黄冕林场外来种湿地松入侵风险评估

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收稿日期：2011-10-09
　　作者简介：冯林霞（1980―），女，广西柳州人，助理工程师，主要从事森林培育、森防、森林认证等工作。
　　摘要：以广西黄冕林场引种的湿地松为研究对象,与本地种马尾松做比较,对外来种湿地松进行了入侵风险性评估,为黄冕林场开展森林认证工作提供科学参考依据。
【关键词】：湿地松;入侵风险；黄昆林场
　　中图分类号：S118.15
　　文献标识码：B
　　文章编号：1 14-9944(2011)11-00 3-03
　　1引言
　　湿地松属常绿大乔木,原产美国南部温暖潮湿的 00m低海拔地区。适生于夏雨冬旱的亚热带气候地区。它既抗旱又耐劳、耐瘠,有良好的适应性和抗逆力,因此在世界上的分布极其广泛,中国山东以南的大片国土皆适宜栽植。它还是很好的经济树种,松脂和木材的收益率都很高,一般栽植后10年就可达到平均年收益2 000元/  1m2,因此很受世界各地植物学家的推崇。
　　黄冕林场现正在进行森林认证工作,根据森林认证要求,对于外来种湿地松是否对黄冕林场生态环境构成生物入侵的问题给出一个全面的结论。这需要从湿地松的内部因子和环境外部因子两个方面进行研究,一是外来种湿地松本身所具有的生物学、生理学、生态学的特性是否具有入侵的特性;二是栽植地是否具有可侵入性。当这两个条件同时满足时,外来种湿地松就可以变成生物入侵种,对其所处的环境构成生物入侵，反之则不构成生物入侵。
　　2生物入侵概述
　　2000年出版的《世界自然保护联盟(IUCN)防止因生物入侵而造成的生物多样性损失指南》里确切定义了以上术语。
　　
　　外来入侵种,则指在自然、半自然生态或生境中定居下来的,对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来物种。
　　生物入侵是在没有人类的帮助的条件下能在自然或半自然生境中自然扩散的外来植物,并能使生态系统的组成、结构和过程发生显著变化的物种。
　　3外来种湿地松在黄冕林场的引入分析
　　湿地松(Pinus elliotii Engelmann)也叫美国松或外国松，是松科松属的一种常绿大乔木，原产于美国东南部(北纬28°~39°21′)垂直分布在海拔450~ 00m以下［1］,20世纪30~40年代引入我国。黄冕林场现栽植外来种湿地松的面积为350. hm2。
　　3.1外来种湿地松的生物学特性及开发利用价值
　　3.1.1湿地松的形态特性
　　湿地松为常绿大乔木,树皮灰褐色,纵裂成鳞状大片剥落,枝条每年生长3~4轮,小枝粗壮。冬芽红褐色,粗壮,圆柱状,先端渐窄。针叶2针一束与3针一束并存,长18~30cm,粗硬,深绿色,有光泽。球果常2~4个聚生,圆锥形,有梗,鳞盾肥厚,鳞脐瘤状,种子卵圆,略具3棱。花期3月中旬,果熟翌年9月。
　　3.1.2湿地松生长习性
　　湿地松适生于夏雨冬旱,有明显干湿季节的亚热带气候,对气温适应性较强,能忍耐40℃的绝对高温和-20℃的绝对低温。在中性以至强酸性红壤丘陵地,以及表土50~ 0cm以下铁结核层和沙黏土地均生长良好,而在低洼沼泽地边缘尤佳［2］。但也较耐旱,在干旱贫瘠低山丘陵能旺盛生长。湿地松为为喜光树种,极不耐荫,即使是发芽不久的幼苗,稍加遮荫即生长衰弱，但抗风力强,在11~12级台风袭击下很少受害，在我国北纬32°以南的平原,向阳低山可栽培。
　　3.1.3湿地松的主要用途
