四种边坡复绿树种直播苗苗高生长规律研究

肖忠优，欧 斌，邓必平，王 盼，朱江华，李远章

(1. 江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000；2. 赣州市森源科技种苗场，江西 安远 342100)

近年来，随着我国经济社会发展的步伐加快，在南方山地开辟工业用地、(高速)公路建设迅速，在(高速)公路特别是南方山区(高速)公路的修建中，普遍存在“高填深挖”的现象，破坏了大量的山体，原有天然植被遭到了不同程度的破坏，造成大面积岩石裸露边坡，这些经过人工扰动并丧失植被覆盖的裸露边坡(尤其是陡坡边坡)，坡面的稳定性减弱，容易风化和引起水土流失，甚至会有滑坡、塌方、泥石流等地质灾害事件的发生，难以保证(高速)公路的正常运转，更加谈不上优良的生态景观。因此，对山区(高速)公路边坡进行科学整治迫在眉睫。随着人民生活水平的不断提高和对环境保护意识的不断加强，对(高速)公路的生态环境提出了更高的要求，因此，在加快建设交通基础设施的同时还需将生态环境保护提高至更重要的战略高度。为减少因(高速)公路建设对生态环境造成的负面影响，急需恢复陡坡边坡上的植被，并使其逐渐与周围的生态环境和景观相协调。传统的边坡复绿方法主要有机械喷播草本、小灌木种子，但是草本、小灌木根系生长短浅，在没有土壤条件的陡坡上生长难于使边坡得到较好的固定，难于发挥生物的多样性作用。而在陡坡边坡上生长乔木大灌木，则根系发达，利于边坡的稳定，生物效应发挥较好。然而直接在陡坡边坡上人工种植树苗，不容易操作。本文主要对在陡坡边坡进行直播种植的木荷(Liquidambarformosana)、枫香树(Schimasuperba)、马尾松(Pinusmassoniana)和马甲子(Paliurusramosissimus)等4个乔木、大灌木树种的1 a生苗高生长规律进行研究，拟为(高速)公路边坡直播复绿的植被多样性恢复以及复绿技术的合理选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究试验地设在赣州市上犹县东山镇和梅水乡境内的公路边坡，试验地地处亚热带南缘，属亚热带丘陵山区湿润季风气候区，气候温和，雨量充沛，日照充足，四季分明，无霜期长，年均气温18.8 ℃。

试验材料选择适合本地生长的枫香树、木荷、马尾松、马甲子等耐瘠薄、耐干旱，生命力强的乡土树种， 2013年3月进行直播种子造林。在试验地选择10处有代表性的边坡陡坡地段设置固定样方，进行苗木生长量的观测，4月30日起调查，往后每隔半月进行一次边坡样地调查，调查时在每个边坡样方的上、中、下抽样，共抽样调查6个种植穴(样方穴)，记录样方穴的发芽情况及不同时期不同树种的苗高生长量。

1.2 数据分析

以往的许多研究[1-5]都表明了苗木的年生长规律符合“S”型生长曲线，即表现出“慢-快-慢”的生长节奏。根据苗木的这一生长特点，本研究采用Logistic方程对1年生长期内的各苗木苗高生长动态进行描述，并利用常规方法确定一年中的生长拐点和速生期间等[6]。

2 结果与分析

2.1 4个树种直播苗苗高生长动态

由表1知，供试4个乡土树种，同期播种后，发芽出土时间、地上部高生长量不同，与不同树种生物学特性有关。在出苗后生长第一年，枫香树高生长量最大，为16.18 cm，马尾松次之，为12.42 cm，之后为马甲子(9.27 cm),木荷最小，为5.02 cm。

表1 4个树种1 a生直播苗苗高生长进程

2.2 4个树种直播苗苗高生长曲线

以枫香树、木荷、马尾松、马甲子4个树种每15 d调查的苗高平均值拟合Logistic方程，并求出其参数值a，b以及相关系数R，然后再计算出各树种苗木高度生长的生长拐点和速生区间，计算结果见表2。

由表2可知：Logistic方程能够很好地表达枫香树、木荷、马尾松和马甲子等4个乡土树种的苗高年生长规律，其相关系数R均达0.96以上，即4个树种苗高生长符合Logistic方程曲线，呈现慢-快-慢生长趋势。

