摘 要：以3種不同造林模式造林2年后的閩楠試驗林為研究對象，分析其幼林生長情況、根系性狀、木材特性、光合作用，比較不同造林模式下閩楠的差異。結果表明：3種造林模式中杉木林下套種閩楠的平均地徑、樹高、最大冠幅、枝下高、根深、平均根幅、單株總根長、根系總表面積和根系總體積均最大，分別達11.60 mm、115.56 cm、61.33 cm、32.42 cm、47.50 cm、48.42 cm、1269.13 cm、376.75 cm2、9.32 cm3。杉木林下套種閩楠模式的樹干纖維素含量最高，達34.32%。3種不同造林模式最大凈光合速率(Pmax)的范圍在5.52～7.92 μmol/m2·s，表觀量子效率(AQY)范圍在0.0417～0.0602 μmol/μmol，Pmax和AQY大小排序均為：林下套種>混交林>純林。不同造林模式光飽和點(Ls)的范圍在943.62～1508.13 μmol/m2·s，光補償點(Lc)的范圍在11.79～16.53 μmol/m2·s，Ls和Lc由高到低依次為純林>混交林>林下套種。林下套種閩楠的綜合評分最高，達0.7814，混交林次之，得分為0.2782;綜合生長情況、根系性狀、木材特性、光合作用等性狀表現，本研究3種造林模式中保留密度450株/hm2的杉木林下套種閩楠為造林成效最優的模式。

　　關鍵詞：閩楠;造林模式;生長性狀;根系性狀;木材特性

　　《林業與環境科學(原：廣東林業科技)》(雙月刊)創刊于1985年，由廣東省林學會;廣東省林業科學研究院主辦。

　　閩楠(Phoebe bournei)為樟科常綠大喬木，珍貴用材樹種，國家二級保護植物，分布于福建、浙江南部、江西、廣東、廣西北部及東北部、湖北、湖南、貴州等地[1-2]，其木材堅硬，結構細密，質地溫潤柔和，紋理淡雅文靜，為上等建筑、家具、工藝雕刻及造船等的良好木材[3]。目前，對閩楠的研究多集中在種源選擇、生理生態和植物群落等方面[4-7]，關于閩楠造林模式成效的研究甚少，對不同造林模式閩楠幼林根系性狀、木材特性、光合作用方面的研究鮮見報道[8]。本研究開展了3種閩楠造林模式試驗，比較不同造林模式對閩楠幼林造林成活率、林分生長、根系性狀、木材性質以及光合作用的差異，利用綜合評價法選出造林成效最優的閩楠造林模式，有助于預判閩楠成年后的性能指標和應用范圍，促進其產業化生產、早期速生和優質干材形成，為傳統意義上研究造林成效的方法手段提供新的方向。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗地概況

　　閩楠造林試驗地位于福建省南平市順昌縣，屬中亞熱帶海洋性季風氣候，氣候溫和，雨量充沛。年平均氣溫18.5℃，多年平均降水量1756 mm，無霜期305 d，日照1740.7 h，四季明顯。2016年2月，在順昌縣大干鎮干山村營建了18a杉木林下套種閩楠模式(杉木保留密度450株/hm2)試驗林，在元坑鎮謨武村營建了閩楠與杉木混交林(杉木林采伐跡地)、閩楠純林，試驗地土壤理化性質見表1。每種造林模式各50株，3次重復。3種造林模式閩楠種苗為芽苗移栽培育1a的容器苗(2.5 mm≤D<3 mm，20 cm≤H<25 cm)，混交林用杉木苗為1a裸根苗(D≥0.45 cm，H≥35 cm)，株行距為2 m×2 m，造林前均采用林下全面除草和帶狀整地，造林后進行統一管理。

　　1.2 幼林調查

　　2016年12月，調查造林當年3種造林模式下閩楠植株的成活率。2018年4月，采用麥思德電子數顯游標卡尺(精度0.01 mm)、鋼卷尺對各造林模式閩楠的地徑、最大冠幅、樹高、枝下高進行調查，每個造林模式隨機調查30株，3次重復。

　　1.3 根系性狀的測定

　　每種造林模式挖取3株，3次重復，水平方向上以閩楠樹干為中心，按0.5 m為半徑進行全株挖掘取樣，直到無明顯根系為止，現場測量植株樹高、根深和平均根幅，地上部分供材性分析。將植株根系鮮樣充分洗凈、晾干、整理后進行分析，掃描之前將大的根系分支剪開，使用Win-RHIZO根系分析系統軟件[9]分析輸出的圖片。

