吴宗兴,徐 惠,王泽亮,宋小军,熊 量,李长生,林 英
(1.四川省林业科学研究院,四川 成都 610081;2.汶川县林业局,四川 汶川 623000)
辐射松(Pinus radiata D.Don)原产于美国的加尼福利亚,属常绿针叶乔木,树高可达30 m;针叶为3 针1 束,稀2 针、4 针、5 针1 束;主干明显,冠幅较小,分枝力强,自然整枝能力差,枝繁叶茂,每年可抽2次~3次主梢,生长期长达11个月;主根明显,侧根较多,根系发达,有菌根菌,适应性强,耐盐渍、耐干旱贫瘠,抗锈病、赤枯病能力特强,速生、丰产性能极佳、材质好、产量高(40 a 生蓄积量每公顷可达600 m3)、用途广(木材广泛应用于造纸、建筑等行业)。由于辐射松的特殊林学特性,世界上先后有几十个国家和地区进行引种造林试验,其中引种到北半球表现最好的国家属西班牙,引种到南半球表现最好的国家属新西兰、澳大利亚、智利和南非。九十年前,新西兰从世界各地引进上百个地理种源,经过选育驯化,筛选繁育出适宜的品种,采取高度集约化经营,其单位面积生长量以及造林面积都超过原产地,仅占森林面积16%的辐射松林,生产了占全国产量94%的木材,一跃成为木材出口大国,为新西兰林业生产、乃至整个国民经济的发展起到极大的促进作用。
“5·12”汶川特大地震造成汶川、理县、茂县、北川等地山区大量山体滑坡、泥石流等灾害发生后,该区农民将进行移民搬迁,会闲置大量土地,急需快速开展生态治理、植被恢复。在灾后重建中,辐射松作为首选树种,被广泛应用于宜林地、地质灾害移民后的退耕地的植被恢复中,同时,广大群众急需实用的辐射松栽培技术指导和示范,为全省辐射松产业发展,农民增收,特别是地震灾区灾后重建形成新的经济增长点,具有重大的现实意义。
1.1 试验区概况
1.1.1 汶川县威州镇,地处31°31',103°36',海拔1 330 m,年均降水量516 mm,年均蒸发量1 858 mm,蒸发量为降水量的3 倍多,5月~10月为雨季,降水量占全年的82.4%,11月至翌年4月为旱季,降水量占全年17.6%,平均相对湿度69%,年均风速2.9 m·s-1,年均气温12.7℃,极端最高气温34℃,最高气温≥30℃平均32.7 d,极端最低气温-8.6℃,低温≤0℃平均37.8 d,平均气温日较差9.9℃,年平均日照时数1 705.5 h。土壤为灰褐土,pH 值7.4~8.1,海拔1 350 m,坡度20°~25°。优势植被为白刺花(Sophora viciifolia Hence)、铁杆蒿(Artemisia glauca)、金花蚤草(Puliearia chrysanha Ling)等,盖度50%,土壤为坡积灰褐土。立地类型为阴坡潮润亚贫瘠——矮灌型。造林树种为辐射松(Pinus radiata D.Don),2009年3月营造,初植密度为3 300株·hm-2,幼树平均树高31.4 cm,平均地径0.3 cm。
1.2 研究方法
1.2.1 覆盖保水造林试验,每处理均采用大样本50株以上,随机区组,3次重复。
1.2.2 在每个标准地内,挖具有代表性的土壤剖面两个,详细进行剖面观察记载,并分层取样,采用常规方法分析测定土壤的水分变化规律。
1.2.3 选择生长中等具有代表性的地段设置10 m×10 m 的样地,定时、定位调查辐射松幼林高、径、生物量。
1.2.4 对各试验收集的数据进行统计分析,统计分析方法采用百分数比较法和方差分析及q 检验。
2.1 覆盖对辐射松幼树成活和生长的影响
为了充分利用天然降水,提高造林成活率,促进幼树的生长,对辐射松幼树进行塑料薄膜覆盖,石块覆盖和对照(分别用甲、乙、CK 表示)的处理试验。经过连续3 a 试验,辐射松成活率、保存率、苗高、地径年均生长量如表1,方差分析如表2,多重比较如表3。
表1 辐射松成活率保存率、苗高、地径年均生长量表
表2 辐射松幼树不同覆盖处理方差分析表
