表1 各试验地自然概况

表2 各区域红锥幼林林分基本特征

表3 各区域环境因子描述性统计量

2.2 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010 软件完成数据的计算和制图, 单因素方差分析、Pearson 相关性分析采用SPSS19.0进行。

3 结果与分析

3.1 不同环境条件试验点的红锥幼林生长状况

从图1可知, 红锥在不同环境条件4个试验点的生长速度差异显著(＜0.05)。对于胸径生长来说, 年降水量最少、海拔最低的广西林科院红锥幼林胸径生长速度最快, 显著(＜0.05)高于年降水量较多、海拔较高的富罗林场和六万林场; 对于树高生长来说, 年日照时数最小、年降水量最多的六万林场红锥幼林树高生长速度最慢, 显著(＜0.05)低于其它各地, 而年降水量最少的广西林科院红锥幼林树高生长速度最快, 达1.58 m·a-1, 比六万林场增长0.47 m·a-1。

3.2 环境因子与红锥幼林生长量之间的关系

将红锥幼林胸径和树高与环境因子进行Pearson相关性分析，结果见表4。红锥幼林生长与环境因子间存在着密切相关，红锥幼林胸径生长除了坡度和年日照时数外与其它的环境因子之间均存在负相关关系（＜0），与年降水量和海拔之间呈极显著负相关（＜0、＜0.01）、与经度之间呈显著负相关（＜0、＜0.05）、与年日照时数间呈显著正相关（＜0.05）。因此，可以认为：年降水量、海拔和年日照时数是影响红锥生长的主要环境因子，其中年日照时数是促进红锥幼林胸径生长的关键环境因子，表明年日照时数越多红锥幼林胸径生长速度越快，而年降水量越多、海拔越高红锥幼林胸径生长速度越慢。红锥幼林树高生长与年日照时数、纬度和坡度之间呈正相关关系（＞0），且与年日照时数的相关性（＜0.01）达到极显著，与年降水量、海拔、坡向、经度、年平均气温之间呈负相关关系（＜0），且与年降水量和海拔之间达到显著负相关（＜0、＜0.05），因此，可以认为：年日照时数、年降水量和海拔是影响红锥幼林树高生长主要环境因子，其中年日照时数是促进红锥幼林胸径生长的关键环境因子，表明年日照时数越多红锥幼林树高生长速度越快，而年降水量越多、海拔越高红锥幼林树高生长速度越慢。

注: 同一指标字母的异同表示P＜0.05水平上是否存在显著差异(Tukey检验)。

Figure 1 DBH and height growth in different sites

此外，从表4中可见，环境因子之间关系密切，年降水量与海拔和经度呈极显著正相关（＜0.01），与纬度呈显著正相关（＜0.05），与年日照时数呈极显著负相关（＜0、＜0.01），与坡度呈显著负相关（＜0、＜0.05）；年日照时数与年平均气温呈极显著负相关（＜0、＜0.01）；海拔与经度呈极显著正相关（＜0.01），与纬度呈显著正相关（＜0.05），与坡度呈极显著负相关（＜0、＜0.01）；年平均气温与坡度呈显著正相关（＜0.05）；纬度与经度呈极显著负相关（＜0、＜0.01），与坡度呈显著负相关（＜0、＜0.05）；经度与坡度呈显著负相关（＜0、＜0.05）。说明有些环境因子虽然没有直接影响植物的生长，但可以通过影响另一环境因子来间接影响植物生长。

4 结论与讨论

4.1 讨论

植物的生长与其生境密切相关, 不同的生长环境植物生长可能发生明显的变化。研究表明, 生长在不同生境条件红锥幼林生长差异显著(＜0.05), 日照时数高的试点红锥幼林生长明显好于日照时数低的试点, 与郭家新研究的在年积温高的试点杂交马褂木()胸径生长量大于年积温低的试点结论基本一致[14], 相同的结论在杉木()林净生产力研究中也有报导[15], 这可能是光照时数的高低影响了光合作用的效率所致。植物的生长离不开水分, 大量研究证明, 降水量是影响植物生长的重要环境因子[14-16], 本研究相关分析发现年降水量与红锥幼林生长间呈显著负相关(＜0、＜0.05), 这可能与年降水量与年日照时数呈极显著负相关(＜0、＜0.01)有关, 即年降水量越多年日照时数越少, 植物利用的光能就少, 从而影响植物的生长。但不同的研究者得出的结论不尽相同, 郭家新[14]和黄兴召等[16]发现降水量与杂交马褂木和杉木生长呈显著的正相关(＜0.05)。降水量对植物生长的不同影响, 有可能与植物生物学特性不同有关, 也有可能是降水量还关联至其它的环境因子(经纬度、湿度、光照、土壤养分含量等)造成的, 这有待更深一步的研究。

