高偉，聶森，葉功富，陳端欽，林默愛，吳錫麟，林捷

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；2.福建省木麻黃工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350012；3.平潭綜合實驗區(qū)林業(yè)局，福建 福州 350499；4.閩江學(xué)院地理科學(xué)系，福建 福州 350108)

平潭島巖質(zhì)海岸造林樹種生長及適應(yīng)性評價

高偉1,2，聶森1,2，葉功富1,2，陳端欽3，林默愛3，吳錫麟4，林捷1,2

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；2.福建省木麻黃工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350012；3.平潭綜合實驗區(qū)林業(yè)局，福建 福州 350499；4.閩江學(xué)院地理科學(xué)系，福建 福州 350108)

為了積累基巖海岸生態(tài)恢復(fù)經(jīng)驗，改善沿海困難立地的生態(tài)環(huán)境，對平潭島臨海石質(zhì)山體造林喬木和灌木樹種的生長情況進(jìn)行了調(diào)查，并對其適應(yīng)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：巖質(zhì)海岸不同喬木和灌木造林均表現(xiàn)出較高的保存率，其地徑和樹高生長比初植時均有顯著提高，生態(tài)恢復(fù)成效顯著；通過樹種的適應(yīng)性評判，4種喬木樹種的適應(yīng)性排序為木麻黃>臺灣相思>肯氏南洋杉>龍柏，4種灌木樹種的適應(yīng)性排序為黃梔子>濱柃>夾竹桃>海桐。

巖質(zhì)海岸；植被恢復(fù)；樹種；適應(yīng)性評價

Abstract In order to accumulate the ecological restoration experience of the bedrock and to improve the ecological environment of the coastal hard site, the growth of species for trees and shrubs in the coastal forest of Pingtan Island was analyzed. Result shows that afforestation trees and shrubs all appear higher preservation rates on the rocky coast, and their ground diameter and tree height are significantly higher than those at early planting, and the ecological restoration effect is remarkable. Through the adaptability of the tree species, the descending order of adaptability of tree species isCasuarinaequisetifolia>Acaciaconfusa>Araucariacunninghamii>Sabinachinensis; the descending order of adaptability for four species of shrub species isGardeniajasminoides>Euryaemarginata>Neriumindicum>Pittosporumtobira.

Key words rocky coast; vegetation restoration; tree species;adaptability evaluation

巖質(zhì)海岸是我國重要的海岸類型，約占海岸線長的20.2%，其立地貧瘠，土壤沖刷嚴(yán)重，地表植物區(qū)系建立較為困難，基巖大面積裸露，植被恢復(fù)難度較大，嚴(yán)重影響沿海各業(yè)的發(fā)展[1-3]。作為福建省第一大島，平潭島受風(fēng)沙危害較為嚴(yán)重，全島存在長江澳、流西、流東、燕下埔和遠(yuǎn)中洋5大風(fēng)口，氣候條件惡劣，沿?；鶐r海岸山體景觀效果差，與開發(fā)中的平潭綜合實驗區(qū)發(fā)展極不協(xié)調(diào)[4]。因此，為攻克平潭島基巖海岸造林綠化技術(shù)難關(guān)，自2014年起，項目組在平潭島巖質(zhì)海岸進(jìn)行了大范圍的植被恢復(fù)試驗，從恢復(fù)效果來看，所選樹種均呈現(xiàn)了較高的保存率，成效顯著，但在適應(yīng)性上也表現(xiàn)出一定的樹種差異。長期以來，適地適樹被認(rèn)為是造林樹種選擇的重要原則之一[5，6]，只有做到適地適樹，才能使植被恢復(fù)達(dá)到預(yù)期的效果[7-9]，而造林樹種的適應(yīng)性是評價是否適地適樹的重要環(huán)節(jié)[10，11]，基于此，為了進(jìn)一步探索基巖海岸的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，改善沿海困難立地的生態(tài)環(huán)境，2014年對平潭島澳前鎮(zhèn)臨海石質(zhì)山體造林喬木和灌木的生長情況進(jìn)行了調(diào)查，并對其適應(yīng)性進(jìn)行了分析，以期為我國沿海其他相似立地上的植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究地點為福建省平潭澳前鎮(zhèn)臨海山體，地理坐標(biāo)為119°48′52″ E、25°48′84″ N，試驗地面積約7 hm2，立地條件差，常年風(fēng)沙大，秋、冬、春3季以偏北風(fēng)為主，北至東北風(fēng)向頻率占62%，月平均風(fēng)速在10 ms-1以上；山體土層薄，坡度15～45°，長時間裸露，森林植被稀少，蒸發(fā)散強(qiáng)，土壤蓄水能力極差，漏水、漏肥，水土流失嚴(yán)重，水源涵養(yǎng)能力差。山地零星分布有胡頹子(Elaeagnuspungens)、龍舌蘭(Agaveamericana)等植被，部分地段種植了木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、臺灣相思(Acaciaconfusa)、黑松(Pinusthunbergii)、濱柃(Euryaemarginata)等，但成活率不高，長勢也較差。

