歐國(guó)騰,趙宇翔 ,江贏,韓勇,徐德全,蔡衛(wèi)東
(1.羅甸縣林業(yè)局,貴州羅甸 550100;2.北京林業(yè)大學(xué)省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083;3.國(guó)家林業(yè)局森林病蟲(chóng)害防治總站,遼寧沈陽(yáng) 110034;4.黔南州林業(yè)局,貴州都勻 558000)
紫莖澤蘭Eupatorium adenophorum Spreng屬菊科澤蘭屬,多年生叢生草本植物,原產(chǎn)中美洲,廣泛分布熱帶地區(qū)。1935年在我國(guó)云南南部發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在云南、貴州、四川、廣西、重慶、湖北以及臺(tái)灣等省(區(qū)、市)有分布[1-3]。1970年首次在貴州黔西南州發(fā)現(xiàn),現(xiàn)已擴(kuò)散到黔西南州、六盤水市、安順市、黔南州、畢節(jié)地區(qū)和貴陽(yáng)市的37個(gè)縣級(jí)行政區(qū),僅林地分布面積近 30 萬(wàn) hm2[4-6]。
紫莖澤蘭繁殖力和競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng),所到之處,迅速排擠本地植物,形成單一群落,破壞當(dāng)?shù)厣锒鄻有裕瑖?yán)重影響農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn);種子傳播途徑廣,傳播速度快,且具有長(zhǎng)久性種子庫(kù)特征[7-8]。多年的實(shí)踐表明,采用物理和化學(xué)方法除治紫莖澤蘭很難達(dá)到較好效果。近年來(lái)我國(guó)開(kāi)展了大量的防治研究,如利用澤蘭實(shí)蠅Procecidochares utilis防治、喬木樹(shù)種替代控制、皇竹草 pennisetum hydridum替代控制等[1,9-11]。研究表明,生物替代是消耗紫莖澤蘭種子庫(kù)和抑制其生長(zhǎng)蔓延的有效途徑,也是采用營(yíng)林措施除治紫莖澤蘭的有效方法。
本項(xiàng)研究選取馬尾松Pinus massoniana、桉樹(shù)Eucalyptus robusta、板栗 Castanea mollissima、苦楝Melia azedarach、麻瘋樹(shù) Jatropha curcas、麻竹 Dendrocalamus latiflorus等6種樹(shù),在2005—2008年在貴州省羅甸縣開(kāi)展紫莖澤蘭替代控制研究,旨在篩選出在貴州南部山區(qū)紫莖澤蘭的侵占地適宜造林綠化的樹(shù)種,同時(shí)探索不同樹(shù)種的替代防治方法和替代模式。
研究地位于貴州省羅甸縣羅悃鎮(zhèn),地處東經(jīng)106°33′45″,北緯 25°18′26″,低山地貌,地表相對(duì)破碎,最低海拔601.2 m,最高海拔811 m,絕對(duì)高差209.8 m;試驗(yàn)地坡向東西走向,土壤為砂頁(yè)巖發(fā)育的黃紅壤,呈酸性,土層厚60~80 cm,質(zhì)地輕黏;南亞熱帶氣候,溫?zé)釢駶?rùn),全年日照時(shí)數(shù)1 355.2 h,年均溫18.9℃,年積溫6 984.3℃,最冷月1月均溫10.1℃,最熱月 7月均溫 27℃,極端最低溫-3.5℃,極端最高溫39℃,無(wú)霜期330 d;干濕季明顯,年降雨量1 177 mm,主要分布在5—8月,占全年降雨量的68%。紫莖澤蘭基本為4~6年生,平均蓋度40% ~50%,均為自然狀態(tài)入侵。
2.1 替代樹(shù)種 鄉(xiāng)土樹(shù)種為0~1年生的馬尾松、板栗和苦楝,外來(lái)引入樹(shù)種為0~1年生麻竹和麻瘋樹(shù)、0~0.3年生桉樹(shù)。所用健康種苗經(jīng)嚴(yán)格篩選,苗高相差控制在1~2 cm。
2.2 替代方法 設(shè)2種替代方法、6個(gè)替代樹(shù)種共12個(gè)試驗(yàn)地。替代區(qū)和每個(gè)試驗(yàn)地大小根據(jù)研究地內(nèi)的坡勢(shì)、自然邊界等自然條件劃定。