表3 辐射松幼树不同覆盖处理的成活率、保存率、苗高、地径生长量、平均数的差值表
从表2可以看出,覆盖对辐射松幼林的成活率,保存率及苗高、地径生长量有极显著的影响,说明覆盖对造林保存率、成活率及苗高、地径生长量有极显著的促进作用。各处理之间进一步作多重比较,用q 检验法如表3。
从表3可以看出,覆盖处理对辐射松幼树的成活率,保存率苗高、地径生长量有极显著的影响。可以看出塑料覆盖和石块覆盖之间的成活率,保存率、苗高生长量之间不显著,只有地径之间差异极显著,塑料覆盖比石块覆盖的地径生长量提高0.18cm,说明塑料覆盖比石块覆盖更有利于提高地径生长量。
2.2 覆盖对土壤水分的影响
经过连续3 a 的造林试验覆盖处理的土壤含水量统计见表4,土壤水分变化曲线如图1。
表4 辐射松幼林土壤不同覆盖措施的土壤含水量统计表
图1 辐射松幼树覆盖措施下0~60 cm 土壤绝对含水量年季节变化曲线图
从表4、图1可以看出,土壤含水量随降水季节的变化而变化,雨季土壤含水量增加,各处理的含水量也增加,旱季降水减少,土壤含水量比对照有显著的增加。全年0~60 cm 土壤平均含水量塑料覆盖为10.25%,石块覆盖为8.77%,对照处理为8.44%,分别比对照提高1.82个~0.33个百分点,塑料覆盖比对照覆盖提高1.48个百分点。雨季5月~10月平均含水量塑料覆盖为11.53%,石块覆盖为10.14%,对照为9.52%,分别比对照提高0.62~2.01个百分点;旱季11月至翌年4月土壤含水量塑料覆盖为8.99%,石块覆盖为7.40%,对照为7.35%,分别比对照提高0.05个~1.64个百分点;伏旱的8月份塑料覆盖和石块覆盖的土壤分别比对照提高1.29个、2.65个百分点。
2.3 覆盖对辐射松幼树物候期的影响
塑料薄膜覆盖的辐射松芽2月20日左右开始膨大、萌动,3月1日幼树已抽出新梢,覆盖石块的幼树芽开始萌动、抽新梢,而对照处理的幼树芽则刚开始膨大。10月22日对照处理的辐射松幼树已停止生长,而覆盖的辐射松芽11月15日才停止生长。总之,经过连续3 a 观测得知,覆盖的辐射松芽比对照提早20 d 左右萌动,延迟15 d 左右停止生长。
3.1 覆盖对辐射松幼树成活和生长有显著的促进作用。塑料薄膜覆盖比对照造林成活率提高12.3个百分点、保存率提高12.2个百分点、苗高生长量提高11.9 cm、地径生长量提高0.57 cm,石块覆盖比对照造林成活率提高9.6个百分点、造林保存率提高12.2个百分点、苗高生长量提高9.3 cm、地径生长量提高0.39 cm。
3.2 塑料薄膜覆盖下的土壤,水、肥、气、热都处于最佳状态。降水可以从穴周浸入土壤并贮存起来,虽然温度愈高、水分蒸发愈烈,但被薄膜强行阻隔,水汽又被土壤吸收,使降水大部分能供给幼树生长之需。
3.3 石块覆盖既能就地取材、方便易行,是易推广的技术措施。石块覆盖有降低土表温度、减轻蒸发的作用,而且石块热容量小、吸热快、散热快、晚间温度低,可凝结周围水气,供土壤吸收,从而增加土壤水分;地震灾区有大量石块,可舍薄膜而用石块覆盖,借以减少投资。
3.4 覆盖延长了幼树生长期。表土覆盖石块、塑料薄膜后,天然降水下渗增加,土壤水份蒸发受覆盖材料阻隔而被抑制,从而提高土壤水分含量,利于幼树生长。另外,覆盖还减少了因降雨而引起的土壤肥料的淋溶流失,防止了因降雨而引起的土壤板结,另一方面提高了土壤温度,从而有利于土壤微生物的活动(加快土壤有机质分解)和幼树根系生长发育,同时,覆盖抑制了杂草、灌木生长,使之避免与幼树竞争水、肥,因而显著促进了幼树的高、径生长。塑料薄膜覆盖的幼树提早20 d 左右萌动、延迟15 d 左右停止生长,石块覆盖幼树提早10 d 左右萌动、延迟7 d 左右停止生长,这对幼树生长发育十分有利,有利于辐射松幼林提早郁闭成林,发挥森林的综合效益。
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