亚马逊 plantations 中 Tachigali vulgaris 表观木材密度受树木直径、树高、分叉及土壤条件影响的变化规律

《Trees》:Variation in apparent wood density of Tachigali vulgaris as affected by tree diameter, height, forking, and soil conditions in Amazonian plantations

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月18日 来源:Trees 2.3

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  Tachigali vulgaris 在亚马逊地区具有能源利用潜力,但若干造林因素与木材质量的关系仍需深入探究。研究人员在亚马逊两处纯人工林中评估了 T. vulgaris 木材表观密度(apparent density)的变化,测试因素包括直径、树高、主干分

  
Tachigali vulgaris 在亚马逊地区具有能源利用潜力,但若干造林因素与木材质量的关系仍需深入探究。研究人员在亚马逊两处纯人工林中评估了 T. vulgaris 木材表观密度(apparent density)的变化,测试因素包括直径、树高、主干分叉(stem forking)、施肥及土壤质地。两处11年生试验林位于黄色氧化土(yellow oxisols)上,质地分别为砂壤(sandy loam)与极黏质(very clayey),均设磷钾施肥与不施肥处理。沿干高取样圆盘,采用 X 射线密度测定法(X-ray densitometry)测定表观密度。线性混合效应模型(Linear mixed-effects model)显示,木材密度与二次平均直径(quadratic mean diameter, QMD)和商品干高显著相关,而主干分叉、土壤质地或施肥无显著影响;施肥与土壤质地等级间存在边际交互作用。尽管分叉对密度无显著影响,分叉树纵向异质性更高。多元方差分析表明单株内纵向变异占总密度变异69%,株间占31%。X 射线密度测定显示11个形成层年内密度递增,均值0.619–0.729 g cm?3;自基部0.725 g cm?3降至约50%商品干高处0.539 g cm?3,向梢端回升至0.605 g cm?3。揭示 T. vulgaris 木材密度广泛变异将支撑亚马逊优化生物能源人工林的可持续经营。
研究背景方面,巴西桉树(Eucalyptus spp.)与松树(Pinus spp.)人工林集中于东南部与南部,亚马逊北部能源林供给不足,且气候变迁下桉树适应性受限,原生亚马逊树种 Tachigali vulgaris(Fabaceae 科,俗称 tachi branco 或 carvoeiro)因速生、耐砂黏土壤、能固氮而具替代桉树生产木炭与生物质能源的潜力。已有研究报道其基础密度(basic density)0.419–0.606 g cm?3、能量密度 9151 MJ m?3、高位发热量 19.7 MJ kg?1,但表观密度(apparent density,按测量时含水率计)受直径、商品干高、分叉、施肥、土壤质地综合影响的研究尚缺,故研究人员在《Trees》发表该文以填补空白。
关键技术方法上,研究人员在巴西帕拉州 Almeirim 市 Jari Cellulose SA 两地黄色氧化土纯林(砂壤 A1、极黏质 A2,间距 22 km)选 32 株 11 年生树(15 株不分叉、17 株分叉),覆盖 0P-0K 与 780P-343K 两施肥水平及各 4 区组。沿商品干高 0%、DBH、25%、50%、75%、100% 取约 2.5 cm 厚圆盘去树皮,径向取 1 cm×饱和后切 1 mm 片,气候室平衡至 12% 含水率,Faxitron MX20-DC12 摄 X 射线(30 kV,5 s),醋酸纤维素楔校准,WinDendro Density 2017a 判年轮界并获表观密度剖面。统计用线性混合效应模型(LMM,区块随机截距)、多元方差随机化检验、加权断面密度(WDCS)与加权全株密度(WWD)算式、Spearman 相关。
研究结果部分,"Characterization and history of the study area" 说明两地同属 Am 气候、年雨 2145 mm、前作桉树、3×2 m 株行距、基肥石灰 1500 kg ha?1,A1 砂壤 A2 极黏质化学差异见原表。"Experimental design and sampling of T. vulgaris wood" 指出因施肥对测树变量响应弱,仅取对照与高肥两处理,按永久样地平均断面积选近均值不分叉/分叉各一,共 328 圆盘,QMD 用公式 √(∑DBHi2/n) 标准化 forked 与 non-forked。"Determination of apparent density by X-ray densitometry" 详述径向样条饱和、ISOMET 5000 切 1 mm、校准楔 1.274 g cm?3 九级灰阶线性拟合、年轮界以晚材密带与密度骤降判定,11 年生树基盘多 11 轮向上递减至梢端 2–6 轮。"Statistical analysis" 中 LMM 显示 WWD 仅与 QMD、商品干高显著正相关,forking/质地/施肥主效不显著但有施肥×质地边际交互;多元方差分析株内纵向变异占 69%、株间 31%;DBH 处密度与年轮宽 Spearman 负相关。
讨论与结论翻译:研究人员披露 T. vulgaris 表观密度在 11 个形成层年从 0.619 增至 0.729 g cm?3,纵向呈基部高—半高最低—梢端回升模式,径向随龄递增;QMD 与商品干高是密度可解释因子,分叉增纵向异质但不改均值,施肥与土壤质地主效缺失但存边际交互,意味着优化生物能源林应依据径级与干高筛选而非依赖施肥改质;株内纵向变异为主(69%)提示采样须多高度位方可代表单株。该广幅变异认知支撑亚马逊原生能源林可持续经营与木炭/生物质供应链选址。
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