直接替代:替代區(qū)29.2 hm2(馬尾松6.6 hm2,苦楝 4.7 hm2,板栗 5 hm2,麻竹 5.2 hm2,桉樹(shù)4.3 hm2,麻瘋樹(shù)3.4 hm2)。在樣地內(nèi)清理出1 m寬的帶狀空地,直接種植替代樹(shù)種,以后不進(jìn)行任何撫育,任其自然生長(zhǎng)。
綜合替代:替代區(qū)24.7 hm2(馬尾松4.9 hm2,苦楝 3 hm2,板栗 6.3 hm2,麻竹 4.5 hm2,桉樹(shù)3.2 hm2,麻瘋樹(shù)2.8 hm2)。采取刀撫方式對(duì)樣地內(nèi)的紫莖澤蘭進(jìn)行全面清除后,種植替代樹(shù)種,第2—4年在每年效果調(diào)查后采取同樣刀撫方式進(jìn)行撫育。
所有替代樹(shù)種均采取本地常規(guī)種植密度,即馬尾松3 330株/hm2、板栗1 110株/hm2、苦楝3 330株/hm2、麻竹630 株/hm2、桉樹(shù) 1 665 株/hm2、麻瘋樹(shù)1 665株/hm2。
2.3 調(diào)查方法 研究時(shí)間為4年,第1年為本底調(diào)查,此后3年均進(jìn)行替代效果調(diào)查。在每個(gè)試驗(yàn)地內(nèi)按照對(duì)角線法設(shè)置5個(gè)10 m×10 m的固定樣地進(jìn)行替代樹(shù)種和紫莖澤蘭生長(zhǎng)情況調(diào)查。在紫莖澤蘭樣地隨機(jī)設(shè)置10個(gè)1 m×1 m樣方。
調(diào)查因子:紫莖澤蘭的株數(shù)、株高、蓋度;替代樹(shù)種的株數(shù)、地徑、高度、冠幅。
替代效果調(diào)查為每年的11—12月。
研究期間受2008年冷凍災(zāi)害天氣影響,選取的外引樹(shù)麻竹、麻瘋樹(shù)大部分凍死,種植苦楝的樣地因遭到群眾破壞無(wú)法繼續(xù)試驗(yàn),但在2007年前均表現(xiàn)了一定的控制效果。因上述3個(gè)樹(shù)種研究數(shù)據(jù)的缺失,在本項(xiàng)研究分析中,只對(duì)馬尾松、板栗、桉樹(shù)3個(gè)替代樹(shù)種進(jìn)行替代效果的分析。
3.1 直接替代 紫莖澤蘭直接替代情況見(jiàn)表1。
表1 直接替代紫莖澤蘭的3種樹(shù)的生長(zhǎng)狀況
在試驗(yàn)當(dāng)年,替代樹(shù)種與紫莖澤蘭間的競(jìng)爭(zhēng)激烈,有2種替代樹(shù)種出現(xiàn)死亡,其中馬尾松死亡率為27.3%、桉樹(shù)死亡率為18.8%,板栗無(wú)死亡;紫莖澤蘭在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì),其株數(shù)、高生長(zhǎng)及蓋度均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。第2年,3個(gè)直接替代樹(shù)種基本穩(wěn)定并建立群落空間,并隨著高生長(zhǎng)、冠幅擴(kuò)大,逐漸占據(jù)上層營(yíng)養(yǎng)空間,與紫莖澤蘭競(jìng)爭(zhēng)占據(jù)優(yōu)勢(shì),表現(xiàn)出對(duì)紫莖澤蘭的抑制作用,并且紫莖澤蘭的株數(shù)、高生長(zhǎng)及蓋度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。到第3年,紫莖澤蘭由于得不到充足的光照,出現(xiàn)只有頂端10~20 cm部分展葉、開(kāi)花的現(xiàn)象。3個(gè)樹(shù)種樣地內(nèi)紫莖澤蘭株數(shù)變化見(jiàn)圖1。
圖1 3種樹(shù)種樣地內(nèi)紫莖澤蘭株數(shù)的變化
由圖1可見(jiàn),替代樹(shù)種與紫莖澤蘭競(jìng)爭(zhēng)的拐點(diǎn)出現(xiàn)在2006年,自此紫莖澤蘭株數(shù)持續(xù)減少,而桉樹(shù)替代區(qū)到2007年才呈現(xiàn)大幅減少。隨著替代樹(shù)種林分郁閉度增加,紫莖澤蘭植株逐年減少,對(duì)替代樹(shù)種的影響逐年下降,甚至當(dāng)替代樹(shù)種郁閉度增加到一定程度后消失。3個(gè)樹(shù)種在2008年直接替代紫莖澤蘭的效果,馬尾松最佳,桉樹(shù)次之,板栗居后。
