連輝明,張 謙,殷祚云,蔡燕靈,曾令海,何波祥,藍燕群,陳一群,蔡靜如,周麗華,何立平,王明懷
( 廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 廣東 廣州 510520 )
廣東降香黃檀人工林生長及寒害調(diào)查分析
連輝明,張 謙,殷祚云,蔡燕靈,曾令海,何波祥,藍燕群,陳一群,蔡靜如,周麗華,何立平,王明懷
( 廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 廣東 廣州 510520 )
對全省18個縣24塊新營建的降香黃檀林分在2011~2013年連續(xù)開展寒害和生長調(diào)查,分析結(jié)果表明:降香黃檀林分早期生長較快,樹高年均生長可達1.05 m,胸徑年均生長達1.03 cm,但是個體間差異較大;當(dāng)最低溫在0~5℃之間并保持5~10天時,降香黃檀出現(xiàn)較為嚴(yán)重的寒害,林分寒害等級與月均溫、海拔、樹高和林齡呈極顯著的負相關(guān),與緯度、胸(地)徑呈極顯著的正相關(guān);林分所處地形對寒害等級也有一定影響;受寒害的林分在次年寒害較輕的情況下可恢復(fù)生長。依據(jù)各地寒害等級,并結(jié)合各地氣溫及寒害恢復(fù)情況,繪制廣東省降香黃檀人工林寒害分區(qū)圖,將全省劃分為適宜栽培區(qū)、次適宜栽培區(qū)、風(fēng)險栽培區(qū)和不適栽培區(qū)四種類型。
降香黃檀;人工林; 生長; 寒害等級;廣東
降香黃檀Dalbergia odoriferaT. Chen是蝶形花科黃檀屬樹種,又名黃花梨,國家Ⅱ級保護樹種。原產(chǎn)我國海南省,是海南省特有的名貴樹種,廣東、廣西以及福建南部均有零星引種,是珍貴的紅木家私、工藝品雕刻用材樹種,其木材經(jīng)蒸餾得降香油,是重要的定香劑,根和干的心材能作藥用,為良好的鎮(zhèn)痛劑[1-4]。近幾年其木價格一路飆升,即便如此,市場現(xiàn)貨也奇缺,處于一種有價無市的狀態(tài)。巨大的市場潛力,吸引了眾多的社會資金投入造林,營建降香黃檀珍貴用材人工林。降香黃檀作為熱帶樹種,一般認(rèn)為降香黃檀能能耐輕霜及短期-3~0℃左右的極端低溫[5-6]。在廣東亞熱帶地區(qū)引種存在寒(凍)害的威脅。針對一些地區(qū)引種栽培中存在的盲目性,筆者開展了廣東降香黃檀人工林的生長及寒害調(diào)查,旨在摸清該樹種在我省適宜栽培區(qū)域、次適宜栽培區(qū)域、風(fēng)險栽培區(qū)域和不宜栽培區(qū)域,為林農(nóng)提供參考,規(guī)避因盲目引種所帶來的風(fēng)險,引導(dǎo)降香黃檀珍貴用材人工林的健康發(fā)展。
在我省各地新營建的降香黃檀人工林中,在全省18個縣的24塊人工林,林齡分別是1~4a,隨機選擇30株進行寒害調(diào)查,記錄樹高、胸徑和寒害等級。各調(diào)查地點及其經(jīng)緯度、海拔及坡向坡位情況如表1。分別在2011~2013年三個年度的5~6月開展調(diào)查。
寒害等級劃分方法參照楊曾獎等[5]在2008年開展寒害調(diào)查分級方法,并根據(jù)降香黃檀樹種受凍情況適當(dāng)修改。寒害等級劃分如表2。
表 1 調(diào)查點地理位置及地形Table 1 Location and topography of investigation spots for surveying the chilling injury of Dalbergia odorifera
表2 寒害調(diào)查分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification criteria of chilling injury of Dalbergia odorifera
熱帶樹種引種,寒害主要受冬季的低溫因子影響所致[5],因此連續(xù)記錄各調(diào)查地點3個年度最冷月(1月)各天最低氣溫、日均溫和寒潮情況。廣東2011~2013年的最冷月(1月)低溫及寒潮情況如表3[7]。3個年度中以2011年寒害較為明顯。經(jīng)過分析,2011年全省降香黃檀平人工林均寒害等級2.58,2012年度為0.24,2013年為0.44。因2012年和2013年寒害等級較低,難以體現(xiàn)寒害一般規(guī)律,因此以2011年數(shù)據(jù)開展寒害分析。
表3 2011~2013年的最冷月(1月)低溫概況Table 3 Low temperature situation of coldest month (January) in 2011~2013
林分寒害等級計算公式:C=(1X+2X+3X+4X+5X)/Σx。式中:C為林分寒害等級,1,2,3,4,5為不同受害等級;X為不同受害等級株數(shù);Σx為觀察總株數(shù)[8]。
采用Excel軟件整理數(shù)據(jù)并繪制折線圖;采用SAS軟件CORR模塊進行相關(guān)分析[9]。
