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摘要[目的]在文昌市岛东林场低效木麻黄纯林中开展近自然经营改造技术试验，对3种模式下的树种生长进行调查研究，选择出最佳的配置模式。[方法]采用方差统计、聚类分析的方法对10个树种的树高、地径、冠幅生长量生长情况进行整体比较。[结果]伊朗紫硬胶、非洲楝第1年和第2年均表现出树高、地径、冠幅生长速度较快，相反檀香紫檀、琼崖海棠和黄槿生长速度较慢，其他树种表现不一，并将树种分为3类，第1类为速生树种，有非洲楝和伊朗紫硬胶;第2类为中生树种，有麻楝、花梨，山竹、大叶相思、母生;第3类为慢生树种，有琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀。[结论]根据近自然化原则、树种生态特性和垂直结构理论，选择花梨、非洲楝和檀香紫檀混交模式作为低效木麻黄林下近自然改造的首选配置模式。
关键词低效林;生长量;聚类分析;配置模式
中图分类号S718.5文献标识码A
文章编号0517-6611（2019）03-0094-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.030
文昌市沿海防护林以木麻黄（Casuarina equisetifolia）作为主要树种，据资料统计木麻黄人工林占文昌市沿海防护林有林地经营面积的80%[1]，可见，木麻黄在文昌的森林资源结构中占有非常重要的地位。但是近年来，受到外界干扰、立地条件和自然灾害的影响，部分木麻黄出现老化、病虫害严重，加上经过多年经营木麻黄，土壤肥力缺乏，林木生长受到破坏，出现低效木麻黄林分，防护功能后天衰退，提高了林火灾害的危险，对沿海防护林多样性和生境完整性形成巨大的威胁[2]。如何使其维持较高的生态效益，已成为森林经营工作中的重点。历史的经验和教训让人们认识到单一树种的轮伐期人工林经营模式不利于在一个区域内大规模使用，需要开发和应用更精细的多功能的近自然森林经营模式，培育出结构功能合理的近自然森林[3-4]。
近自然森林经营是以乡土树种为主，以不同树龄、多个层次、多个树种、多样品种组成的近自然化多功能森林为目标[5]，通过结合人工经营处理措施与自然结构和生长优势的积极作用，实现具有生物多样性、稳定性、多功能性的综合高效近自然森林生态系统的经营模式[6]。在我国南方，对杉木纯林的近自然化改造试验证明，大力营造异龄混交林以改良土壤和改善生物多样性[7]，海南省东北部海岸地区开展了相关的木麻黄混交造林试验，在营造混交海防林的角度上获得了一些经验，其中木麻黄-相思混交林在促进林分生长、土壤养分发育上也取得一定的效果，但以乡土树种为主多树种套种在木麻黄人工林上的试验研究报道较少。笔者以文昌市岛东林场东风作业区低效木麻黄林为研究对象，选择花梨、伊朗紫硬胶、琼崖海棠、山竹、母生、黄槿、檀香紫檀、非洲楝、麻楝、大叶相思10个树种，设计了低效木麻黄林下套种3种模式试验，通过对套种后的林下幼龄树种生长进行定期测定，分析各树种的生长动态，选择出最佳的配置模式，从而为低效林改造提供技术依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
试验地位于文昌市岛东林场东风作业区，地处110°36′～110°01′E，19°40′～20°06′N，属于沿海平原地带，热带海洋性季风气候，日照充足，气候温和，太阳总辐射强，年均气温22.5～23.8 ℃，年均降雨量1 808 mm，相对湿度70%。土壤类型为滨海沉积物砂壤土，pH为6.5～8.4。人工植被以木麻黄为主，灌木主要是野牡丹、马樱丹、桃金娘、大青等，草本主要有牛筋草、鬼针草、胜红蓟等。
1.2材料
选择非洲楝、花梨、檀香紫檀、伊朗紫硬胶、大叶相思、琼崖海棠、黄槿、麻楝、山竹、母生作为试验树种，具体造林规格见表1。
1.3试验设计
