雷州半岛尾细桉人工林对不同抚育营林模式的生长响应分析

陈马兴，李孔生，陆海飞，何普林，李光友*，徐其贤，李华强，欧生，戴寿祥

雷州半岛尾细桉人工林对不同抚育营林模式的生长响应分析

陈马兴，李孔生，陆海飞，何普林，李光友，徐其贤，李华强，欧生，戴寿祥

(1. 中林集团雷州林业局有限公司，广东 湛江 524043；2. 中国林业科学研究院热带林业研究所，热带林业研究国家林业与草原局重点实验室，广东 广州 510520)

揭示不同抚育措施对尾细桉人工林的生长影响，为雷州半岛尾细桉纸浆林培育提供理论依据。以雷州林业局纪家林场尾细桉无性系林为研究对象，采用5种抚育经营模式，连续2年对不同抚育措施集成模式样地进行观测，通过生长性状、投入产出的比较分析，获得不同模式下的生长及其营林效果。在5种抚育措施集成模式中单位面积蓄积和单位面积蓄积增量均以模式1>模式3>模式2>模式4>模式5，以模式1的中耕不施生物肥为最佳，单位面积蓄积增量比对照模式5提高34% ～ 52%；两个年度单位面积蓄积的连年增长量排序不同，生物肥对第2年的增长影响更大，以模式2和3增长最大。5种模式下现时经济效益排序均以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，以模式1为最佳，比对照模式5提高25.72% ～ 50.86%；模式1是具有推广潜力的营林模式，亦即保证常规抚育施肥的基础上，合理的土壤扰动最有利于林分生长。研究表明尽管施生物肥能促进林分生长和提高林木抗逆性，但受限于生物肥的价格，倘若生物肥市场价格合理的情况下，模式3和2仍然值得关注。

抚育施肥；尾细桉无性系；雷州半岛；单位面积蓄积量；连年增长量

桉属()树种通常具有速生、丰产、适应力强等特点，广泛引种于世界各地，其人工林面积约占全世界热带人工林总面积的40%。目前，桉树已成为我国南方速生丰产林的主要造林树种之一。截至2018年底，我国桉树人工林栽植面积已达546万hm，为国内人造板和纸浆等用材生产提供了重要的资源和保障。桉树木材密度较大、纤维均匀、制浆率高(约0.25 kg·m)，已成为林浆纸产业的重要原料。此外，尾细桉()等桉树品种具有干形通直圆满、自然整枝好、木材机械加工性能好等特点，成为我国南方重要胶合板原料用材和纸浆用材树种。尾细桉等桉树杂交无性系的通直干形、抗逆性和材性特点表明其人工林经营管理可结合纸浆材和胶合板材的培育技术。相较于尾巨桉，尾细桉更适合在沿海台风区种植，其抗风能力的加性遗传由父本细叶桉决定，且适宜的抚育措施对尾细桉人工林的定向培育具有十分重要作用。

与其他树种相比，目前桉树速生丰产林的轮伐周期较短(6年以内)，短轮伐期在满足木材需要方面具有广阔的前景，但也易造成地力衰退。因此，在经营过程中应考虑林地生产力和林业的可持续发展。林分抚育能够提高林分质量和林地的生产力，在生长期通过不同抚育施肥等措施，可改善土壤肥力，保护林内植物多样性和提高林地抗逆性，对改善林地的生态环境和提高各类效益至关重要。在松树()、杉木()人工林的研究中发现，林分抚育能够提高林下植被多样性并改善林分环境、光照和温度条件,同时能够提高林下土壤酶活性并增加土壤微生物数量。可见，适宜抚育措施对于人工林生态保护和地力维持至关重要。但目前部分桉树人工林经营仍然缺乏对抚育施肥等措施的认识，合理的抚育措施并没有得验证和推广。

抚育施肥是森林培育提质增效的重要措施之一，是森林经营的中心环节。已有学者对闽南地区尾巨桉()人工林的抚育施肥等措施开展了研究，也对华南地区等不同立地条件区域桉树人工林采用不同抚育措施进行了研究，均认为科学抚育可促进人工林生长、土壤微生物群落功能多样性以及有机物转化功能，从而促进经济价值和生态效益提升。因此，本研究选择沿海台风区雷州半岛的尾细桉人工林作为研究对象，对通过不同抚育措施处理后的3.3年生林木生长性状和林分效益进行比较分析，以期找到适宜的抚育措施，为提出雷州半岛地区尾细桉人工林培育的合理抚育模式及推广技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种及样地信息