　　1.4 樹干材性測定

　　閩楠樹干材性測定采用木材物理力學試材采集方法[9]。每種造林模式采集3株閩楠樹干，稱其鮮重后裝入密封袋，及時帶回實驗室，以供測定。生材(剛采伐的新鮮木材)密度用生材質量除以生材的體積，將試樣制成約15 mm×15 mm ×15 mm的試樣，采用排水法測定生材體積。基本密度與測定生材密度試樣相同，在(103±2)℃的干燥箱中干燥，絕干后稱重得W干，計算基本密度：ρ基= W干/V生，生材含水率=(W生-W干)/W干×100%。采用硝酸-乙醇法測定閩楠纖維素含量[10]。

　　1.5 不同造林模式閩楠幼林光合作用比較

　　1.5.1 光合測定

　　于2018年8月13～15日，天氣晴朗無云時進行光合測定。每種模式選擇3株生長勢基本一致的閩楠待測樣株，分別選取3片中上部向陽方向的功能葉，采用Li-6800(美國)便攜式光合測定系統在上午9：00～11：00進行閩楠光合測定，獲得氣體交換參數：凈光合速率(Pn)、蒸藤速率(Tr)、氣孔導度(GS)、和胞間CO2濃度(Ci)，并計算水分利用效率(WUE，WUE=Pn/Tr)。

　　1.5.2 光響應曲線測定

　　選擇典型晴天早上9：30～11：30，以儀器配備的紅藍光源為光源，使用開放系統，設定光合有效輻射(PAR)梯度值：0 μmol/m2·s、20 μmol/m2·s、40 μmol/m2·s、60 μmol/m2·s、80 μmol/m2·s、100 μmol/m2·s、150 μmol/m2·s、200 μmol/m2·s、400 μmol/m2·s、600 μmol/m2·s、800 μmol/m2·s、1 000 μmol/m2·s、1200 μmol/m2·s、1500 μmol/m2·s、2000 μmol/m2·s，參比室CO2濃度為400 μmol/mol進行測定，獲得各Pn值。用葉子飄光合計算軟件對曲線進行直線雙曲線修正模型擬合[11]，得到曲線方程，并計算各光響應參數值：最大凈光合速率(Pmax)、表觀量子效率(AQY)、光飽和點(Ls)、光補償點(Lc)。

　　1.6 數據分析

　　采用SPSS(V18.0)軟件對數據進行統計分析、相關性分析，進行Duncan多重比較。對閩楠生長指標、根系指標、材性指標及光合速率等指標進行標準化，使其轉化為無量綱單位，便于比較;其中木材含水率和Tr按照降型分布函數進行計算：(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)[12]，其余指標按照升型分布函數進行計算：(Xi - Xmin)/(Xmax - Xmin)。最后根據各評價樣本的綜合得分進行排序[13]。

　　2 結果與分析

　　2.1 不同造林模式閩楠生長情況比較

　　由表2可知，不同造林模式對閩楠地徑、樹高、最大冠幅和枝下高的影響達到差異極顯著水平，對閩楠造林成活率的影響不顯著，混交林和純林造林模式閩楠的生長情況差異不顯著;林下套種閩楠和混交造林閩楠的造林成活率最高，均達100%，不同造林模式的平均造林成活率為99.78%。林下套種閩楠的平均地徑、樹高、最大冠幅和枝下高均達到最大，分別為11.60 mm、115.56 cm、61.33 cm、32.42 cm，分別比最小值高出81%、87%、74%、271%。

　　2.2 不同造林模式閩楠根系性狀比較

　　由表3可知，杉木林下套種閩楠模式的根深、平均根幅、單株總根長、根系總表面積和根系總體積均最大，分別達47.50 cm、48.42 cm、1269.13 cm、376.75 cm2、9.32 cm3，分別比最小值高出0.64倍、0.64倍、0.94倍、0.89倍、1.18倍。閩楠混交林的根深、單株根系總表面積、平均直徑和根系總體積均最小;閩楠純林的平均根幅和單株總根長均最小，分別為29.50 cm、652.61 cm。不同造林模式對閩楠根深、平均根幅、單株總根長、根系總表面積和根系總體積的影響達到差異極顯著水平;對閩楠單株根系平均直徑的影響差異不顯著。

　　2.3 不同造林模式閩楠幼林材性比較

　　由表4可見，3種造林模式的樹干平均基本密度范圍在0.42～0.44 g/cm3;樹干平均生材密度范圍在1.02～1.13 g/cm3;樹干平均生材含水率范圍在120.51%～153.61%;樹干基本密度、生材密度和生材含水率的平均值分別為0.43 g/cm3、1.07 g/cm3、141.19%;閩楠純林樹干的基本密度最高，閩楠混交林樹干的生材密度和生材含水率最高，分別達0.44 g/cm3、1.13 g/cm3、153.61%，分別比平均值高出1.97%、5.63%、8.79%;不同造林模式下的基本密度、生材密度和生材含水率均無顯著差異，閩楠樹干纖維素含量差異達到顯著水平。林下套種閩楠模式的樹干纖維素含量最高，為34.32%，比平均值高出6.90%，高出混交林7.89%，高出純林13.72%。

