钟萼木适宜生境选择与多年生造林效果探讨

涂年旺，郭祥泉，郑经池，吴 炜，程志强

（1.福建省永安龙头国家湿地公园保护中心，福建 永安 366000；2.福建省三明市林业局，福建 三明 365000；3.福建省永安市林业局，福建 永安 366000；4.福建省永安林业（集团）股份有限公司，福建 永安 36600）

钟萼木（Bretschneidera sinensis HemsL.）属于孑遗树种，目前处于濒危状态。从20世纪80年代开始，已有学者对该树种的系统分类、形态解剖学、传粉生物学、居群遗传学、种子储藏处理、苗木培育技术、致濒成因等方面进行研究。该树种相关人工栽植效果与适宜的栽植技术还缺乏科学的理论，至今还未有人工栽植较为成功的较大面积的林分，树种濒危状态未能得到有效改善。该树种具有木材、药用、观赏与生态利用价值，是云南、四川、贵州、广东、江西、湖南、浙江、福建和广西等省的中、低山地带分布的造林树种，在海拔460 ～ 2 000 m的中、低山地带有较好的年生长量，对中、低山地带森林资源培育与流域水塔效应的生态功能具有潜在价值。为了更好推广栽植与保护该树种，本研究试图通过该树种不同生长类型苗木造林探讨生长效果，了解该树种人工培育技术与适宜栽植的立地条件，掌握该树种适宜生境与人工栽植模式，为该树种推广提供技术参考。

1 试验材料概况

试验地处于永安市燕东街道办事处麻岭村3林班15大班3小班，造林面积42亩，属于天斗山长坡下部的西北坡与北坡，平均坡度在30°以上，直接日照时间明显少于阳坡，林地伐前为松阔混交林分，海拔460 ～ 510 m，土壤为黄红壤、土层中厚、腐殖质中等，为Ⅱ～Ⅲ类立地。该地属于中亚热带季风温暖湿润气候，1月份平均气温8℃，7月份平均气温28℃，年均气温16℃，绝对低温-7.6℃，绝对高温40.5℃，全年日照时数1 875.2 h，常年温暖雨量充沛，多年平均降雨量1 578 mm，多年平均蒸发量1 455 mm，相对湿度80%，无霜期340 d，每间隔10～15年左右有一次异常低温气候，多数年份有较大霜冻害（该树种分布区域的气象资料来源于永安市气象局）。苗木为永林苗木中心2016年培育的营养袋苗，造林苗木未分级，2017年2月下旬造林，造林效果调查时间为2019年11月下旬。试验采用杉木与钟萼木按4：1带行混交模式，整地规格为50 cm ×40 cm × 30 cm，株行为 2 m × 2 m，造林密度为2 500株/hm2，造林后有萌生其它阔叶树，造林后每年6、9月各进行劈草一次，造林三年林分保留现状如表1。该混交林分尚未郁闭，钟萼木与林分中其它种群间竞争小。

表1 3年生林分生长状况Tab.1 Growth status of 3-year-old stands （株/公顷）

2 试验设计与研究方法

2.1 试验调查

试验调查选择林分上、中、下三个坡位作为不同处理设置，采用方块标准地调查法，标准地按20 m × 20 m设置。分别在坡上、中、下部每一坡位各设置2个标准地。标准地内调查杉木与其它阔叶树高，钟萼木三年生个体多数未分生侧枝，冠幅为羽状复叶的生长幅度，未形成真正的树冠，钟萼木生长只调查造林后每年的高生长和三年生地径生长量，树高测量采用塔尺，地径测量采用游标卡尺［6-8］。

2.2 试验设计

试验选择钟萼木不同高生长类型与不同年度高生长量作为试验处理。由表1可知，不同坡位所设置样地调查结果表明，林分中杉木、其它阔叶树与钟萼木的高生长在不同坡位没有表现差异，样地1的杉木、其它阔叶树与钟萼木的高生长高于其他样地个体生长量，样地2、3、4、5个体高生长量较相近，因试验地块较小，试验地内落差在100 m以内，试验地内上、中、下三个坡位立地条件基本一致，坡位对林分个体生长影响较小。由钟萼木初植苗高与造林后三年生幼树高的波动系数可知，调查样地内个体生长差异大，不适宜采用样地平均值作为试验处理数值进行试验分析，由调查的个体生长值可知，应用不同高生长类型在不同年份生长适应性作为试验处理能更好的反映造林效果。本试验以钟