研究对象为尾细桉无性系(L22)。试验样地位于中林集团雷州林业局有限公司纪家林场赤坭尾2林班2044小班(20°55ʹ25ʺN，109°50ʹ12ʺE)，海拔30 m，年平均温度22.7℃，年降雨量1 800 mm，雨量大部分集中在4—9月，干湿季节明显，7—10月为台风季节，年热带风暴登陆2 ～ 3次。试验地土壤属于薄层浅海沉积砖红壤。主要土壤特性：有机质13.73 g·kg，全氮396 mg·kg，全磷138 mg·kg，全钾1.23 g·kg，速效N为32.74 mg·kg，速效P为11.54 mg·kg，速效K为39.21 mg·kg，有效B为0.18 mg·kg，pH值(水提)4.62。土壤相对缺磷，需要施足。造林前茬亦为桉树林。林下植被以鹧鸪草()、大叶油草()为主，还有马缨丹()、了哥王()、飞机草()和灌木白背叶()等。

1.2 试验设计

试验林于2017年7月营建，于2018年5月进行试验设计并于当年11月实施，采用正交试验设计方案，分别对不同抚育方式、施肥等处理进行比较分析。共设置4种模式和1个对照(不施肥不抚育)，各4次重复，每小区面积0.33 hm(表1)。机耕方式开带，1犁且带深40 cm 1次；挖穴50 cm × 40 cm × 40 cm；无性系试验株行距为3 m × 1.33 m。造林时全部林分肥料施用成分及用量相同，即基肥以富含磷(PO含量达12.42%)的甘蔗废泥加入有机复合基肥，每穴1 kg；造林后及试验设计实施前的抚育追肥为每穴施入雷林2#专用肥(31%有机质含量的复混颗粒肥，含硼锌铜锰镁5种微量元素，其中水溶性磷占有效磷≥60%、氯离子≤15%、硫≥2%)250 g。试验设计需要的生物肥为广州厂家生产的“奥特”牌生物有机肥，有机质≥40.0%，有效活菌数≥0.2亿·g，生物肥施入时按500 g·穴。

表1 不同抚育模式设计

1.3 样地调查、土壤分析及数据处理

1.3.1 样地调查

按试验设计抚育施肥后分别于2019年10月和2020年10月对各样地的尾细桉进行每木检尺，测量树高(H)和胸径(DBH)。然后，依据各样地树高和胸径的平均值计算单株蓄积SV(m)，其计算参考文献[20-21]的方法，具体运算公式如下：

=()×/30 000

为进一步比较分析不同抚育施肥措施对人工林生长的影响，本研究同时对各样地的单位面积蓄积V(m·hm)和连年生长量(CAI，current annual increment，m·hm·a)等生长性状进行计算，连年生长量值为当年生长量与前一年生长量的差值。

1.3.2 土壤分析

样地土壤分析包括pH值、有机质、全N、全P、全K、碱解N、速效P、速效K、微量元素Zn和B等的测定与文献[16]方法相同。

1.3.3 数据处理

采用EXCEL 2010对数据进行整理及生长各性状值的计算。运用SAS8.0软件进行数据的均值分析、方差分析和Duncan检验。其中：

方差分析模型为: y=+α+β+()+ε

式中:y为观测值，为总体平均值，α为重复效应值，β为无性系效应，()为无性系与重复的交互效应，ε为误差。

2 结果与分析

2.1 不同抚育措施对尾细桉树高、胸径和单株蓄积生长的影响

试验林地进行抚育试验后，共调查2次，分别在2.3年和3.3年生时进行，1年生时对林分的生长进行了抽样调查。其中1年生时尾细桉平均树高4.98 m，胸径5.03 cm，单株材积0.004 19 m。抚育后的2次林分H、DBH、SV调查按不同处理和区组进行方差分析，结果见表2。