　　2.4 不同造林模式閩楠幼林光合作用分析

　　2.4.1 不同造林模式閩楠光合效應比較

　　由表5可見，不同造林模式閩楠凈光合速率(Pn)的范圍為5.33～6.98 μmol/m2·s，值越大表明該造林模式的光合作用越大，各造林模式的凈光合速率大小排序為：純林>混交林>林下套種。不同造林模式閩楠蒸騰速率(Tr)的范圍為2.82～3.45 μmol/m2·s，各造林模式的蒸藤速率大小排序為：林下套種>混交林>純林。不同造林模式閩楠氣孔導度(GS)的范圍為390.02～392.22 μmol/mol，各造林模式的氣孔導度大小排序為：純林>混交林>林下套種。不同造林模式閩楠胞間CO2濃度(Ci)的范圍為269.76-293.94 μmol/mol，各造林模式的胞間CO2濃度大小排序為：林下套種>純林>混交林。不同造林模式閩楠水分利用效率(WUE)的范圍為1.89～2.27，各造林模式的水分利用效率大小排序為：林下套種>純林>混交林。

　　2.4.2 不同造林模式閩楠光曲線特征響應參數比較

　　運用雙曲線修正模型對3個造林模式閩楠光合作用的光響應值進行擬合，計算各光響應參數值，并繪制光響應曲線圖(圖1-3)，達到了良好的效果(為0.9906～0.9930)。在PAR為0～200 μmol/m2·s時，Pn隨PAR值的增加呈線性相關，對其進行線性回歸，直線的斜率即為表觀量子效率。由表6可以看出：最大凈光合速率(Pmax)的范圍在5.52～7.92 μmol/m2·s，越大表明該造林模式的光合作用潛力越大，各造林模式的光合潛力大小排序為：林下套種>混交林>純林。

　　表觀量子效率是構建冠層光合作用模擬模型和C循環模型的重要生理指標，值越高，則說明葉片轉化光能的效率越高[14-15]。不同造林模式表觀量子效率(AQY)大小范圍在0.0417～0.0602 μmol/m2·s，從大到小的順序為：林下套種>混交林>純林。

　　呼吸速率小，有機物代謝效率高[16]。不同造林模式的暗呼吸速率(Rd)大小范圍為0.9742～1.1101 μmol/m2·s，暗呼吸速率值從大到小排序為：混交林>林下套種>純林。

　　不同造林模式光飽和點(Ls)的范圍在943.62～1508.13 μmol/m2·s，光飽合點均值在1244.02 μmol/m2·s左右。光補償點(Lc)的范圍在11.79～16.53 μmol/m2·s，Ls和Lc由高到低依次為純林>混交林>林下套種。

　　Pmax反應了植株對強光的利用能力，Ls反應了植株對強光的適應能力;Lc反應植株對弱光的適應能力，AQY 反應植株強光利用能力。較其他模式相比，杉木林下套種閩楠幼苗的 Ls、Lc偏低，這說明林下套種閩楠幼苗對強光和弱光的適應能力較弱;Pmax、AQY偏高，說明杉木林下套種閩楠幼苗光合潛力高，對低光強的利用能力較強，在低光強環境下能較好的捕捉光量子進行光合作用。說明閩楠幼林具耐陰性，但又能忍受一定的光強，這與盛杰等[17]的結論較為一致。

　　2.5 篩選最優的閩楠造林模式

　　2.5.1 各指標相關分析

　　將閩楠地上生長性狀與各性狀指標進行Pearson相關性分析。結果表明(表7)，閩楠地上生長性狀(地徑、最大冠幅、樹高、枝下高)與總根長、根總表面積、根系總體積、根深、平均根幅均呈正相關，且達到顯著和極顯著水平;說明閩楠植株地上部分生長越旺盛，根系越發達。閩楠地上生長性狀與Pn均呈負相關，且達到顯著和極顯著水平。

　　2.5.2 綜合評價

　　將閩楠生長指標、根系指標、材性指標及光合速率等這幾個指標標準化后進行加權平均，并排名得出(見表8)，林下套種閩楠的綜合評分最高，達0.7814，混交林次之，得分為0.2782;純林的綜合評分排名最后。從地上、地下生長指標、及生理指標各方面分析，本研究3種模式中杉木保留密度450株/hm2的林下套種閩楠模式造林效果最好，該模式最適合閩楠生長。