萼木样地调查的初植苗木高生长作为试验分类指标（初植苗木为同一圃地出圃，个体分化属于随机，高生长分布为正态分布），初植苗木高生长结果如表2，应用“正态分布标准差分类法”，以-H±1/2σ作为平均值生长类型、其它各生长性状类型以此类推，分别为-H±1/2σ-3σ、-H±1/2σ-2σ、-H±1/2σ-σ、-H±1/2σ、-H±1/2σ+σ、-H±1/2σ+2σ、-H±1/2σ+3σ 和 -H+1/2σ+3σ等。本试验初始苗木高生长类型划分如表3，每一生长类型选择各类型平均值的相近个体9株分成三个组，每一组做为一种重复，每一重复值为每一组的平均值，类型7属于生长特优个体，全林分仅发现2株，重复值应用统计学中平均值缺失补遗方法。

表2 初植苗高调查群体统计值Tab.2 Statistics value of the nursery height of preliminary plant

表3 不同高生长类型的年生长量Tab.3 Annual growth of different growth-types of height

2.3 研究方法

应用“正态分布标准差分类法”划分钟萼木高生长不同类型，以高生长不同类型和不同年度生长量做为试验处理，应用F检验与LSD检验法检验高生长不同类型处理在不同年份生长的差异性。应用高生长不同类型连年生长量与高生长不同类型个体高生长曲线比较不同类型高生长。

3 结果与分析

根据上述不同高生长类型在不同年份中高生长量进行差异性检验，结果如表4。

依据上述检验结果进行LSD检验，结果如表5。

表5 不同处理的LSD比较Tab.5 LSD comparison of height increment of different growth-type in different years

3.1 不同高生长类型造林第一年高生长量差异

钟萼木结实大小年显著，间隔期在3～5年，种子来源较缺乏，还未有良种基地，所以本试验用的苗木未进行分级筛选，高生长属于随机播种后自然分化。由表2-3可知，一年生苗木个体高生长分化显著，由作者之前研究可知，该树种苗木一年生高生长不同径阶权重呈正态分布，应用“正态分布标准差分类法”将本试验苗木高生长类型分为7个类型。造林后第一年高生长量表现为H1类型与其他类型都存在显著差异，±1/2σ+3σ及以上生长类型表现很好的年生长量，与其他生长类型存在极显著差异，H2～H5生长类型表现为相邻生长类型年高生长量差异不大，但隔一个生长类型高年生长量都存在极显著差异。由表4可知，H6、H7生长类型有较好年生长量，H6以下生长类型的年生长量介于13～42 cm，高生长适应性较差。由表1可知，试验林分造林第一年，幼树高生长多数在1.0米以下，林地基本处于裸露，钟萼木同其他混交树种未存在个体间竞争，混交效应尚不明显，试验个体年高生长基本由造林地生境与个体遗传因子决定，在同一生境下不同类型间生长量差异是由遗传因子产生的。造林第一年试验个体在近似裸露迹地纯林的生境条件下，H6、H7生长类型有较好的年高生长量适应性，±1/2σ+2σ以内的生长类型表现较低的年高生长量，遗传品质越差，年生长量越低。

表4 高不同生长类型年生长量差异分析Tab.4 Variation analysis of height increment of different growth-type （cm）

3.2 不同高生长类型造林第二年高生长量差异

造林第一年因缓苗期与幼树根系生长的影响，生长量相对较小，造林第二年幼树处于全年生长期，高年生长量能较好表现个体对生境的适应能力。造林后第二年高年生长量由表4-5可知，H1高年生长量依然很小，与其他生长类型比较差异都达极显著水平，其他类型高年生长量同第一年比较，同一类型的高年生长量相差不大，但除相邻生长类型高年生长量差异较小外，相隔一个生长类型及以上，高年生长量都表现极显著水平。表明在同一生境条件下，随着遗传品质由差到好，个体高年生长量呈递升趋势，特别好的遗传类型如H7生长类型，表现良好的生长适应性，H7类型高年生长量是H1生长类型的4倍以上，H7类型与H6类型比较也达显著水平，表明H7类型有很好的生长适应能力。由表1可推算，在造林第二年，混交的主要树种杉木平均高生长量仅在1米多高，林分中个体在空间与养分层面未表现明显竞争，也未对钟萼木产生侧方遮阳效果，试验的钟萼木基本处于同第一年类似的裸露林地生境，高生长是个体生长适应能力的表现。由第一、二的造林效果表现可知，钟萼木不同生长类型在该生境中能正常存活与生长，在该区域的中、低山下坡的阴坡或半阴坡立地能够实现迹地人工栽植。