　　(1)园林用途。湿地松苍劲而速生,适应性强,材质好,松脂产量高。在长江以南的园林和自然风景区中作为重要树种应用。可作庭园树或丛植、群植,宜植于河岸池边。
　　(2)林业用途。湿地松是建筑材、纸桨材和松脂材等多种用途树种,以其速生、树干通直、高产脂、用途广、抗逆性及适应性强等优良性状而著称,用于造林一般8~12年便可成材。
　　3.2外来种湿地松与乡土树种马尾松的比较
　　3.2.1马尾松、湿地松生物产量比较
　　相同年龄和相近密度的马尾松、湿地松林生物产量结果见表1。两种林分平均单株生物量存在较大的差异,马尾松的生物量为34.3kg,湿地松为 1.29kg,湿地松比马尾松的单木生物量大2倍。林木各器官的生物量为湿地松的树干、树根大于马尾松，枝、叶的生物量却是马尾松大于湿地松。从表1中还可以看出,湿地松的生物量为209.18t/hm2,马尾松林分为112.0 t/hm2,虽然湿地松林分的株数只多45株/hm2,但生物量却大91.18t/hm2。
　　3.2.2林分生产力分析
　　衡量一个林分的生产力常以林分净生产量为标准。由于两个松类均系同龄纯林,采用平均净生产量来估算林分生产力,其结果见表2。从表2看出,湿地松林分净生产量为13.93t/hm2•年,马尾松1.41t/hm2•年。湿地松林分净生产量差不多为马尾松的2倍减少多出45株/hm2,则湿地松林分净生产量仍比马尾松林分高 .2 t/hm2•年。由此可见,引种的湿地松至少在5年内其生长势要优于马尾松［4］。
　　表2马尾松湿地松林分净生产量t/hm2•年
　　林分树干树枝树叶树根合计
　　马尾松4.83 1.25 0.50 0.89 1.41
　　湿地松11.41 0.91 0.52 0.91 13.93
　　3.2.3马尾松、湿地松的生长过程比较
　　马尾松和湿地松的林分生物量变化模型分别为:
　　W＝434(1-e-0.102 91 t)1.408 4r=0.912  ,
　　W＝338(1-e-0.141 504t)1.0    r=0.999 4。
　　根据模型各参数表示的生物学意义,可以计算出马尾松林分生物量的数量成熟年龄为3 年,采伐利用时的最大生物量为434t/hm2;湿地松的为2 年,采伐利用时的最大生物量为338t/hm2。
　　比较林分生长发育早期,马尾松生长慢,而湿地松生长快,在后期马尾松生长速度比湿地松快。马尾松林分生物量的数量成熟年龄比湿地松大,成熟时采伐利用可获得的相对最大生物量小于湿地松。所以湿地松适宜作短期、速生的用材林或纸浆林［5］。
　　4外来种湿地松的入侵性评估
　　4.1栽植地是否具有可侵入性
　　黄冕林场位于广西壮族自治区柳州市鹿寨县北部的黄冕乡和永福县南部的广福乡境内,东经109°43′4 ″~109°58′18″,北纬24°31′25″~24°52′11″。以低矮的丘陵地貌为主,海拔相对高度不大,多为50~200m,最高海拔达895.9m。林场地理位置在中亚热带边缘,属中亚热带气候,温暖多雨,光照充足,年均气温19℃,绝对最低温-2.8℃,年均降雨量为1 150mm,年均蒸发量1 42 mm,为水分充足区,土壤以偏酸性的黄红壤为主。根据湿地松的生长习性,较适宜在该区域生长,作为栽植地具有一定的可入侵性。
　　4.2繁殖和传播扩散的能力
　　湿地松作为一个外来种它是否对其生长的环境构成生物入侵,与其具有的繁殖特性密不可分。以不同年份、不同立地条件下生长的湿地松作为研究对象,对其生长发育及种子繁殖能力进行实地调查研究,以便分析湿地松的入侵能力,并探讨它与环境之间的相关性。
　　4.2.1研究地区概况
　　研究地区主要在黄冕林场洛清江分场兰麻林站、波寨分场花户林站和波寨分场翁村林站进行。种植品种为湿地松纯林,种植密度均为1 1株/  1m2,土壤为黄红壤。