表2 4个树种苗高年生长动态分析

2.3 4个树种直播苗苗高生长节律

严格地来讲，苗木在1 a时间内为全期生长型，从直播幼苗出土到苗木封顶整个生长期内，需经历生根期、幼苗期、缓慢生长期、速生期、生长衰退期以及苗木的硬化期等6个生长阶段。但是在实际生产过程中，除了播种、萌芽的时间和苗木封顶的时间可以确定外，其余各阶段都很难直观地通过观察和调查细分出来，只能通过数学的方法来实现，即通过苗木生长曲线求算出曲线的拐点(t0，t2)、切点(t1)，间接地划分生长时期。这里t0为苗高曲线起点，经过t1点的切线平行于t0和t2所连直线，其中t1为苗木高生长进入速生期的起点，t2为苗木速生期的终点。根据各树种播种萌芽的时间、t1、t2点以及苗木封顶的时间可以将苗木的整个生长时期大致细分成为3个阶段：生长前期(包括生根期、幼苗期、缓慢生长期)；速生期；生长后期(包括生长衰退期、苗木硬化期)(表3)。

从表3看出，枫香树苗高日生长量最大的时间出现在直播种子萌芽后的第102 d，此时的苗高累积生长量达8.1 cm，速生区间位于第57～148 d；木荷苗高日生长量最大的时间出现在直播种子开始萌芽后的第44 d，此时苗高累积生长量达3.1 cm，速生区间为开始萌芽至163 d；马尾松苗高日生长量最大的时间出现在直播种子萌芽后的第98 d，此时苗高累积生长量达6.3 cm，速生区间大约位于第45～150 d；马甲子苗高日生长量最大的时间出现在直播种子萌芽后的第85 d，此时苗高累积生长量达4.6 cm，速生区间大约位于第33～138 d。各树种间的生长拐点出现的时间和速生区间均存在比较大的差异。

表3 4个树种苗高年生长各阶段特征值

另外，各树种直播苗各个时期的持续时间和生长量差别很大，大部分树种的速生期集中于5-9月，持续时间最长，该阶段的累积生长量最大，占到总生长量的60%以上。其中枫香树苗生长前期持续57 d，累积生长量3.4 cm，占年总生长量的22.5%，速生期持续时间91 d，累积生长量9.4 cm，占年总生长量的61.4%，速生期内日平均生长量0.10 cm，日最大生长量0.12 cm，生长后期持续时间50 d，累积生长量2.5 cm，占年总生长量的16.0%；木荷苗从萌芽开始至第163 d都处于速生期，持续时间较其他树种最长，但其日平均生长量只有0.03 cm，日最大生长量也仅0.04 cm，是4个树种中苗高生长最慢的树种，速生期累积生长量4.8 cm，占年总生长量的96.8%，生长后期持续时间15 d，累积生长量0.2 cm，占年总生长量的3.2%；马尾松苗生长前期持续45 d，累积生长量2.7 cm，占年总生长量的22.8%，速生期持续时间105 d，累积生长量7.3 cm，占年总生长量的62.3%，速生期内日平均生长量0.07 cm，日最大生长量0.08 cm，生长后期持续时间48 d，累积生长量1.7 cm，占年总生长量的14.9%；马甲子苗生长前期持续33 d，累积生长量2.0 cm，占年总生长量的23.4%，速生期持续时间105 d，累积生长量5.4 cm，占年总生长量的63.3%，速生期内日平均生长量0.05 cm，日最大生长量0.06 cm，生长后期持续时间39 d，累积生长量1.1 cm，占年总生长量的13.4%。

各树种生长量呈现的“慢—快—慢”生长节律，与‘S’型曲线吻合。直播造林技术和经营管理条件完全相同，但各树种、生长各时期的特征值相差比较大，究其原因主要是由于各树种的特性所致。速生期的持续时间较长，占到整个生长时期的50%以上，生长较迅速，在此期间苗木高度生长量占总生长量的60%以上，对整个生长期苗木的生长量起决定性作用。因此，在经营管理上需最大限度地满足苗木在速生期内对养分和水分的需求。

3 小结与讨论

用Logistic方程能够很好地表达枫香树、木荷、马尾松和马甲子等4个乡土树种的苗高年生长规律，相关系数R均达0.96以上，由此对各树种拟合的苗高生长模型与生产实际相吻合。

速生期是各树种苗木生长的关键时期，同时也是提高苗木质量的重要时期。研究结果表明：枫香树、马尾松、马甲子3个树种的直播苗速生期大约出现在5月12日至9月6日，持续100 d左右，占整个生长期的50%以上，速生期内生长量占年总生长量的60%以上；木荷的速生期持续时间最长，长达163 d，占整个生长期的92%，速生期内生长量占年总生长量的96%。

因此，在管理上应该最大限度地满足速生期内各树种苗木对养分和水分的需求。建议在速生期内采用喷洒液态化肥方法施3次肥：5月初(速生期起点)、6月下旬、7月下旬，以速效氮肥为主。为了给苗木进入速生期打下良好的基础，可以在生长前期于4月中旬施1次二氨。苗木进入生长后期可以停止施肥，也可在8月下旬施1次以钾为主的肥料，以利于促进苗木木质化。