台湾桤木与不同树种行带混交试验研究

申文辉，谭长强，潘 涛，黄雪芬，彭玉华，郑 威，何 峰

（1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002；2.南宁市林业科学研究所，广西南宁 530031)

随着我国经济的快速发展，市场对木材的需求迅速增加。以松树（Pinusspp.）、杉木（Cunninghamia lanceolata）和桉树（Eucalyptusspp.）为主的林业种植多因为土地资源的限制，而采取连栽种植，导致大量林地产生了严重的地力衰退和生产力下降等问题[1-3]，如何有效地提高林地生产力、防止地力衰退已成为一个重要的研究课题。同时，随着人们对生态环境的日益重视，森林生态环境逐渐受到社会各界的关注，建立良好及功能优化的森林结构，成为林业发展中迫切需要解决的问题[4]。混交林能改善结构简单的单一纯林，提升其生态功能，在森林资源培育中得到广泛应用。混交林木的生长特性决定了森林的空间结构与空间利用能力，进而决定了林分结构的稳定性、森林生产力及其发展潜力[5-8]。

台湾桤木（Alnus formosana）原产台湾，为桦木科（Betulaceae）桤木属落叶大乔木，与弗兰克氏菌共生形成根瘤固氮，可作为优良的培肥树种[9-10]，是优良的短周期工业原料用材树种。台湾桤木具有较强的适应性，是良好的造林先锋树种[11]，在四川、湖南和福建等地均有引种，且生长表现均较好[12]。广西于2012年引种，其在苗期及造林中均表现出较强的生长能力[13-15]，5年生台湾桤木的胸径和树高分别可达16.8 cm 和15.6 m。目前，在台湾桤木混交林的培肥土壤、凋落物及养分循环等方面[16-17]进行了一些研究，对台湾桤木及其混交树种生长情况的研究未见报道。本研究开展台湾桤木与红锥（Castanopsis hystrix）、马尾松（Pinus massoniana）和巨尾桉（Eucalyptus grandis×E.urophylla）不同混交比例的造林试验，探讨台湾桤木与红锥、马尾松和桉树混交的可行性以及适合的经营模式，可丰富台湾桤木的造林理论，也可为广西森林生态建设和林业的可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于广西南宁市武鸣区（107°49'～108°37'E，22°59'～23°33'N），为亚热带季风气候。海拔约100 m，地势平缓；年均气温21.6 ℃，7月均温28.6 ℃，1月均温12.8 ℃，最高气温40.7 ℃，最低气温-0.8 ℃，≥10 ℃年积温7 200 ℃；年均降水量1 700 mm左右，夏湿冬干，干湿季节明显；年均无霜期360 天。土壤为赤红壤，土层厚1 m 以上，坡度小于5°，pH值4.5 ～6，肥力中等。造林前作物为木薯（Manihot esculenta）等农作物。

1.2 试验设计

表1 不同混交处理Tab.1 Different mixed treatments

采用随机区组试验设计，于2015年5月，营造不同混交比例的台湾桤木与红锥、马尾松和巨尾桉试验林，行状混交，造林株行距为2 m × 3 m。根据造林标准，选用的台湾桤木、红锥、马尾松和巨尾桉苗高分别为40、40、30 和30 cm 左右，地径分别为0.4、0.4、0.3 和0.3 cm 左右，造林和管理措施均参照常规的技术规程。共设置9 个混交处理（表1）。1∶2 代表1 行台湾桤木与2 行相应树种混交种植，2∶1 代表2 行台湾桤木与1 行相应树种混交种植，1∶1 代表1 行台湾桤木与1 行相应树种混交种植。QCK 为台湾桤木纯林，ZCK 为红锥纯林，SCK为马尾松纯林，ACK 为巨尾桉纯林。每处理3 个重复，每重复种植0.20 hm2。

1.3 数据处理

2019年8月，采用每木检尺的方法测定各个树种的树高（m）、胸径（cm）、冠幅（分别测定南北和东西的冠幅，计算平均值，m）和枝下高（m），利用各样方的平均值进行方差分析。

对台湾桤木、红锥和巨尾桉采用广西阔叶树二元材积公式[18]计算材积（V）：

采用广西马尾松材积公式[19]计算马尾松材积：

式中，D代表胸径，H代表树高。

利用Excel 以及DPS 7.05 软件对试验数据进行整理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同树种混交对台湾桤木生长的影响

在相同混交比例下，以台湾桤木× 红锥（QZ）、台湾桤木× 马尾松（QS）和台湾桤木× 巨尾桉（QA）作为3 个处理，分析与不同树种混交对台湾桤木的影响（表2）。混交种植3年后，QA 处理中台湾桤木的树高、胸径和材积均显著低于QZ 和QS 处理（P＜0.05），QZ 和QS 处理间差异不显著。台湾桤木的冠幅表现为QS ＞QZ ＞QA，三者间差异不显著；枝下高表现为QZ ＞QA ＞QS，三者间差异不显著。

表2 与不同树种混交对台湾桤木生长的影响Tab.2 Effects of A.formosana mixed with different species on growth of A.formosana

2.2 不同混交处理对各树种生长的影响

2.2.1 台湾桤木与红锥混交

不同混交比例均不同程度影响了台湾桤木的生长，且各处理间差异显著（P＜0.05）（表3）。对台湾桤木树高、胸径、材积和冠幅促进最大的为QZ3，除树高与QCK 差异不显著外，其他均差异显著，各指标分别比QCK（10.57 m、9.88 cm、0.045 m3和4.43 m）高5.01%、19.63%、44.44%和26.86%。树高、胸径和材积最小的两个处理均为QCK 和QZ1，两者间差异不显著；冠幅最小的为QZ2和QCK；枝下高最低的为QZ1，显著低于其他3 个处理（P＜0.05），其他3 个处理间差异不显著。