从表2得出，处理间的生长差异在生长性状间均达到极显著水平，表明不同处理模式对树木生长有重要影响，由此进行处理间的显著性检验。不同抚育措施差异检验见表3。

表2 不同抚育模式下2.3和3.3年生尾细桉林分的生长性状方差分析结果

注：*表示<0.05，**表示<0.01，下同。

表3 不同抚育模式对2.3和3.3年生尾细桉林分生长影响检验结果

注：LSR检验结果为大写字母表示<0.01，下同。

表3中可知，在2.3年生时，即无论中耕或穴抚，在不施生物肥条件下，此二类处理对单株蓄积生长影响差别不显著，表明该两种处理在本阶段(2.3年)前对树木生长有利，生物肥在施后1年内对生长的促进效果不明显，但土壤的扰动促进了树木的生长；而由2.3 ～ 3.3年生时，只要对土壤进行过合理扰动(中耕与穴抚)均有利于生长，此4种处理模式对生长的影响差异不显著，但以穴抚同时施生物肥的处理3最有利于生长。结合两次调查，通过抚育对土壤的扰动能够有效促进树木的生长，早期生物肥对林分生长的作用较小，后期作用较为明显；施生物肥2年后对生长的影响大于1年生时，但仍然存在施生物肥并不一定促进生长性状显著提高的处理，表明生物肥对生长的促进作用具有一定时效性和有限性，这可能与较大扰动造成了养分流失有关。在生物肥对林木的长期影响中，穴抚对林木生长的促进优于中耕，尽管其差异不显著；而生物肥对林木的影响在施用1年后才产生较明显的作用，影响持续时间仍需持续的土壤和林分调查。挖穴+施生物肥的处理模式是林分当前促进单位面积蓄积生长的最佳模式之一，是值得关注的抚育措施，建议对穴抚与施用生物有机肥的联合实施加以重视。

2.2 抚育措施对尾细桉单位面积蓄积及其连年生长量的影响

对不同抚育措施下的试验林分单位面积蓄积和不同年度的连年增长量进行方差分析，结果见表4。从连年生长数据看，在1 ～ 3.3年期间无性系人工林生长整体呈增长阶段，第2个年增长量(48.01 m·hm·a)比第1个年度增长量(43.93 m·hm·a)提高了9.29%。

由表4可知，不同处理模式间的生长性状差异达显著到极显著差异水平，由此进行处理间的显著性检验。不同抚育处理措施间差异性检验见表5。

表4 尾细桉林分生长方差分析结果

表5 抚育对尾细桉林分3.3年生单位面积蓄积及连长增长量的检验

由表5可知，单位面积蓄积与表3单株蓄积的分析结果类似，也以对土壤扰动的抚育措施对林分生长有利，其中机耕对两个年度的木材单位面积蓄积生长均有较显著影响，在抚育(含中耕和穴抚)扰动下的蓄积无论施肥与否表现差别不显著；从两次调查后的单位面积蓄积连年增长量得出，不同抚育模式比对照提高34% ～ 52%，增长最高的是处理2和3，即在土壤扰动下的施生物肥其连年增长量优于其它处理，而尤以中耕+生物肥的第2个年度增长量最大；综合不同抚育模式处理下的两个年度调查分析，单位面积蓄积的排序与1 ～ 3.3年间的蓄积增量排序一致，以中耕有利于林分生长，而施入生物肥的作用在1年后才表现出较强的显著影响，以施入生物肥后的2.3 ～ 3.3年期间连年增长量为最高，且增长量CAI2显著高于其他处理。以上分析表明，中耕结合施加生物肥更有利于蓄积的提高，但在其他施肥措施到位的情况下，施生物肥的影响小于对土壤的扰动作用。分析其原因有两个，一是生物肥施用量未按梯度设计试验，二是生物肥在一定程度上只提高了林分的抗病能力，在促进林分保存率提高的情况下，其他肥充足时生物肥对生长性状的提高作用并不十分显著。以下结合成本和效益分析来看采用哪类抚育措施效益更高。

2.3 抚育对尾细桉连年生长量和土壤化学性质的影响

对造林前和3.3年无性系试验林地的土壤进行取样分析，结果见表6。由表6知，试验林土壤偏酸性，较强。在施入生物肥2年后的土壤调查中发现，经土壤扰动下的有机质含量更高，未施生物肥的土壤有机质较低，全N、碱解N、有效P、速效K和微量元素含量有大致相同的结果。未扰动的林地内全P含量最高，而人工穴抚的土壤K释放最慢，扰动条件下的土壤会释放P以补充植株的生长所需。

由表6还可知，对比造林前及抚育后土壤化学属性变化，土壤pH值随着造林后降低，有机质减少，全P及有效NPK都随着林龄的增加而降低，表明林分全P的流失及有效元素的消耗比较明显；林地全N和有效B因基肥和追肥的使用而增加，未施肥则减少；全K则表现出造林前最低，抚育施肥后含量显著增加，表明施肥对林地的影响较明显，对促进林木的生长有较大作用。