3.2 綜合替代 綜合替代紫莖澤蘭的情況見(jiàn)表2。
表2 綜合替代紫莖澤蘭的3種樹(shù)生長(zhǎng)狀況
表2數(shù)據(jù)顯示,在綜合替代試驗(yàn)中,替代樹(shù)種的死亡率為:馬尾松18.18%、桉樹(shù)0.06%,板栗無(wú)死亡。對(duì)比直接替代結(jié)果,在替代樹(shù)種種植初期,采取人工刀撫方式撫育,極大地提高造林成活率,同時(shí),替代樹(shù)種的高生長(zhǎng)、地徑、冠幅均有明顯增加,并在隨后3 a內(nèi)持續(xù)增加;而紫莖澤蘭的株數(shù)、高生長(zhǎng)及蓋度均受到影響,并呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)。
3.3 不同替代類型的替代效果 對(duì)比2005年紫莖澤蘭生長(zhǎng)情況,2008年不同替代類型下的替代效果見(jiàn)表3。
從表3可看出,綜合替代數(shù)值均高于直接替代,其中,紫莖澤蘭高度降低率表現(xiàn)最明顯,紫莖澤蘭株減退率和蓋度降低率表現(xiàn)次之,也就是說(shuō)通過(guò)人工輔助措施可以提高替代樹(shù)種替代紫莖澤蘭的效果。桉樹(shù)生長(zhǎng)快,當(dāng)年可形成一定郁閉度,能迅速起到替代紫莖澤蘭的效果,但枝下高較高,枝葉相對(duì)較少,林內(nèi)透光,少部分紫莖澤蘭仍然能開(kāi)花、結(jié)實(shí),替代整體效果較差;板栗生長(zhǎng)次之,第3年才較好地形成一定郁閉度;馬尾松生長(zhǎng)最慢,到第4年才郁閉。在前3年,不論何種替代方式,板栗、馬尾松的替代效果均不如桉樹(shù),但隨著板栗和馬尾松郁閉度增加,枝葉濃密,冠幅正射透光率低,林內(nèi)紫莖澤蘭逐漸消退,甚至消失,最終達(dá)到替代紫莖澤蘭的效果。從紫莖澤蘭株數(shù)、蓋度數(shù)據(jù)對(duì)比可得,3種樹(shù)中馬尾松的整體替代效果最好,板栗次之。
表3 2005—2008年不同替代類型下紫莖澤蘭的生長(zhǎng)狀況
在貴州南部山區(qū)的紫莖澤蘭入侵地,喬木樹(shù)種對(duì)紫莖澤蘭均有一定的控制效果,但最為適宜的替代用材樹(shù)種為馬尾松,其次為桉樹(shù),經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種可選擇板栗。直接替代和綜合替代均有一定的控制效果,但綜合替代效果明顯好于直接替代。
紫莖澤蘭對(duì)替代樹(shù)種危害主要在第1年,這是能否達(dá)到最佳替代效果的關(guān)鍵時(shí)期。從對(duì)紫莖澤蘭的替代控制成本和效果來(lái)看,直接替代成本較低,但極易造成替代樹(shù)種的死亡,綜合替代效果好,但投入人工費(fèi)用多,防治成本高。生產(chǎn)中應(yīng)綜合運(yùn)用這2種替代方法,即對(duì)種植地進(jìn)行全面撫育,然后直接種植替代樹(shù)種,并在種植后的第1或第2年再開(kāi)展2次撫育,則可確保替代樹(shù)種的成活并能夠占據(jù)一定的生態(tài)位,同時(shí)也可達(dá)到成本與效益均佳的替代控制效果。
本項(xiàng)研究中出現(xiàn)的外引樹(shù)種麻竹、麻瘋樹(shù)凍死現(xiàn)象,說(shuō)明外引樹(shù)種在適應(yīng)性、穩(wěn)定性等方面仍存在著隱患,在未長(zhǎng)期試種的情況下,不宜做為替代樹(shù)種進(jìn)行種植。
替代控制中應(yīng)盡量選擇幼苗期耐陰、抗逆性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹(shù)種,盡量選擇良種壯苗,確保替代樹(shù)種本身的抵抗力和競(jìng)爭(zhēng)力,適當(dāng)密植,以加強(qiáng)抑制紫莖澤蘭生長(zhǎng)的能力。
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