3.3 不同高生长类型造林第三年高生长量差异

造林第三年后，钟萼木保留个体基本能适应生境的环境，不能适应的个体在前期已被淘汰。混交林分进入第三年生长期后，由表1可知，林分中各个体将有一定的空间竞争，一些处于上层的阔叶树对钟萼木产生侧方遮阳效果，一些生长较好的杉木也产生小的侧方遮阳作用，但林分保留株数相对较少，林分尚未郁闭，空间竞争较小。由钟萼木幼树生长习性可知，年高生长量增加可能与侧方遮阳促进高生长有关。由表4-5可知，钟萼木各不同生长类型在第三年高年生长量都有所增加，H7生长类型高年生长量达201 cm以上，进入高速生期，这个年生长量同乡土其他阔叶树优良个体生长量相当，H6生长类型的高年生长量与前面2年相比也表现出较大提升，H1～H5生长类型虽然高年生长量都比前面2年高，但总的生长量还是较小，高年生长量基本在40～60 cm。不同生长类型表明，遗传品质对个体的早期生长产生较大影响，三年生生长效果表明，随着个体生长，对环境适应能力加强，逐渐进入高生长速生期。H1～H5生长类型是平均值加2个标准差的个体分布范围，权重占群体90%以上，代表整个林分的生长状况，由H1～H5生长类型表明该树种在遗传品质改良之前，群体高年生长量平均值表现较低，但由好的个体生长表现可知，该树种具有高速生长性状，该树种存在较大遗传改良潜力。

3.4 不同高生长类型连年高生长量与个体高生长

张纪卯报道了24年生人工造林平均木生长解析状况，由解析木生长表明，钟萼木个体在不同生长期的高生长与连年生长量都较低；熊自华报道了不同海拔高造林效果，他们所研究的都是平均个体生长表现。作者对钟萼木1年生的不同生长类型分化和1至多年生幼树优良个体生长等进行研究，认为钟萼木高与地径生长表现早期分化，不同生长类型的高与地径生长表现显著差异。应用“正态分布标准差分类法”对不同生长类型3年造林效果调查，结果如图1、图2，由个体高生长表明，特别好的生长类型3年生高生长可达4.0 m以上，其他生长类型高生长都在3.0 m以下，表明该树种不同生长类型在同一生境下表现不同适应能力。由不同生长类型连年生长量表明，幼树遗传品质在H5生长类型及以下高年生长量变化较平缓，H7生长类型个体在造林后第三年高年生长可达2.0 m以上，高年生长曲线变化大，曲线出现明显的拐点，H6生长类型也出现较明显的曲线拐点。由连年生长量变化可知，该树种多数生长类型在造林3年后，连年生长量在40～60 cm左右，但高年生长量都表现增加，表明高年生长量逐渐进入高生长速生期。由此可知，应用样地平均木生长不能较好反应某一树种的生长潜能和遗传品质，应用不同生长类型适应性能较好表现某一树种的一般生长与潜在的生长能力，应用不同生长类型探讨造林效果，能更好了解某一树种遗传特性和生长适应能力。

图1 高不同生长类型高生长曲线Fig1.Curve bight of height-growth of different growth-type

图2 高不同生长类型高连年生长量Fig2.Currentannual increment of different growth-type of height

4 结论与讨论

钟萼木目前仍处于濒危状态，该树种较为适宜的人工栽植方法还不成熟，更多生长特性、适宜的人工培育方法与造林模式需要进行科学试验总结，为该树种更大面积推广造林提供理论依据。

应用“正态分布标准差分类法”划分钟萼木苗木不同生长类型进行造林效果研究，试验表明钟萼木苗木不同生长类型与杉木行带混交迹地造林，第一、二年在混交效应不明显的生境条件下，不同生长类型中的相邻生长类型高年生长量差异相对较小，相隔一个生长类型以上，高年生长量都表现极显著差异，具有良好遗传品质的生长类型如H6、H7生长类型表现很好的高年生长量，与乡土树种如壳斗科、木兰科、樟科的一些速生树种年生长量相当［18］，表明该树种优良遗传品质个体具有良好的高生长速生潜能，对立地生境适应能力也更强，平均值及2个标准差以内生长类型是该树种生长状况的代表，表现较低高年生量，表明该树种在没有遗传品质改良前，群体平均高生长量都较小。

钟萼木造林第三年后，个体生长将逐渐表现混交效应，高生长表现比前2年有更好高年生长量，平均值及2个标准差以内生长类型高年生长量在40～60 cm间，特别优良遗传品质个体年高生长可达2.0 m以上，H6生长类型与乡土其他树种平均年生长量相近，表现很好的高年生长量；第三年高生长量变化表明，高生长逐渐进入速生期，不同生长类型对生境适应性表现更大的分化，年高生长量差异更加显著。

个体高生长表明，特别好的遗传品质生长类型3年生高生长可达4.0 m以上，其他生长类型高生长在1.0～3.0 m，多数个体高生长与混交树种的杉木相近或更小，由平均值及2个标准差以内生长类型个体高生长表明，该树种群体平均生长量较低，与前人研究结果基本一致，但前人缺乏对不同遗传品质生长类型个体生长适应性研究，忽略了该树种潜在生长适应能力与优良遗传品质。由特别优良个体造林第三年高生长2.0 m以上的表现，较好的弥补了该树种生长特性与生长潜能，该研究可为该树种适宜栽植生境选择与遗传品质改良提供理论参考。