不同混交比例对红锥树高、胸径、材积和冠幅的影响为QZ3 ＞QZ1 ＞QZ2 ＞ZCK，QZ3 和QZ1 均与ZCK 差异显著（P＜0.05），QZ3 的各指标值（7.70 m、7.89 cm、0.022 m3和4.66 m）分别比ZCK（6.64 m、6.66 cm、0.014 m3和2.84 m）高15.96%、18.47%、57.14%和64.08%。枝下高最大的为ZCK，显著高于其他3个混交处理，3个混交处理间差异不显著。

表3 不同处理对各树种生长的影响Tab.3 Effects of different treatments on growth of all tree species

2.2.2 台湾桤木与马尾松混交

不同混交比例对台湾桤木树高生长影响不显著，均不同程度地促进了台湾桤木胸径、材积、冠幅和枝下高的生长（表3）。对胸径和材积影响最大的为QS1，分别比QCK 增加了24.39%和51.11%，其次为QS2，分别比QCK 增加了14.68%和28.89%，均与QCK 差异显著（P＜0.05）；QS3 与QCK 间差异不显著。冠幅表现为QS3 ＞QS1 ＞QCK ＞QS2，QS3 和QS1 显著高于其他两个处理（P＜0.05），台湾桤木与马尾松混交比例为2∶1时会在一定程度上抑制台湾桤木冠幅的生长。枝下高最大的为QS2，显著高于QS1 和QS3（P＜0.05），与QCK 差异不显著，说明台湾桤木与马尾松混交比例为2∶1时可促进台湾桤木的自然整枝。

不同混交比例对马尾松树高生长影响不显著，均显著抑制了马尾松胸径和材积的增长（P＜0.05），显著提高了马尾松枝下高（P＜0.05）。不同混交比例对马尾松的影响存在一定差异，QS3 较QS1 和QS2 更有利于马尾松树高、胸径、材积和冠幅的生长；QS2对马尾松枝下高影响最大，显著高于其他处理（P＜0.05）。

2.2.3 台湾桤木与巨尾桉混交

台湾桤木树高、胸径和材积表现为QCK ＞QA2 ＞QA3 ＞QA1，各混交处理均显著低于QCK（P＜0.05），QA1 分别比QCK 低23.65%、28.04%和57.78%（表3）。冠幅和枝下高表现为QA2 ＞QA3 ＞QCK ＞QA1。说明桉树对台湾桤木的生长有抑制作用，混交较为适合的比例为2∶1。

不同混交比例均显著促进巨尾桉树高、胸径、材积和冠幅的生长（P＜0.05）。对树高影响最大的为QA1，比ACK 高17.68%；对胸径和材积影响最大的为QA2，分别比ACK 高26.05%和75.96%；对冠幅影响最大的为QA3，比ACK 高154.15%。枝下高表现为QA1 ＞ACK ＞QA2 ＞QA3，QA1 与ACK 差异不显著，均显著高于其他两个处理（P＜0.05）。

3 结论与讨论

台湾桤木与红锥1∶1 和2∶1 的混交比例能更好地促进台湾桤木的生长，2∶1 的混交比例能降低台湾桤木的冠幅，并提高其枝下高。混交均能促进红锥的生长，其中1∶1 和1∶2 的混交比例促进效果最明显，但显著降低了枝下高。从台湾桤木及红锥综合生长量考虑，1∶1 的混交比例更适合台湾桤木与红锥的混交种植。彭玉华等[17]从土壤方面进行研究，结果显示台湾桤木与红锥1∶1 混交能更好地提高土壤供应养分和利用养分的能力，这更好地解释了该比例下两个树种生长较好的原因。一定混交比例能促进红锥的生长，可能是因为台湾桤木能为其提供合适的荫蔽生长环境，以及种内与种间竞争差异造成的[20]。

台湾桤木与马尾松1∶2的混交比例更有利于台湾桤木的生长，其次为2∶1的混交比例，该处理更有利于台湾桤木降低冠幅，并提高其枝下高。混交均不同程度地抑制了马尾松的生长，但未显著抑制马尾松树高生长，这可能是由于马尾松为了获得充足光照采取了相对于径向生长优先树高生长的策略，这与前人对马尾松[21]和相思（Acaciaspp.）[22]的研究结果一致。建议台湾桤木与马尾松混交时，加大马尾松混交比例或其与台湾桤木的距离，让马尾松获得更多的光照，保证马尾松的正常生长。

台湾桤木与巨尾桉混交均显著抑制了台湾桤木的生长，2∶1 混交比例受抑制程度低于其他混交，并提高了台湾桤木的枝下高。巨尾桉生长较快，占据了上层空间，吸收了较多的阳光，提高台湾桤木的混交比例，加大行距，可使台湾桤木获得更多阳光。混交均促进巨尾桉的生长，其中2∶1 混交更有利于巨尾桉的生长，但不利于巨尾桉冠幅的降低和枝下高的提高，说明混交为桉树提供了更多的生长空间。综合考虑，2∶1 混交比例更有利于台湾桤木及桉树的生长，若进一步考虑台湾桤木的生长以及桉树大径材的培育，可适当加大台湾桤木的比例。

不同树种混交对台湾桤木生长的影响存在一定差异，这与各树种的生态习性密切相关[20]；不同比例混交显著影响混交林中台湾桤木的生长表现，这可能是因为不同混交类型形成的差异性林分结构以及种内与种间竞争差异等共同作用的结果[23-24]。