以岛东林场东风作业区低效木麻黄纯林为研究对象，开展近自然经营改造技术试验，设置3种不同林下套种树种配置模式，即模式1：非洲楝、花梨、檀香紫檀;模式2：大叶相思、黄槿、琼崖海棠、伊朗紫硬胶;模式3：麻楝、母生、山竹。采用带状补植方式，穴状整地，株行距为1.5 m×3.0 m，穴的规格为40 cm×40 cm×40 cm。将树苗放入穴内培土并分层踏实。該试验采用完全随机区组设计，每种模式中建立20 m×30 m标准地，每种模式3次重复，总共布设9块样地，造林时间2017年3月，分别于2017年11月、2018年8月对样地内套种的幼树成活率以及树高、胸径、冠幅生长量进行调查。
1.4数据分析
采用Microsoft Excel 2007 软件进行数据统计，利用SPSS18.0统计分析软件进行方差统计和聚类分析处理。
2结果与分析
2.1不同树种幼树的成活率
套种后当年10个树种的幼树成活率均在60%以上，其中麻楝、母生的成活率最高，达97%;非洲楝、花梨成活率次之，均达90%;伊朗紫硬胶、大叶相思、檀香紫檀的成活率达80%～86%;琼崖海棠、山竹和黄槿的成活率低，分别为70%、65%和63%。对成活率低的树种进行补植，后续追踪调查成活率都较好，均达85%。
2.2幼树生长分析
2.2.1地径生长动态。10个树种间各年龄的地径生长差异极显著（P<0.01）。由图1可以看出，套种后当年非洲楝地径表现出快速生长，生长量为0.43 cm，第2年生长稍微减缓;伊朗紫硬胶、大叶相思、麻楝、花梨、山竹和母生均为套种当年生长缓慢，第2年地径生长有上升的趋势，生长量分别为0.63、0.55、0.53、0.46、0.27和0.25 cm;琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀地径生长较慢，套种后2年地径年均生长量小于01 cm。套种树种地径生长速度依次为非洲楝、伊朗紫硬胶、大叶相思、麻楝、花梨、山竹、母生、琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀。 2.2.2
树高生长动态。10个树种在套种当年树高生长差异不显著（P>0.05），第2年樹高生长差异显著（P<0.05）。由图2可以看出，套种后当年10个树种树高生长量介于9.0～13.3 cm，第2年树高生长量较第1年有不同程度的增长，其中非洲楝、伊朗紫硬胶、大叶相思、花梨、麻楝、山竹、母生的树高发生显著变化，生长量为23～53 cm，其次黄槿、檀香紫檀和琼崖海棠生长平稳，生长量为12 cm左右。套种树种树高生长速度依次为非洲楝、伊朗紫硬胶、麻楝、大叶相思、花梨、山竹、母生、黄槿、檀香紫檀、琼崖海棠。
2.2.3冠幅生长动态。10个树种间各年龄的冠幅生长差异极显著（P<0.01），由图3可以看出，套种后大叶相思和非洲楝保持较高的冠幅生长，年均生长量分别为22.33、20.16 cm;其次黄槿、山竹、伊朗紫硬胶、檀香紫檀、琼崖海棠也表现出较好的生长趋势，套种当年生长慢，但第2年生长迅猛，生长量分别为17.0、16.6、16.0、12.0、11.6 cm;母生和麻楝生长较慢，2年之间生长量变化不大，年均生长量分别为10.5、7.0 cm;花梨冠幅生长最慢，套种后当年生长量为5.6 cm，第2年冠幅生长量仅为1.0 cm。套种树种冠幅生长速度依次为大叶相思、非洲楝、黄槿、山竹、伊朗紫硬胶、檀香紫檀、琼崖海棠、母生、麻楝、花梨。
3结论与讨论
