樟樹(shù)資源調(diào)查研究

樟樹(shù)資源調(diào)查研究

樟樹(shù)是國(guó)家二級(jí)保護(hù)樹(shù)種。樟樹(shù)早在2000年前就有栽培的紀(jì)錄,古時(shí)稱為“豫章”,在宮廷、殿堂、寺廟、庭院及村舍附近廣為種植,其壽命可達(dá)上千年。樟樹(shù)的名字出于《本草綱目》,“其木理多文章,故謂之樟”,其學(xué)名由分類學(xué)泰斗林奈于1753年加以命名,認(rèn)定為月桂屬,學(xué)名為L(zhǎng)auruscamphoraL.,其中Laurus是月桂樹(shù)的意思,camphora意為有樟腦味。Presl于1825年發(fā)現(xiàn)樟樹(shù)的特征更接近于樟屬(Cinnamomum),因此將其由月桂屬轉(zhuǎn)至樟屬。根據(jù)“國(guó)際植物命名法規(guī)”,學(xué)名在轉(zhuǎn)移時(shí),須保留其種小名,并置于新命名者之前,樟樹(shù)學(xué)名從此成為Cinnamomumcamphora(L.)Presl。樟樹(shù)的開(kāi)發(fā)利用歷史由來(lái)已久,可以提煉樟油制成樟腦等,還是園林綠化的重要樹(shù)種。樟油開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品在醫(yī)藥、光學(xué)及工業(yè)上應(yīng)用廣泛,與人們生活息息相關(guān)。在華南地區(qū),樟樹(shù)是著名的多用途鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種和經(jīng)濟(jì)樹(shù)種,分布范圍廣,開(kāi)發(fā)利用程度高,家喻戶曉,一直受到人們的高度重視。樟樹(shù)曾經(jīng)讓臺(tái)灣成為樟腦王國(guó)超過(guò)半世紀(jì),與茶葉、糖合稱為“臺(tái)灣三寶”。由于樟樹(shù)資源被過(guò)度開(kāi)發(fā)利用,原始林早已耗盡,次生林?jǐn)?shù)量不斷減少,質(zhì)量不斷下降。近年來(lái),隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)和林業(yè)商品化經(jīng)營(yíng)能力的提高,樟樹(shù)資源保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用得到重視,遺傳改良和人工林高效培育技術(shù)需求變得迫切。1資源分布和生物特性1.1天然碳源在亞洲各地區(qū)的分布樟樹(shù)喜光喜溫,是熱帶和亞熱帶常綠闊葉樹(shù)種的代表,水平分布區(qū)域在10°~30°N,88°~122°E之間,自然分布于中國(guó)南方各省(包括湖南、湖北、浙江、江蘇、安徽、江西、海南、廣東、廣西、福建、臺(tái)灣、云南、四川、貴州等省區(qū))、越南以及日本等地,現(xiàn)亞洲東部、大洋洲和太平洋諸島也都有分布,其中臺(tái)灣、福建、江西九江、湖南湘西、貴州東南部等是著名產(chǎn)區(qū)。樟樹(shù)多生長(zhǎng)在低山平原,垂直分布一般在海拔500~600m,在湖南、貴州交界處可達(dá)1000m,而臺(tái)灣中北部海拔1800m的高山還有天然分布的樟樹(shù),以海拔1500m以下的生長(zhǎng)最茂盛。在中國(guó),可供木材和樟油提取的資源已經(jīng)極為有限。目前,天然分布的樟樹(shù)大都是低產(chǎn)低質(zhì)次生林,且多為零星分布,可利用的資源甚少。較好的樟樹(shù)一般都是房前屋后的風(fēng)水林、城市景觀和道路綠化樹(shù)木。近年來(lái),隨著環(huán)保意識(shí)和商品林建設(shè)能力的提高,大規(guī)模造林綠化廣泛開(kāi)展,樟樹(shù)人工林開(kāi)始大量發(fā)展。1.2樹(shù)體及生長(zhǎng)結(jié)果性狀樟樹(shù)為常綠大喬木,樹(shù)高可達(dá)50m,具芳香味,樹(shù)冠呈傘型。樹(shù)皮呈深褐色,有深的縱裂。葉為卵型或橢圓形,單葉互生,薄革質(zhì),先端尖而平滑無(wú)毛,3條主脈,約長(zhǎng)7~10cm、寬為3~5cm左右,葉面波狀,葉先銳微凸,表面光滑、無(wú)毛而有光澤,離基三出脈,葉背則略帶白色,側(cè)脈及支脈腋脈有腺窩,葉柄長(zhǎng)約1.5cm,即將掉落時(shí)常變成紅色?