雷琼地区尾细桉纸浆林立地质量评价及生长规律研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guanghuisir
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尾细桉因速生和抗逆性良好得到大面积的推广种植,是华南地区重要的纸浆原料林树种之一。随着纸浆业发展对原料的需求及要求,营造高质高产的定向桉树纸浆材人工林成了必然的选择。尾细桉作为海南岛和雷州半岛(下述简称“雷琼地区”)台风频发地区的桉树造林首选品种,在人工林培育过程中,由于缺乏科学的栽培区划,对林木生长和立地生产力的关系认识尚浅,出现地力衰退导致生产力降低等现象,制约了尾细桉人工林的可持续经营。本研究以雷琼地区大面积栽种的尾细桉人工林为研究对象,通过临时标准样地调查和取样,获得林木生长量、立地因子(植被、土壤、地形地貌等)和解析木的数据信息,分析尾细桉人工林生长与立地因子的相关性,开展尾细桉人工林立地类型划分及质量评价,探讨尾细桉林分的生长规律和制浆造纸性能,从而充分发挥立地的生产潜力,为雷琼地区尾细桉纸浆林的科学经营提供理论依据和指导。主要研究结果如下:(1)雷琼地区尾细桉人工林林下植物相对丰富,雷州半岛出现的植物种类为30科59属63种,草本植物以飞机草、鬼针草、阔叶丰花草、假臭草、白茅、糠稷、薇甘菊、龙爪茅为主;灌木植物以大青、银柴、梵天花、车桑子、白楸、酸藤子为主。海南岛出现的植物种类共计82科196属234种,草本优势种主要包括飞机草、阔叶丰花草、藿香蓟、小飞蓬、耳草、海金沙、牛筋草、狗尾草、马唐、含羞草、芒等;灌木优势种主要包括地桃花、白背叶、大青、野牡丹、车桑子、马樱丹、银柴、簕欓花椒等。分析结果表明,林分的龄组和立地差异对植物丰富度和多样性的影响显著(P<0.05),林木生长与草本植物的竞争关系明显;土壤理化性质与林木及林下植物多样性的相关性密切,土壤密度、土壤有机质、磷和钾含量是林下植物多样性变化和人工林生长的重要影响因子;林木和植被在维持林地质量和土壤养分循环中起着重要作用。其中,雷琼地区尾细桉人工林土壤以酸性为主;有机质含量中等偏低;氮含量偏低,磷和钾的含量比较贫缺,对土壤养分进行主成分和K均值聚类分析知,雷琼地区87.5%的土壤养分含量处于中等及偏下水平,说明雷琼地区土壤养分整体比较贫瘠,在人工林经营中,除采伐剩余物归还林地外,应加强施肥的抚育管理,尤其注意补充磷肥和钾肥。(2)根据选用的7个立地因子,结合类目划分表,将各立地因子数据(0,1)化,分别将数量化后的立地因子数据为自变量,样地优势木树高年均生长量为因变量,利用数量化理论Ⅰ方法建立回归模型Y=1.907-0.659X12-0.685X13+0.407X21+0.16X22+0.031X23-0.136X31-0.244X33-0.384X41-0.183X43+0.123X44-0.559X51-0.091X53+0.569X61-1.339X63+0.264X72+0.752X73。根据简单实用和主导因子相结合,选取了土壤质地、成土母岩和土壤密度3个立地因子对雷琼地区尾细桉人工林进行立地类型划分,归类为12个立地类型。根据预测潜力得分值将立地类型划分为Ⅰ级(2.8-3.2m)、Ⅱ级(2.4-2.8m)、Ⅲ级(1.8-2.4m)和Ⅳ级(1.4-1.8m)4个生产力等级,并得出尾细桉栽种在浅海沉积物和玄武岩发育的壤土、中低土壤密度立地时,林木生长最好,立地生产力最高。(3)运用数量化理论Ⅰ的方法,以优势木树高年均生长量为因变量,各立地因子为自变量,进行数量化回归拟合,依次剔除最小贡献因子,编制了数量化的立地质量得分表和生产力评价表,经适用性检验表明编制的评价表可靠。雷琼地区采用调查的立地因子预测立地质量时,其等级范围为2.49-3.15(优),1.83-2.49(良),1.17-1.83(中),<1.17(差)。雷琼地区尾细桉人工林立地大部分位于中等偏上水平,表明造林布局基本合理。而基于样地调查获得的优势木树高-年龄数据,应用理查德、考尔夫、逻辑斯蒂、坎派兹等模型进行拟合,筛选出Korf式H=38.668*e(-1.725/A^0.470)作为编制立地指数表的导线曲线方程。优势木树高变异系数在5a后趋于稳定,从而确定了尾细桉人工林的基准年为5a,指数级距为2m,采用标准差调整法编制了12m、14m、16m、18m、20m、22m、24m共7个等级的立地指数表。经显著性和落点检验,此表在雷琼地区人工林立地质量评价中具有较好的应用效果,可为生产实践提供指导。(4)利用各样地优势木树干解析资料,通过对9个备选理论模型和经验模型的生长拟合,表明Power和Logarithm模型对树高生长的拟合度较高,Powe、Logarithm和Quadratic模型比较适合胸径的生长拟合,材积生长以Gompertz模型表现最佳,分别获得了不同立地生产力等级的尾细桉树高、胸径和材积的最佳生长模型表达式。利用获得的最佳模型拟合一株15a生的尾细桉生长过程来分析林木的生长规律可知,立地生产力等级不同,尾细桉的生长量变化差异较大,结合材积生长量变化规律,确定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级立地尾细桉的数量成熟龄,分别为8.5a、7.5a、6.5a、5.5a,立地质量越高,林木的数量成熟年限越长,与实际生产中5-7a的轮伐期基本相符。(5)对不同立地质量尾细桉木材材性、化学组分和制浆性能的分析得知,Ⅰ级立地在得浆率和制浆工艺难度方面都具有较大的优势,更适合培育尾细桉纸浆材。对不同林龄尾细桉木材材性、化学组分和制浆特性的分析表明,尾细桉木材的基本密度、纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比均随着年龄增加呈增大趋势,化学组分和纸浆得率等指标略有差异,但变化不大,综合分析认为雷琼地区尾细桉人工林的木材制浆工艺成熟龄在5-7a之间。
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