（1）从该试验低效木麻黄林下套种树种幼林生长情况来看，各树种生物生态学特性不同，林下10个树种1年成活率都较好，除了琼崖海棠、山竹和黄槿的成活率不足80%外，其他树种均能达80%以上的成活率，反映它们适合在当地低效木麻黄林分下补植套种。在苗木年生长量方面，非洲楝、伊朗紫硬胶无论是第1年还是第2年，树高、地径、冠幅生长速度均较快，相反檀香紫檀、琼崖海棠和黄槿生长速度较慢，其余树种在不同时期的树高、地径、冠幅年生长量均有着不同的生长趋势，有的树种为纵向生长，有的为横向生长，如花梨地径、树高生长较好，由于是落叶树种，冠幅生长稍差。因此，单一的生长指标不能准确地反映不同树种的整体生长状况[8]。采用聚类分析的方法，对10个树种树高、地径、冠幅生长情况进行整体比较，结果表明非洲楝和伊朗紫硬胶生长速度较快，在低效木麻黄林下具有较好的适应性，可作为先锋树种;麻楝、花梨、山竹、母生、大叶相思等树种生长速度一般，作为中生树种;琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀生长速度较慢，作为慢生树种。
（2）依据上述分析结果，根据近自然化原则，进行树种配置时，应注重速生树种和慢生树种的合理搭配，间隔布植，以速生树种快速形成森林，慢生树种则起到丰富林分、稳定群落的作用[9]。通过聚类分析方法，同一生长类型中轴离系数很小的2个或多个种类应避免配置在一起，这样可尽量减少或避免相近生态位树种在对环境资源利用方面的竞争[10]。由此可以看出，3种木麻黄林下套种树种配置模式中，花梨、非洲楝和檀香紫檀在低效木麻黄林下配置模式效果是最佳的。但由于林下套种混交模式的林分还处于幼林阶段，树种之间是竞争还是促进关系，还需进一步研究。
参考文献
[1] 刘宪钊.热带海岸木麻黄人工林近自然经营模式研究[D].北京：中国林业科学研究院，2011.
[2] 刘伟.东源县马尾松林分改造初期效益研究[D].广州：华南农业大学，2012.
[3] 许新桥.近自然林业理论概述[J].世界林业研究，2006，19（1）：10-13.
[4] 肖志军.近自然森林经营的几点思考[J].现代园艺，2013（14）：210-211.
[5] 尤立权.关于近自然森林经营的思考[J].现代工业科技，2014（13）：201.
[6] 陈云芳.多功能林业的协同发展指标体系与评价模型研究[D].北京：中国林业科学研究院，2012
[7] 王祥，王海军，王中激，等.深圳市羊台山森林公园优良乡土阔叶树种选择技术研究[J].广东林业科技，2012，28（6）：8-13.
[8] 康敏明，杨海燕，陈红跃，等.34种阔叶树种早期生长比较[J].广东林业科技，2006，22（4）：83-87.
[9] 冯远波.中山市林相改造主要乡土树种生长研究[D].北京：中国林业科学研究院，2014.
[10] 易观路，许方宏，罗建华，等.雷州半岛15个阔叶树种混交幼林的生长分析[J].生态科学，2004，23（4）：346-350.
关键词低效林;生长量;聚类分析;配置模式
中图分类号S718.5文献标识码A
文章编号0517-6611（2019）03-0094-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.030
文昌市沿海防护林以木麻黄（Casuarina equisetifolia）作为主要树种，据资料统计木麻黄人工林占文昌市沿海防护林有林地经营面积的80%[1]，可见，木麻黄在文昌的森林资源结构中占有非常重要的地位。但是近年来，受到外界干扰、立地条件和自然灾害的影响，部分木麻黄出现老化、病虫害严重，加上经过多年经营木麻黄，土壤肥力缺乏，林木生长受到破坏，出现低效木麻黄林分，防护功能后天衰退，提高了林火灾害的危险，对沿海防护林多样性和生境完整性形成巨大的威胁[2]。如何使其维持较高的生态效益，已成为森林经营工作中的重点。历史的经验和教训让人们认识到单一树种的轮伐期人工林经营模式不利于在一个区域内大规模使用，需要开发和应用更精细的多功能的近自然森林经营模式，培育出结构功能合理的近自然森林[3-4]。