；橐干ㄐ?花期在每年春天,多集中于2~5月,綠白色小花,圓錐花序腋生于枝頂端,具6枚花被片,花被片外無(wú)毛,內(nèi)面密披短柔毛,有藥雄蕊9枚。果實(shí)成熟于11~12月(東部7~10月),小球狀,黑色,直徑6mm,果托頂端平截。心材黃赭色,邊材淡色,材質(zhì)輕軟,粗糙易破裂,易加工,刨削時(shí)香氣強(qiáng)。樹(shù)干木材比重0.64,全株各部分皆可供制造樟腦及樟腦油。樟樹(shù)適合生長(zhǎng)于年平均氣溫16℃以上、1月平均氣溫5℃以上、絕對(duì)最低溫-7℃以上、年降水量大于1000mm的環(huán)境。在土層深厚、濕潤(rùn)肥沃的酸性到中性沙質(zhì)壤土、輕粘壤土或沖積土中樟樹(shù)生長(zhǎng)較好,人工造林以山坡中下部或山谷緩坡為宜,忌干燥貧瘠石礫地。人工栽培,幼苗宜庇蔭,高生長(zhǎng)至1m后需光量逐步增強(qiáng)。1~2年生幼苗易受凍害,之后抗寒能力增強(qiáng)。10~30年間高生長(zhǎng)較快,胸徑生長(zhǎng)一般在10~40年,材積50~60年。樟樹(shù)樹(shù)冠濃密,分枝低,主干較矮,根系發(fā)達(dá),主根粗壯,壽命長(zhǎng)可達(dá)上千年。2使用樟樹(shù)的利用主要在生態(tài)、木材和副產(chǎn)品開(kāi)發(fā)三方面。2.1適地適樹(shù),合理密植樟樹(shù)樹(shù)冠發(fā)達(dá),對(duì)空氣污染的抗污力極強(qiáng),有吸灰、清新空氣和吸收噪音的功效,是良好的環(huán)境綠化樹(shù)種,非常適合用作城市、居住區(qū)綠化和行道樹(shù)種;樟樹(shù)林落葉豐富、且地下部分有強(qiáng)大的根系,也是水土保育的良好樹(shù)種。樟樹(shù)林生物量大,固碳能力強(qiáng),生態(tài)效益好。臺(tái)灣樟樹(shù)每公頃全株生物量平均約92.52t·hm-2,含碳量約43.48t·hm-2,而其碳量年增長(zhǎng)率約為6%;18年生樟樹(shù)人工林分生物量為111.08t·hm-2;樟樹(shù)林年凈生產(chǎn)力為9.55t·hm-2,有機(jī)碳年凈固定量為4.98t·hm-2。2.2茶樹(shù)屬植物的從材料中造成的環(huán)境樟樹(shù)是家具、建筑、造船和工藝品雕刻等的上等用材。樟樹(shù)木材具怡人的樟腦芳香氣味,木材心、邊材區(qū)分明顯,心材為黃褐色,邊材淡色,光澤強(qiáng)。木材年輪稍明顯,氣孔稀疏散狀分布,單獨(dú)或2~3個(gè)徑向復(fù)管孔排列?？v向薄膜細(xì)胞成圍孔或翼狀排列。樟樹(shù)5個(gè)品系纖維長(zhǎng)度為1117~1202μm,寬度為22.56~24.56μm,纖維直徑為14.27~15.91μm,壁厚為4.14~4.47μm,壁腔比為0.55~0.62,腔徑比為0.58~0.65,長(zhǎng)寬比值為46.9~53.4,纖維寬度中等,胞腔直徑遠(yuǎn)大于壁厚,壁腔比和腔徑比適中,長(zhǎng)寬比較大。木材具螺旋紋理或交錯(cuò)紋理,結(jié)構(gòu)細(xì)而均。材質(zhì)軟硬程度屬中等,收縮率極小,強(qiáng)度低,沖擊韌性中等,易干燥,干燥狀況良好,不易反翹及干裂。在水中及地上耐朽性強(qiáng),膠合性佳。刨削、研磨及其他加工容易,切削出來(lái)的弦切面具有美麗紋理,但木材有腐蝕鐵釘之作用。2.3芳樟醇收放量少,覆蓋面為高樟樹(shù)副產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、保健、香料和工業(yè)行業(yè),是重要的生產(chǎn)生活資源,也為林農(nóng)提供了生活來(lái)源。樟樹(shù)根、莖、枝、葉都含有樟腦和樟油,此外還含有桉葉素、黃樟素、芳樟醇、松油醇、檸檬醛等化學(xué)物質(zhì)。樟樹(shù)根中樟腦和樟腦油的含量約2%~4%,枝、葉中的含量為1%~3%,且樹(shù)齡越大含量越高。每公頃樟樹(shù)一般每年可產(chǎn)芳樟醇105~120kg,每千克售價(jià)約40元,年產(chǎn)值為4200~4800元·hm-2。人工栽培的優(yōu)質(zhì)樟樹(shù)林每公頃每年可產(chǎn)芳樟醇200~300kg,每千克售價(jià)85~90元,產(chǎn)值可達(dá)17000~27000元·hm-2,與普通樟樹(shù)相比每年每公頃產(chǎn)值提高12800~22200元。