綜合2011~2013三個調(diào)查年度的生長量數(shù)量,對不同林齡的降香黃檀林分進行歸類,并計算其1~4 a的林分平均生長量,不同林齡的降香黃檀林分平均生長量及變異情況如表4。由表4可知,降香黃檀林分生長較快,樹高年均生長可達1.05 m,胸徑年均生長達1.03 cm,林份中個體間分化較大,樹高各年度變異系數(shù)在26.11~36.91%之間,胸(地)徑變異系數(shù)在40.01~42.79%之間。
表4 不同林齡降香黃檀林分平均生長量及變異情況?Table 4 Average growth and variation of Dalbergia odorifera stands with different ages
2011年1月廣東月平均氣溫為9.6℃,比同期氣溫低4℃,是60多年來最低月平均氣溫,間接出現(xiàn)4次16天的寒流天氣,受其影響,各地降香黃檀林分出現(xiàn)不同程度的寒害。繪制該月平均氣溫分布及各調(diào)查點平均寒害等級圖,如圖1。由圖可知,懷集、清新、佛崗、新豐、河源、紫金、五華、興寧、平遠到蕉嶺一線以北月平均氣溫在8℃以下,并在連山出現(xiàn)-1.0℃的極端低溫,相應(yīng)該線以北出現(xiàn)了2.2~4.4級的寒害,對降香黃檀的生長產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,輕的頂梢受凍、干枯宿存,嚴(yán)重的全株主干凍死,個別林分受地形影響,呈現(xiàn)寒害較輕,如連平溪山寒害等級為1.4。此次調(diào)查中,以蕉嶺新鋪鎮(zhèn)林分受害最為嚴(yán)重,該林分處于狹窄的溝谷中,該縣低溫情況是極端低溫是2℃,最低溫在5℃以下有20天,并且連續(xù)5℃以下低溫的長達9天,持續(xù)時間較長。連州和連山低溫情況也與蕉嶺類似。據(jù)此可知,當(dāng)日最低溫在0~5℃之間并保持5~10天時,降香黃檀將出現(xiàn)較為嚴(yán)重的寒害。
用林分寒害等級與緯度繪制出折線圖,如圖2,并添加線性趨勢線。從圖2可以看出,線性趨勢線表明,林分寒害等級隨緯度的增加而升高,但是有個別地區(qū)可能受地形的影響,低緯度的林分也會出現(xiàn)高寒害等級,而高緯度林分也可能會出現(xiàn)低寒害等級的現(xiàn)象。如位于低緯度的紫金龍窩(N23.29°)的林分位于地勢低洼的農(nóng)田中,該林分2011年寒害等級為3.72;而高緯度的連平溪山(N24.27°)林分位于地勢較高的山脊,地形較為開闊,冷空氣不易長時間沉積,因此該林分寒害等級較低為1.43。
圖1 2011年1月廣東平均氣溫分布及各調(diào)查點寒害等級圖Fig.1 Distribution of mean temperature and classif i cation of chilling injury of D. odorifera in different study sites on January,in 2011
以1 m/cm為高階和徑階,對調(diào)查植株進行生長分級,繪制寒害等級隨高、徑生長量變化折線圖,并相應(yīng)添加其線性趨勢線,結(jié)果見圖3。由圖3可知,林分寒害等級隨著樹高增長而降低、隨著胸徑的增長而增加,即“高瘦”的植株抗寒能力強,這與殷祚云等[10]尾巨桉“矮壯者抗寒能力強”結(jié)論相反,這可能與樹種的特性有關(guān)。
圖2 降香黃檀寒害等級與緯度關(guān)系Fig.2 Relationship between chilling injury grade of D. odorifera and latitude
圖3 降香黃檀寒害等級與樹高生長關(guān)系Fig. 3 Relationship between chilling injury grade and height growth of D. odorifera
計算2011年度各個調(diào)查林分林齡的寒害平均等級,結(jié)果見表5。由表5可知,2011年度中,寒害等級隨著林齡的升高而降低,而且寒害等級差距明顯,3年生寒害等級比2年生低0.78,而2年生寒害等級比1年生低0.88,需要說明的是,3齡林由于是單點數(shù)據(jù),代表性可能稍差。
表5 降香黃檀寒害等級與林齡的關(guān)系Table 5 Relationship between chilling injury grade and stand age of D. odorifera
以100 m為一個海拔范圍,統(tǒng)計各范圍內(nèi)的的寒害等級,結(jié)果如圖4。由圖4可知,在0~400 m范圍內(nèi),寒害等級隨著海拔高度升高而增加,海拔每升高100 m其對應(yīng)的寒害等級增加0.51~0.53。值得說明的是301~600 m的3個海拔范圍單點30株植株數(shù)據(jù),代表性較差,受緯度影響明顯,如401~500 m范圍的林分是信宜東鎮(zhèn)六梢的林分,該林分地處亞熱帶南緣,總體氣溫較高,因此寒害較低。但從0~300 m范圍看,總體是呈現(xiàn)寒害等級隨著海拔高度升高而增加的規(guī)律。
圖4 寒害等級與海拔高度關(guān)系柱形圖Fig.4 Relationship between chilling injury grade of D. odorifera and elevation