近自然森林经营是以乡土树种为主，以不同树龄、多个层次、多个树种、多样品种组成的近自然化多功能森林为目标[5]，通过结合人工经营处理措施与自然结构和生长优势的积极作用，实现具有生物多样性、稳定性、多功能性的综合高效近自然森林生态系统的经营模式[6]。在我国南方，对杉木纯林的近自然化改造试验证明，大力营造异龄混交林以改良土壤和改善生物多样性[7]，海南省东北部海岸地区开展了相关的木麻黄混交造林试验，在营造混交海防林的角度上获得了一些经验，其中木麻黄-相思混交林在促进林分生长、土壤养分发育上也取得一定的效果，但以乡土树种为主多树种套种在木麻黄人工林上的试验研究报道较少。笔者以文昌市岛东林场东风作业区低效木麻黄林为研究对象，选择花梨、伊朗紫硬胶、琼崖海棠、山竹、母生、黄槿、檀香紫檀、非洲楝、麻楝、大叶相思10个树种，设计了低效木麻黄林下套种3种模式试验，通过对套种后的林下幼龄树种生长进行定期测定，分析各树种的生长动态，选择出最佳的配置模式，从而为低效林改造提供技术依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
试验地位于文昌市岛东林场东风作业区，地处110°36′～110°01′E，19°40′～20°06′N，属于沿海平原地带，热带海洋性季风气候，日照充足，气候温和，太阳总辐射强，年均气温22.5～23.8 ℃，年均降雨量1 808 mm，相对湿度70%。土壤类型为滨海沉积物砂壤土，pH为6.5～8.4。人工植被以木麻黄为主，灌木主要是野牡丹、马樱丹、桃金娘、大青等，草本主要有牛筋草、鬼针草、胜红蓟等。
1.2材料
选择非洲楝、花梨、檀香紫檀、伊朗紫硬胶、大叶相思、琼崖海棠、黄槿、麻楝、山竹、母生作为试验树种，具体造林规格见表1。
1.3试验设计
以岛东林场东风作业区低效木麻黄纯林为研究对象，开展近自然经营改造技术试验，设置3种不同林下套种树种配置模式，即模式1：非洲楝、花梨、檀香紫檀;模式2：大叶相思、黄槿、琼崖海棠、伊朗紫硬胶;模式3：麻楝、母生、山竹。采用带状补植方式，穴状整地，株行距为1.5 m×3.0 m，穴的规格为40 cm×40 cm×40 cm。将树苗放入穴内培土并分层踏实。該试验采用完全随机区组设计，每种模式中建立20 m×30 m标准地，每种模式3次重复，总共布设9块样地，造林时间2017年3月，分别于2017年11月、2018年8月对样地内套种的幼树成活率以及树高、胸径、冠幅生长量进行调查。
1.4数据分析
采用Microsoft Excel 2007 软件进行数据统计，利用SPSS18.0统计分析软件进行方差统计和聚类分析处理。
2结果与分析
2.1不同树种幼树的成活率
套种后当年10个树种的幼树成活率均在60%以上，其中麻楝、母生的成活率最高，达97%;非洲楝、花梨成活率次之，均达90%;伊朗紫硬胶、大叶相思、檀香紫檀的成活率达80%～86%;琼崖海棠、山竹和黄槿的成活率低，分别为70%、65%和63%。对成活率低的树种进行补植，后续追踪调查成活率都较好，均达85%。
2.2幼树生长分析
2.2.1地径生长动态。10个树种间各年龄的地径生长差异极显著（P<0.01）。由图1可以看出，套种后当年非洲楝地径表现出快速生长，生长量为0.43 cm，第2年生长稍微减缓;伊朗紫硬胶、大叶相思、麻楝、花梨、山竹和母生均为套种当年生长缓慢，第2年地径生长有上升的趋势，生长量分别为0.63、0.55、0.53、0.46、0.27和0.25 cm;琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀地径生长较慢，套种后2年地径年均生长量小于01 cm。套种树种地径生长速度依次为非洲楝、伊朗紫硬胶、大叶相思、麻楝、花梨、山竹、母生、琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀。 2.2.2