研究區(qū)域為南亞熱帶半濕潤海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫暖，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，旱、雨季分明，分配不均；多年平均氣溫19.6 ℃，自然災(zāi)害較頻繁，主要有臺風(fēng)、暴雨、干旱等氣象災(zāi)害和風(fēng)暴潮、赤潮、海岸侵蝕等海洋災(zāi)害，臺風(fēng)每年平均6～7次；年均降水量為900～1 200 mm，屬福建省少雨區(qū)之一，年平均蒸發(fā)量1 954 mm；土壤大多為濱海風(fēng)沙土、磚紅壤性紅壤，沙層深厚，土層薄，無腐殖質(zhì)層；立地以Ⅲ、Ⅳ類地為主，條件較差。

2 造林設(shè)計

2.1 立地劃分

2014年5月開始對平潭澳前鎮(zhèn)臨海山體進(jìn)行植被恢復(fù)，依據(jù)坡度、坡向、有效土層厚度及石礫含量4個因子將所選試驗地劃分為側(cè)風(fēng)坡薄土和迎風(fēng)坡中薄土2種立地類型，多為石質(zhì)山地，水肥條件差。

2.2 整地方式

林地以帶狀整地為主，寬度1 m，局部陡坡地段采用塊狀整地，坡度較陡、石礫含量較高的土質(zhì)或半風(fēng)化的軟巖質(zhì)石邊坡，采用魚鱗坑整地，人工配合機(jī)械挖穴，規(guī)格：喬木70 cm×60 cm×60 cm，灌木60 cm×50 m×50 cm，棄原挖石礫，每穴下客土0.15 m3，每穴施鈣鎂磷基肥0.25 kg，撒保水劑25 g，改善土壤理化性質(zhì)。

2.3 樹種選擇

造林以喬木樹種為主，灌木為輔，喬木樹種選擇木麻黃、肯氏南洋杉(Araucariacunninghamii)、臺灣相思、龍柏(Sabinachinensis)；灌木選擇夾竹桃(Neriumindicum)、海桐(Pittosporumtobira)、濱柃、黃梔子(Gardeniajasminoides)等；株行距1.0 m×1.5 m，品字形排列，苗木選擇1～2年生容器苗，質(zhì)量符合Ⅰ級苗木標(biāo)準(zhǔn)。

表1 平潭島巖質(zhì)海岸植被恢復(fù)材料規(guī)格

2.4 配置方式

7種主要處理，包括混交林3種：木麻黃+肯氏南洋杉2∶1混交，木麻黃+臺灣相思2∶1混交，木麻黃+龍柏2∶1混交；塊狀純林4個：木麻黃、肯氏南洋杉、臺灣相思、龍柏純林；灌木樹種4個，采用夾竹桃、海桐、濱柃、黃梔子塊狀混交。每種處理0.3 hm2，重復(fù)3次以上；栽植前澆足定根水，栽植后采用水車定期澆水灌溉，每年的9—10月份東北風(fēng)來臨前設(shè)置防風(fēng)障。

3 調(diào)查方法

3.1 樣帶調(diào)查

2016年12月，采用樣帶調(diào)查法對不同樹種進(jìn)行生長量調(diào)查，各類型每種喬木樹種分別調(diào)查6條林帶，約120株，每種灌木樹種分別調(diào)查3條林帶，約60株，在林帶內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，記錄地徑、樹高、冠幅、生長情況、風(fēng)害情況等，計算保存率。

3.2 樹高歸一化處理

按照文獻(xiàn)[12]的方法對樹高進(jìn)行歸一化處理，即

式中：H′為歸一化樹高，hmax為某樹種的樹高最大值，hmin為某樹種樹高最小值，hi為實測樹高。將歸一化高度分為5類：Ⅰ(0～0.20)，Ⅱ(0.21～0.40)，Ⅲ(0.41～0.60)，Ⅳ(0.61～0.80)，Ⅴ(0.81～1.00)。

3.3 適應(yīng)性指數(shù)計算

4 結(jié)果與分析

4.1 巖質(zhì)海岸不同造林樹種的生長量與保存率

表2 巖質(zhì)海岸不同造林樹種的生長量與保存率

由不同樹種的生長量和保存率可見，造林2.5年后，不同樹種的生長量均發(fā)生了顯著變化，其中木麻黃地徑從苗期的1.5 cm提高到了5.65 cm，樹高從苗期的1.5 m提高到了3.53 cm；肯氏南洋杉地徑從苗期的1.6 cm提高到了5 cm，樹高從苗期的1 m提高到了2.23 cm；臺灣相思地徑從苗期的1.2 cm提高到了4.45 cm，樹高從苗期的1 m提高到了1.81 cm；龍柏地徑從苗期的1.2 cm提高到了3.42 cm，樹高從苗期的1 m提高到了1.04 cm。灌木樹高也比苗期有顯著提高，不同樹種的保存率均在90%以上，其中龍柏、海桐、濱柃和黃梔子保存率達(dá)到了100%。