采用2011年單株調(diào)查數(shù)據(jù)對林分寒害等級與各影響因子進行相關(guān)關(guān)系分析,結(jié)果如表6。從表中可以看出,林分寒害等級與月均溫、海拔、樹高和林齡呈極顯著的負相關(guān),而與緯度、胸(地)徑呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系,此結(jié)論與上述分析結(jié)果相合。
表6 降香黃檀林分寒害等級與各影響因子相關(guān)分析Table 6 Correlation analysis on chilling injury grade and its effect factors
調(diào)查發(fā)現(xiàn)各地受寒害后的林分均可得到恢復(fù)生長,在次年寒害較輕的情況下,可以迅速恢復(fù)生長。受害最重的蕉嶺林分因老板對發(fā)展此樹種失去信心,將林分砍伐后改種其他樹種。連山林場林分2011年寒害等級為3.7,林分中大部分植株受寒害,致根頸以上部位凍死。2012~2013年連續(xù)開展調(diào)查,發(fā)現(xiàn)枯死的主干腐朽后,有3~8個新芽從根頸部位萌出,并迅速生長,后兩個年度由于氣溫較高,林分寒害等級僅為0.07和0.80,即受輕微寒害,生長正常,生長恢復(fù)情況如表7。但是今后是否仍會受凍,還有待繼續(xù)觀察。
表7 連山林場降香黃檀人工林寒害后恢復(fù)情況?Table 7 Recovery of D. odorifera plantation in LianshanForest Farm after chilling injury
2011年1月出現(xiàn)廣東60年來月平均氣溫最低的記錄,并出現(xiàn)4次且持續(xù)時間較長的嚴(yán)重的寒流天氣,這種天氣情況下,對于考察降香黃檀的耐寒性是比較適合的。按照2011年寒害調(diào)查結(jié)果,認(rèn)為寒害等級在0~1.5以下的區(qū)域是適合栽培的區(qū)域,1.6~3.5是風(fēng)險栽培區(qū)域,而3.6~5.0則是不適宜栽培區(qū)域,據(jù)此并結(jié)合當(dāng)年各縣1月氣溫情況及寒害恢復(fù)情況,初步繪制廣東省降香黃檀寒害栽培區(qū)劃圖,如圖5。
圖5 廣東省降香黃檀人工林栽培寒害區(qū)劃Fig.5 Zoning of D. odorifera plantation on basis of chilling injury classif i cation in Guangdong province
(1)降香黃檀林分早期生長較快,樹高年均生長可達1.05 m,胸(地)徑年均生長達1.03 cm。但是個體間分化較大,樹高各年度變異系數(shù)在26.11~36.91%之間,胸(地)徑變異系數(shù)在40.01~42.79%之間。
(2)受2011年1月低溫與寒潮的影響,我省各地降香黃檀林分出現(xiàn)不同程度的寒害,以粵北和粵東地區(qū)較為嚴(yán)重,一般認(rèn)為當(dāng)日最低溫在0~5℃之間并保持5~10天時,降香黃檀將出現(xiàn)較為嚴(yán)重的寒害。通過分析發(fā)現(xiàn)林分寒害等級隨緯度的增加而升高,但是有個別地區(qū)可能受地形的影響,低緯度的林分也會出現(xiàn)高寒害等級,而高緯度林分也可能會出現(xiàn)低寒害等級的現(xiàn)象;隨著樹高增長而降低、隨著胸徑的增長而增加,即“高瘦”的植株抗寒能力強;隨著林齡的升高而降低,而且寒害等級差距明顯,3年生寒害等級比2年生低0.78,而2年生寒害等級比1年生低0.88;寒害等級隨著海拔高度升高而增加,海拔每升高100 m其對應(yīng)的寒害等級增加0.51~0.53。這些結(jié)論相關(guān)分析結(jié)果也得到驗證。
(3)調(diào)查發(fā)現(xiàn)各地受寒害后的林分均可得到恢復(fù)生長,在次年寒害較輕的情況下,可以迅速恢復(fù)生長。連山林場林分2011年受寒害前平均樹高為1.91 m,平均地徑達3.10 cm,當(dāng)年寒害致大部分植株根頸部位以上受凍干枯,但是在2012年、2013年調(diào)查發(fā)現(xiàn)植株都可以從根頸部位從新萌芽,長出多枝主干,樹高在2013年平均高為2.92 m,平均胸徑為2.10 cm。但是今后是否仍會受凍,還有待繼續(xù)觀察。
(4)依據(jù)2011年各地寒害情況,并結(jié)合當(dāng)年各縣1月氣溫情況及寒害恢復(fù)情況,初步繪制廣東省降香黃檀寒害栽培區(qū)劃圖,認(rèn)為從懷集北部、陽山南部到英德、新豐、龍川、五華到大埔北部一線以上是不適宜栽培區(qū);封開、廣寧、清新、佛崗南部、源城、紫金、豐順到大埔南部一線以北部為風(fēng)險栽培區(qū);羅定、新興、鶴山、順德、東莞、博羅、陸河、普寧到饒平北部一線以北為次適宜栽培區(qū),該線以南則為適宜栽培區(qū)。本區(qū)劃圖與孟慧[11](2010)降香黃檀產(chǎn)地適宜性分析的廣東部分大致相同[12]。