树高生长动态。10个树种在套种当年树高生长差异不显著（P>0.05），第2年樹高生长差异显著（P<0.05）。由图2可以看出，套种后当年10个树种树高生长量介于9.0～13.3 cm，第2年树高生长量较第1年有不同程度的增长，其中非洲楝、伊朗紫硬胶、大叶相思、花梨、麻楝、山竹、母生的树高发生显著变化，生长量为23～53 cm，其次黄槿、檀香紫檀和琼崖海棠生长平稳，生长量为12 cm左右。套种树种树高生长速度依次为非洲楝、伊朗紫硬胶、麻楝、大叶相思、花梨、山竹、母生、黄槿、檀香紫檀、琼崖海棠。
2.2.3冠幅生长动态。10个树种间各年龄的冠幅生长差异极显著（P<0.01），由图3可以看出，套种后大叶相思和非洲楝保持较高的冠幅生长，年均生长量分别为22.33、20.16 cm;其次黄槿、山竹、伊朗紫硬胶、檀香紫檀、琼崖海棠也表现出较好的生长趋势，套种当年生长慢，但第2年生长迅猛，生长量分别为17.0、16.6、16.0、12.0、11.6 cm;母生和麻楝生长较慢，2年之间生长量变化不大，年均生长量分别为10.5、7.0 cm;花梨冠幅生长最慢，套种后当年生长量为5.6 cm，第2年冠幅生长量仅为1.0 cm。套种树种冠幅生长速度依次为大叶相思、非洲楝、黄槿、山竹、伊朗紫硬胶、檀香紫檀、琼崖海棠、母生、麻楝、花梨。
3结论与讨论
（1）从该试验低效木麻黄林下套种树种幼林生长情况来看，各树种生物生态学特性不同，林下10个树种1年成活率都较好，除了琼崖海棠、山竹和黄槿的成活率不足80%外，其他树种均能达80%以上的成活率，反映它们适合在当地低效木麻黄林分下补植套种。在苗木年生长量方面，非洲楝、伊朗紫硬胶无论是第1年还是第2年，树高、地径、冠幅生长速度均较快，相反檀香紫檀、琼崖海棠和黄槿生长速度较慢，其余树种在不同时期的树高、地径、冠幅年生长量均有着不同的生长趋势，有的树种为纵向生长，有的为横向生长，如花梨地径、树高生长较好，由于是落叶树种，冠幅生长稍差。因此，单一的生长指标不能准确地反映不同树种的整体生长状况[8]。采用聚类分析的方法，对10个树种树高、地径、冠幅生长情况进行整体比较，结果表明非洲楝和伊朗紫硬胶生长速度较快，在低效木麻黄林下具有较好的适应性，可作为先锋树种;麻楝、花梨、山竹、母生、大叶相思等树种生长速度一般，作为中生树种;琼崖海棠、黄槿、檀香紫檀生长速度较慢，作为慢生树种。
（2）依据上述分析结果，根据近自然化原则，进行树种配置时，应注重速生树种和慢生树种的合理搭配，间隔布植，以速生树种快速形成森林，慢生树种则起到丰富林分、稳定群落的作用[9]。通过聚类分析方法，同一生长类型中轴离系数很小的2个或多个种类应避免配置在一起，这样可尽量减少或避免相近生态位树种在对环境资源利用方面的竞争[10]。由此可以看出，3种木麻黄林下套种树种配置模式中，花梨、非洲楝和檀香紫檀在低效木麻黄林下配置模式效果是最佳的。但由于林下套种混交模式的林分还处于幼林阶段，树种之间是竞争还是促进关系，还需进一步研究。
参考文献
[1] 刘宪钊.热带海岸木麻黄人工林近自然经营模式研究[D].北京：中国林业科学研究院，2011.
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[4] 肖志军.近自然森林经营的几点思考[J].现代园艺，2013（14）：210-211.
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[6] 陈云芳.多功能林业的协同发展指标体系与评价模型研究[D].北京：中国林业科学研究院，2012
[7] 王祥，王海军，王中激，等.深圳市羊台山森林公园优良乡土阔叶树种选择技术研究[J].广东林业科技，2012，28（6）：8-13.
[8] 康敏明，杨海燕，陈红跃，等.34种阔叶树种早期生长比较[J].广东林业科技，2006，22（4）：83-87.
[9] 冯远波.中山市林相改造主要乡土树种生长研究[D].北京：中国林业科学研究院，2014.
[10] 易观路，许方宏，罗建华，等.雷州半岛15个阔叶树种混交幼林的生长分析[J].生态科学，2004，23（4）：346-350.