　　4.2.2研究方法
　　共选取3个样地,分别分布在洛清江分场兰麻林站5林班9经营班1小班,波寨分场翁村林站12林班10经营班1小班,波寨分场花户林站9林班1经营班1小班,详细情况见表3。
               
       2011年11月绿色科技第11期
　　表3湿地松样地调查情况
　　样地分场地点树种种植
　　年度坡度
　　/°坡向土层厚度
　　/cm海拔高度
　　/m
　　1洛清江分场
　　兰麻林站5-9-1湿地松199330西北120310
　　2波寨分场
　　翁村林站12-10-1湿地松199125雅坡
　　向903 4
　　3波寨分场
　　花户林站9-1-1湿地松199415东北120210
　　样地划定后,根据黄冕林场森林资源规划设计调查,各分场林班图显示样地调查面积结果列于表4中。从表4中可看出样地1于1993年种植湿地松纯林面积为1.8hm2,2010年面积为1.8hm2;样地2于1991年种植湿地松纯林面积为3.5hm2,2010年面积为3.5hm2;样地3于1994年种植湿地松纯林面积为13.9hm2,2010年面积为13.9hm2,详细情况见表4。在3个样地调查中,雅湿地松飞籽传播后形成自然繁殖的现象,雅湿地松与其它本地种发生杂交现象。
　　表4湿地松样地调查内容
　　样地分场地点树种种植年度面积/hm2调查年度面积/hm2
　　1洛清江分场
　　兰麻林站5-9-1湿地松19931.820101.8
　　2波寨分场
　　翁村林站12-10-1湿地松19913.520103.5
　　3波寨分场
　　花户林站9-1-1湿地松199413.9201013.9
　　4.2.3结果分析
　　分别对不同立地条件下种植的湿地松纯林进行样地调查,结果表明从种植当年至2010年间3个样地内的湿地松纯林面积并没有自然增加。
　　5外来种湿地松入侵风险结论
　　黄冕林场作为栽植地,具备有外来种湿地松入侵的基本条件。湿地松有可能对黄冕林场的生态环境造成入侵。由于湿地松的生物学特性,决定其在黄冕林场区域不具备自然繁殖能力。外来种湿地松在黄冕林场雄花于2月上旬开始散粉,到3月中旬结束,雌花于2月中旬开放,到3月中旬结束。因气候、立地条件等因素影响,能形成少量的结果,但不能进行飞籽传播,在没有人为条件下不能在自然或半自然生境中自然扩散,不能自然繁殖生长;也不能与其它本地种进行杂交,不能对生态系统的组成、结构和过程发生显著变化。
　　因此,根据生物入侵条件,由于两个入侵条件不能同时满足,所以外来种湿地松对黄冕林场不能造成生物入侵威胁,外来种湿地松在黄冕林场的发展是可以完全实现人为的控制,不属于入侵树种。
　　参考文献：
　　［1］
　　潘志刚,游应天.中国主要外来树种引种栽培［M］.北京:北京科学出版社,1994.
　　［2］ 茹正忠.湿地松优化栽培技术专辑［J］.广东林业科技,1995,11(4):2~3.
　　［3］ 刘煌章,蔡宝玉.马尾松、湿地松林产量结构比较［J］.林业资源管理,1993(5): 5~  .
　　［4］ 成子纯,陈礼,王广兴,等.马尾松经营体系模拟研究［J］.北京:中国林业出版社,1991.
　　［5］ 田大伦.马尾松和湿地松林生态系统结构与功能［M］.北京:北京科学出版社,2005.
　　［ ］ 刘煌章.不同年龄马尾松、湿地松林生物量的研究［J］.林业资源管理,1993(2):11~19.
               
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