4.2 巖質(zhì)海岸不同造林樹種的樹高分析

4.2.1 喬木樹種高度結(jié)構(gòu) 由不同喬木的高度結(jié)構(gòu)圖可見(圖1)，木麻黃株數(shù)分布較為均勻，第Ⅰ、Ⅱ級株數(shù)相同，均占18.34%，第Ⅲ級株數(shù)最多，占27.81%，第Ⅳ、Ⅴ級所占比例分別為21.89%和13.61%；臺灣相思株數(shù)分布差異也不大，以第Ⅳ株數(shù)最多，占28.82%，其次為第Ⅲ級，占21.76%，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ級的比例分別為16.47%、15.88%和17.06%；肯氏南洋杉和龍柏株數(shù)分布差異較大，肯氏南洋杉第Ⅱ、Ⅲ級株數(shù)最高，均占32.96%，第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為2.23%、21.79%和10.06%，龍柏第Ⅲ級株數(shù)最高，均占31.48%，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為5.56%、26.85%、30.56%和5.56%。

4.2.2 灌木樹種高度結(jié)構(gòu)

圖1 不同喬木樹種高度結(jié)構(gòu)圖

圖2 不同灌木樹種高度結(jié)構(gòu)圖

由不同灌木的高度結(jié)構(gòu)圖可見(圖2)，夾竹桃、海桐和濱柃高度級均以第Ⅲ級株數(shù)最多，分別占50.6%、60%和35%，其次為第Ⅱ級，分別占25.3%、33.3%和23.3%.夾竹桃第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為4.82%、12.08%和7.23%；海桐第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為3.33%、1.67%和1.67%.濱柃第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為13.33%、16.67%和11.67%；黃梔子高度級以第Ⅰ株數(shù)最多，占40%，其次為第Ⅲ級，占25%，第Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ級的比例分別為18.33%、13.33%和3.33%。

4.3 巖質(zhì)海岸不同造林樹種的適應(yīng)性分析

表3 不同喬木樹種適應(yīng)性分析

由不同喬木樹種的適應(yīng)性結(jié)果可見(表3)，4種喬木樹種中，適應(yīng)性排序為木麻黃>臺灣相思>肯氏南洋杉>龍柏，其中木麻黃的適應(yīng)性指數(shù)為0.063 3，臺灣相思為0.062 0，肯氏南洋杉為0.041 4，龍柏為0.037 7。

表4 不同灌木樹種適應(yīng)性分析

由不同灌木樹種的適應(yīng)性結(jié)果可見(表3)，4種灌木中，適應(yīng)性排序為黃梔子>濱柃>夾竹桃>海桐，其中黃梔子的適應(yīng)性指數(shù)為0.072 6，濱柃為0.064 8，夾竹桃為0.034 5，海桐為0.019 6。

5 結(jié)論與討論

樹種的適應(yīng)性評價是進(jìn)行退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)評價的基礎(chǔ)，通過適應(yīng)性評價可篩選出與立地條件最相適應(yīng)的樹種，以達(dá)到在當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下該立地能達(dá)到的最高生產(chǎn)力水平[12]。樹高在一定程度上說明了樹種對環(huán)境的適應(yīng)性[13]，因此，通過樹高歸一化，消除原始樹高的影響，然后對其進(jìn)行適應(yīng)性計算，可用來評價造林樹種的立地適應(yīng)性。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，平潭島巖質(zhì)海岸造林使用的不同喬木和灌木均表現(xiàn)出較高的保存率，其地徑和樹高生長比初植時均有顯著提高，生態(tài)恢復(fù)成效顯著。通過樹種的適應(yīng)性評判，4種喬木樹種的適應(yīng)性排序為木麻黃>臺灣相思>肯式南洋杉>龍柏，4種灌木樹種的適應(yīng)性排序為黃梔子>濱柃>夾竹桃>海桐。

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Growth of Afforestation Tree Species and its Adaptability Evaluation in Rocky Coast of Pingtan Island

Gao Wei1,2,Nie Sen1,2,Ye Gongfu1,2,Chen Duanqin3,Lin Mouai3,Wu Xilin4,Lin Jie1,2

(1. Fujian Provincial Academy of Forestry Science, Fuzhou 350012, China;2. FujianCasuarinaequisetifoliaEngineering Research Center, Fuzhou 350012, China;3. Pingtan Comprehensive Experimental Zone Forestry Bureau, Pingtan 350499, China;4. Geography Science Department of Minjiang College, Fuzhou 350108, China)

1005-5215(2017)02-0001-04

2017-01-20

福建省林業(yè)科學(xué)研究項目(閩林科[2014]2號)；福建省屬公益類基本科研專項(2015R1011-5)；福州市科技計劃項目(2013-S-108)；國家林業(yè)局南方山地用材林重點實驗室、福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點實驗室共同資助項目

高偉(1985-)，男，山東青島人，工程師，主要從事沿海防護(hù)林生態(tài)構(gòu)建及海岸帶生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，Email：gao01271@163.com

葉功富(1966-)，男，福建政和人，教授級高級工程師，主要從事沿海防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)管理。Email：yegongfu@126.com

S725

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.02.001