根據(jù)《本草綱目》記載,樟腦是一種性微溫、味辛的傳統(tǒng)中藥材,具有祛風(fēng)濕、通經(jīng)絡(luò)、止痛、助消化、行氣血、利關(guān)節(jié)之效,中醫(yī)用來(lái)治療疹癬、風(fēng)濕痹痛、心腹冷痛、霍亂腹脹、宿食不消、跌打損傷等;西醫(yī)用作強(qiáng)心針、治療皮膚病和神經(jīng)衰弱癥?，F(xiàn)代部分皮膚止癢劑、中樞神經(jīng)興奮劑中亦有樟腦之成分。古時(shí)婦女常用一個(gè)瓶子裝樟腦,放在身旁提神用。樟腦還可制作香料、防腐劑等。泰雅族婦女產(chǎn)后更用它來(lái)沐浴,所以就有了樟腦皂、樟腦膏、樟腦條等產(chǎn)品的問(wèn)世。1890年,臺(tái)灣用樟腦為原料制成賽璐珞(Celluloid),廣泛使用在梳子、鈕扣、膠卷和玩具上,賽路珞工業(yè)的蓬勃發(fā)展使臺(tái)灣一度成為樟腦王國(guó)。從樟樹(shù)提取的天然冰片在醫(yī)藥、香料、食品方面用途廣泛,需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)供給量,上世紀(jì)90年代以前,我國(guó)天然冰片一直依靠印度尼西亞進(jìn)口。上世紀(jì)80年我國(guó)發(fā)現(xiàn)新型樟樹(shù)———龍腦樟,從中可以提取天然冰片的替代品———右旋龍腦(d-龍腦),逐漸改變了天然冰片依賴進(jìn)口的局面。上世紀(jì)80年代我國(guó)藥用天然冰片每年需用量就達(dá)80t,目前國(guó)內(nèi)藥用天然右旋龍腦的市場(chǎng)用量已達(dá)500t,而實(shí)際進(jìn)口量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,因此藥用天然右旋龍腦的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供給嚴(yán)重短缺,供與求存在著較大缺口,且每年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)該藥品的需求量將增加15%,龍腦樟的開(kāi)發(fā)利用潛力和經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。3選育優(yōu)良品系根據(jù)培育目標(biāo),樟樹(shù)的良種選育主要有三個(gè)方向:一是以速生豐產(chǎn)為目標(biāo)的用材優(yōu)良品系選育;二是以樟油產(chǎn)量和質(zhì)量為目標(biāo)的性狀選育;三是以冠型、生長(zhǎng)和抗性為主的城市、居住區(qū)和道路綠化等為目標(biāo)的選育。3.1茶樹(shù)優(yōu)良家系建設(shè)樟樹(shù)的人工栽培歷史雖然較早,但科學(xué)意義上的良種選育仍然做得不多,起步較晚。1996年,中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所任華東與姚小華等開(kāi)展了樟樹(shù)的種源和家系選擇研究[18,19,20,21,22,23],選擇種源20個(gè)、家系180個(gè)。中國(guó)大陸47個(gè)產(chǎn)地的樟樹(shù)種子經(jīng)聚類分析被劃分為6個(gè)種群,即以浙江龍泉、福建南平為代表的甌江流域、武夷山東部種群;以廣西南丹為代表的南嶺山地三江流域種群;以宜昌、?？跒榇淼恼翗?shù)邊緣種群;以新寧、連州為代表的南嶺五嶺山地種群;以仁化、梅縣、全州為代表的南亞熱帶種群及以上饒、富陽(yáng)、漣源、懷化、武漢為代表的長(zhǎng)江中下游種群。苗木性狀和地理、氣候因子的相關(guān)分析表明,苗高與種源緯度顯著負(fù)相關(guān)。任華東等采用無(wú)約束指數(shù)選擇法評(píng)定了50個(gè)樟樹(shù)種源的綜合表現(xiàn),通過(guò)分析樟樹(shù)苗期生物量、地徑及苗高等相關(guān)性狀的差異,篩選出廣東連州等5個(gè)苗期表現(xiàn)優(yōu)良的種源。