2.4 不同抚育措施下的尾细桉林分效益分析

在5种抚育模式下，通过单位面积蓄积增量和林分单位面积蓄积的差异，以及在差异情况下的产值和产出投入比，分析和提出适宜推广的抚育模式。目前分析预测1个轮伐期(研究区域纸浆林6年为1个轮伐期)示范林的生长及其经济效益。通过林分半个纸浆林轮伐期(3.3年)的林分产生效益结果来预估或评价不同模式下的生长及效益差异，其中1 ～ 3.3年期间的单位面积蓄积增量的投入和产出结果见表7，出材率按75%计。

表6 不同抚育措施前后的土壤化学属性

表7 不同处理后2年(1 ～ 3.3年)尾细桉林分蓄积增量及收益估算

由表7可见，单位面积蓄积增量模式1>模式3>模式2>模式4>模式5，在此单位面积蓄积增量条件下的林分净收入模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，不同抚育模式单位蓄积增量比对照提高25.72% ～ 50.86%，因此模式1的中耕不施肥是较理想的林分抚育模式。从净收入上看，排在第2的为模式4，其抚育模式为挖穴不施肥。以上两种净收入较佳的抚育模式都表明生长早期对林分土壤合理扰动很有必要，施肥并非必要措施，由于生物肥的施用增加了成本，对出材量的产出与不施生物肥相比差异并不显著。尽管施生物肥条件下的模式2和3单位面积蓄积增量显著高于模式4，但相比投入了生物肥增加了较高成本，造成模式2和3的收入反而低于模式4，由此对5种抚育措施模式的全生长过程进行效益分析，结果见表8。

表8 试验林3.3年预估收入、利润率和产出投入比

根据表8，对本项目成果转化示范林进行经济效益评估。各项经济指标计算公式如下：①利润率=净收入/总支出×100%；②效益成本比(B/C)=产出/(造林投入本息 + 采运成本)。因示范林正处于生长高峰期，尚未达到主伐(尾细桉无性系轮伐期6年)林龄，本次经济效益评估仅供参考之用。示范林造林人工费用包括：清理迹地、挖树头、开沟、备耕、备苗、施基肥和追肥、除杂草、生物防治、定植和补植等，2017年造林费平均为13 845.00元·hm，以上费用包含各年度相同的造林、抚育、追肥等。除开展本试验的抚育模式(2018年10月)不同外，其他年份的投入和抚育措施完全相同。第1年基肥桉树1号基肥1 500.0元·t，第2年桉树2号追肥价格1 800.0元·t，所购生物菌肥按1 800.0元·t购入，组培苗按1 230.0元·hm。在本息计算时，银行利率按6.0%计，出材量按75%计算，采伐成本按115.0元·m计算，目前市场桉木价格为430.0元·m。结合表7和表8可知，在当前3.3年生条件下，单位面积蓄积量和施生物肥2年后蓄积增量的净收入、利润率及效益成本比均以模式1为最佳，排名第2的为模式4，生物肥的施入尽管在生长上产生了促进作用，但并未产生较好的经济效益。

3 讨论与结论

不同抚育措施对林分生长的影响差异显著，抚育措施造成的立地变化、微环境适应性及抗逆性水平等因素的不同都能使增长效应和林分保存率发生变化，因此这种影响关系较为复杂且难以概括，但适宜的抚育措施多数效应则有利于林分的生长。从本研究结果看，不同抚育措施均提高了林分的生长，单位面积蓄积增量和效益排序均以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，且前3种模式相对于后2种差异显著，表明合理的土壤扰动和施生物肥有利于生长且提高了林分的保存率和维持了土壤养分。

在基肥和追肥条件相同的条件下，合理的增施生物肥能显著增加桉树人工林的产量，此结论与文献[17-18,23,26]的结论一致，但产量的增加在不同肥料的施入方式间存在显著差异。不同的土壤条件以及桉树品种对施肥的需求都有着较大差异，贫瘠林地的桉树人工林施肥需求往往更迫切。本研究发现，在雷州半岛土壤较贫瘠、养分含量低且呈强酸性的土壤上种植尾细桉人工林并进行抚育施肥具有明显的效益，比对照生长增量明显，经济效益也在3.3年内得到明显提升。

不同抚育措施干扰下桉树幼林地各处理之间的物质积累及连年增长量在两个年度存在较大差异，干扰后第1年连年增长量以模式1>模式4>模式3>模式2>模式5，第2年以模式2>模式3>模式1>模式4>模式5，且两次排序中均以排名第1和第2位间的差异不明显，表明生物肥在施入的第1年里对连年增长量贡献并不大，而在第2年里则贡献较大，生物肥对林分生长的影响持续到施肥后的第2年。这一趋势与王会利等的研究“随着林龄的增加，对幼林地的干扰(除草和施肥)强度逐渐减弱直至停止”结论并不一致，原因可能是本研究条件是在其他肥料充足情况下的生物肥施入造成的。