(5)在風(fēng)險栽培區(qū)和不適栽培區(qū)中選擇合適的地形種植也可能取得成功,而在適宜栽培區(qū)和次適宜栽培區(qū),某些局部地形在較寒冷的年份也可能受到嚴(yán)重的寒害。如本次調(diào)查的連平溪山和紫金龍窩的林分就是這樣一個例子。因此而在,在營建降香黃檀林分時,應(yīng)注意局部地形的選擇,一般在山脊、地形開闊、空氣流通較快的地方不易受寒,而在山溝、狹窄山谷中的平地、農(nóng)田,空氣流通不暢的地方則易受寒受。因此合理的選擇地形,特別是在風(fēng)險栽培區(qū)和不適栽培區(qū)中是成功的關(guān)鍵,如平遠縣河頭鎮(zhèn)地處不適宜栽培區(qū),但在該鎮(zhèn)黃田水庫邊生長有降香黃檀人工林群落,目前約有20多年的樹齡,雖然寒冷年份有寒害,但是不致于凍死。主要是該處地勢開闊,水體可以調(diào)節(jié)氣溫所致。同時提倡四旁綠化應(yīng)用,鼓勵農(nóng)戶在房前屋后或庭院中種植[4],因人居周邊環(huán)境氣溫較高,受寒害可能性較低,如蕉嶺縣城旁邊蕉城鎮(zhèn)一塊林分,2011年寒害等級為2.2,受害較輕。
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Survey and analysis on growth and chilling injury ofDalbergia odoriferaplantation in Guangdong province
LIAN Hui-ming, ZHANG Qian, YIN Zuo-yun, CAI Yan-ling, ZENG Ling-hai, HE Bo-xiang, LAN Yan-qun, CHEN Yi-qun, CAI Jingru, ZHOU Li-hua, HE Li-ping, WANG Ming-huai
(Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)
Twenty-four plots ofDalbergia odoriferaplantation in 18 counties across Guangdong province were selected for the successive investigations of growth and chilling injury of tree species from 2011 to 2013. The results show thatD. odoriferadisplayed a quick early growth with an annual increase of 1.05 m in tree height and of 1.03 cm in diameter at breast height; there were signif i cant differences among individuals in the tree growth and chilling injury; the species suffered severe continuous chilling injury for 5~10 days with minimum air temperature 0~5 oC; the injury degree was negatively correlated with monthly mean air temperature, altitude,tree height and age, and positively with latitude and diameter; the geography was also found to have impacts on the injury degree ofD. odorifera; the injured individuals had the potential to recover in the next year with less chilling climate. Based on the injury degree,temperature variation and recovery situation, the zoning map of chilling injury forD. odoriferaplantations was drawn out, in which the whole Guangdong province was divided into four cultivation areas: suitable, sub-suitable, risky, and unsuitable cultivation area.
Dalbergia odoriferaT. Chen; plantation; growth; chilling injury grage; Guangdong province
S792.29
A
1673-923X(2014)10-0026-06
2013-10-09
廣東科技計劃項目“珍貴用材樹種降香黃檀人工林抗寒性調(diào)查與耐寒品系選育”(2010B020303003)
連輝明(1973-),男,廣東仁化人,教授級高級工程師,主要從事林業(yè)遺傳育種研究工作
[本文編校:吳 彬]