海拔差异通常导致光照、土壤及降水等环境因子发生相应的变化, 造成热量和水分重新分配, 影响植物的生长[17]。本研究中发现红锥幼林生长与海拔存在显著的负相关(＜0、＜0.05), 即低海拔区域的红锥生长速度高于高海拔区域, 与罗恒春等研究的云南松胸径生长量随着海拔的升高而减少结果相一致[18], 可能是随着海拔的上升, 温度降低, 湿度大, 生长季缩短所致[17]。但也有研究表明海拔越高油茶()的树冠生长量越好[19], 可能与植物的生物学特性有关。

4.2 结论

研究结果表明: 环境因子对广西红锥幼林生长有显著的影响, 4个试验点红锥幼林生长量有显著的差异(＜0.05), 年日照时数多、年降水量相对较少、低海拔的广西林科院试验点红锥幼林生长状况最佳; 年日照时数最小、年降水量最多、海拔较高的六万林场红锥幼林生长状况最差。年降水量、海拔和年日照时数是影响红锥幼林生长的主要环境因子; 红锥幼林生长速度随着年日照时数增加而提高, 而随着年降水量增大、海拔升高而降低。

表4 红锥生长与环境因子的相关性

注: *表示＜0.05, **表示＜0.01。

红锥在桂中以南造林整体较好, 可以作为替代松、杉、桉造林的重要树种, 通过对桂东、桂南、桂西和桂中地区红锥幼林林分调查, 分析主要环境因子对其生长的影响, 为红锥栽培的立地选择提供依据, 对提高造林效果具有重要的意义。但影响植物生长的环境因子众多, 本研究只对部分气候和地形因子进行分析, 未涉及至土壤因子等其它环境因子, 这些问题有待于今后进一步调查研究。

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Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi

PENG Yuhua1, TAN Changqiang1, ZHENG Wei1, SHEN Wenhui1,*, HUANG Xiaorong1, HUANG Decheng2, HE Feng1, MO Yangwang2

1. Guangxi Forestry Research Institute, Nanning 530002,China 2.Guangxi Zhaoping Luofu Forest Farm, Zhaoping 546809, China

In order to understand the impact of environmental factors on the growth ofyoung plantations, field surveys were carried out in Central and Southern Guangxi. Pearson correlation analysiswas used to detect the correlations among plantation growth indexes and environmental factors. The result showed that environmental factors significantly influenced the growth, and.growth differed significantly in four sites with varied environmental conditions. Annual precipitation, altitude and annual sunshine hours were the main influential factors. Diameter at breast height (DBH) positively and significantly correlated to annual sunshine hours (<0.05), but negatively related to altitude (<0) and annual precipitation (<0). Tree height growth positively correlated to annual sunshine hours (<0.01), but negatively related to altitude and annual precipitation (<0). The study presented that theyoung plantation could achieve high yield through site selection.

;young plantation; environmental factors; correlation analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.02.012

S792.17

A

1008-8873(2020)02-090-05

2018-12-20;

2019-02-25

国家重点研发计划课题(2016YFD0600606、2017YFD0601101); 广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻1598006-3-8); 中央财政林业科技推广示范项目(【2015】TG17号)

彭玉华(1963—), 女, 广西横县人, 高级工程师, 主要从事森林生态和森林栽培研究, E-mail: pyh112233456789@126.com

申文辉, 男, 博士, 教授级工程师, 主要从事森林培育研究, E-mail: shenwenhui2003@163.com

彭玉华, 谭长强, 郑威, 等. 环境因子对广西红锥幼林生长的影响[J]. 生态科学, 2020, 39(2): 90-94.

PENG Yuhua, TAN Changqiang, ZHENG Wei, et al. Impact of environmental factors on growth ofyoung plantations in Guangxi[J]. Ecological Science, 2020, 39(2): 90-94.