由于近几年雷州半岛地区遭受特大台风影响较少，目前值得推广的抚育模式为模式1，在中耕且满足常规肥条件下，其林分保存率、林分产量和效益在5种模式是最好的，其单位面积蓄积增量在2个年度比对照高52%，效益比对照提高50.85%，是值得推广的抚育模式，但由于本次研究未到达林分的轮伐期，研究结论仍需持续验证。尽管合理的土壤扰动和施入生物肥后对生长及蓄积产生了促进作用，且生物肥的施用能改善立地条件、提高林分的抗病性和保存率，但经济效益反而差于不施生物肥的两种试验处理，原因在于当前用于试验的生物肥成本较高，影响了该措施在本区域的大面积推广，如今后在大面积推广生物肥同时降低生物肥成本，施生物肥的模式3和2仍然值得关注。

由于当前木材价格和经济形势处在一个较低的水平，随着经济形势的好转、木材价格的上扬、税收的减免以及大径级木材的培育等，净收入等效益势必将会逐年增加。示范林在3.3年生时除对照模式外，其他抚育模式均已超过0.20的利润率，最高已接近0.40的利润率，而产出投入比4种试验模式均超过1.2以上。从桉树生长规律看，随着纸浆林半个轮伐期到1个轮伐期时近3年生长旺盛期到来，其利润率会逐渐增高，优良杂种尾细桉无性系的产出投入比会逐年增加。因此，在优良无性系种植、合理人工林栽培、合理抚育管理措施和无台风影响条件下，发展桉树无性系速生丰产林的经济效益将非常显著。

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致谢：试验得到中国林业科学研究院热带林业研究所白惠文、中林集团雷州林业局有限公司潘松海、彭仕尧、陈文平、黄瑞等人给予的帮助，在此一并致谢！

Effects of Tending Measures on Growth of×Clonal Plantations in Leizhou Peninsula

CHEN Maxing, LI Kongsheng, LU Haifei, HE Pulin, LI Guangyou, XU Qixian,LI Hua-qiang, OU Sheng, DAI Shou-xiang

(1.,,;2.,)

This study examines the effects of different tending measures on the growth ofplantation in order to provide a theoretical basis for the cultivation ofplantations on the Leizhou Peninsula. Takingplantations in Jijia forest farm of Leizhou Forestry Bureau as the research objects, growth following five tending modes were observed for two consecutive years in sample plots. Through comparative analyses of growth characters, the growth and economic benefits under different modes were evaluated, and the effects of different tending modes were evaluated. Among the five tending modes, the growth order of volume per hectare and CAI (current annual increment per hectare) were as follows: mode 1 > mode 3 > mode 2 > mode 4 > mode 5. Tending mode 1 was the best and involved mechanical tillage without applying biological fertilizer, and among different tending modes the unit area increment was 34% ～ 52% higher than that of control treatment (tending mode 5). Biological fertilizer used in tending modes 2 and 3 had a greater impact on the volume growth during the second year when compared to tending mode 1. Under the five modes, the current economic benefit order was as follows: mode 1 > mode 4 > mode 3 > mode 2 > mode 5, with benefits of different modes being 25.72% ～ 50.86% higher than that of control mode 5. Overall, the results showed that conventional tending and fertilization, which involved reasonable soil disturbance, was most conducive to stand growth. However, use of biological fertilizers can promote stand growth and improve stress resistance, although current prices for biological fertilizer will likely limit its use on a larger scale. If the cost of bio-fertilizer is reduced in the future, then tending modes 3 and 2 will likely become more economically viable.

tending and fertilization;clones; Leizhou Peninsula; volume per hectare; current annual increment per hectare

10.13987/j.cnki.askj.2021.02.001

S753.5

A

“十三五”国家重点研发计划课题“桉树高纤维纸浆材定向培育技术研究”(2016YFD0600503)；中国林业科学研究院基本科研业务费专项“桉树速生抗风、耐寒优良品种选育研究”(CAFYBB2017ZA001-5)；“热带及南亚热带人工林树种良种选育研究”(CAFYBB2018SZ002)

陈马兴(1989— )，学士，主要从事林木遗传育种及培育研究，E-mail:chenailisa@163.com

李光友(1970— )，副研究员，主要从事研究热带速生工业用材林树种遗传改良及栽培研究，E-mail: luosuo3000@163.com