姚小華等對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)4處試驗(yàn)林的研究表明,種源與地點(diǎn)交互作用達(dá)到極顯著水平、生長(zhǎng)優(yōu)良且具較高穩(wěn)定性的種源有福建邵武、廣西全州、貴州銅仁、道真、湖南郴州、湖北蒲圻;幼年期香樟樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)與經(jīng)度呈極顯著負(fù)相關(guān),凍害與緯度呈極顯著負(fù)相關(guān);根據(jù)家系的生長(zhǎng)與適應(yīng)性表現(xiàn)選擇出36個(gè)優(yōu)良家系,其樹(shù)高增加10%~49%,地徑增加10%~84%;根據(jù)香樟適應(yīng)性和生長(zhǎng)表現(xiàn),進(jìn)行種源區(qū)劃分,將香樟種源區(qū)劃分為北帶種源區(qū)、中部種源區(qū)和南帶種源區(qū)。1999年冬華南地區(qū)遭受?chē)?yán)重寒害,造成了大面積桉樹(shù)受災(zāi),引起了廣東林業(yè)管理部門(mén)對(duì)鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種培育的重視,廣東省林業(yè)科學(xué)研究院開(kāi)始了對(duì)樟樹(shù)等鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種的良種選育研究。2003年,廣東省林業(yè)科技推廣總站組織樟樹(shù)良種選育和遺傳改良科技協(xié)作攻關(guān)網(wǎng)絡(luò),有17個(gè)市34個(gè)縣(區(qū))的科研、推廣、生產(chǎn)單位參加,在廣東省全分布區(qū)選擇樟樹(shù)優(yōu)樹(shù)324株,收集種源5個(gè)和優(yōu)樹(shù)176株,2005年在河源東江林場(chǎng)、梅州梅南林場(chǎng)、韶關(guān)乳源林業(yè)科學(xué)研究所、陽(yáng)江陽(yáng)春營(yíng)建種源、優(yōu)樹(shù)無(wú)性系和半同胞子代測(cè)定林500多畝。2009年,筆者開(kāi)展了樟樹(shù)優(yōu)良品系組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究,并成功實(shí)現(xiàn)樟樹(shù)組培規(guī)模擴(kuò)繁,2010年進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。2010年測(cè)定數(shù)據(jù)分析表明,5年生樟樹(shù)平均樹(shù)高為5.29m,胸徑為6.57cm,篩選的2個(gè)優(yōu)良種源樹(shù)高、胸徑和材積的平均增益分別為1.29%,4.16%和7.42%,20個(gè)優(yōu)良家系樹(shù)高、胸徑和材積的增益分別為11.66%,18.81%和45.29%,優(yōu)良家系的20株優(yōu)良單株樹(shù)高、胸徑和材積的增益為29.32%,78.04%和223.71%。2010年國(guó)家林業(yè)局認(rèn)定廣東省林業(yè)科學(xué)研究院“香樟優(yōu)良種源、家系選擇及繁育技術(shù)”為科技成果。3.2芳樟醇型15年生中國(guó)樟樹(shù)優(yōu)良性狀研究在以樟油為目標(biāo)性狀的良種選育中,芳樟醇型和龍腦型樟的選育研究較多。上世紀(jì)80年代以來(lái),福建選擇和收集當(dāng)?shù)卣翗?shù)優(yōu)良種質(zhì)材料359份,其中包括種源25個(gè)、優(yōu)樹(shù)146株、古樟65株。彭東輝對(duì)146個(gè)樟樹(shù)母株進(jìn)行生化型分析,劃分為芳樟型、腦樟型、桉樟型以及不明物型四個(gè)化學(xué)型。趙剛對(duì)福建的505組樟油氣相色譜分析,并根據(jù)得油率和主要精油成分的含油率篩選出四種類型即芳樟醇型、桉葉油素型、樟腦型和黃樟油素型的香樟優(yōu)良單株。劉雁和陳登雄等在閩北地區(qū)選出了多株芳樟醇含量較高的優(yōu)樹(shù),其中最高含量達(dá)92.3%。臺(tái)灣的簡(jiǎn)文樹(shù)等也進(jìn)行了高含油量樟樹(shù)品系的選擇與推廣的研究。廣西樟樹(shù)芳樟醇型樟樹(shù)育種方面也做了一些探索,王以紅等在廣西的香樟自然分布區(qū)及香樟人工林中篩選出10株芳樟醇型香樟優(yōu)良單株,培育出廣林香樟90號(hào)(GLC-90)、廣林香樟95號(hào)(GLC-95)、廣林香樟100號(hào)(GLC-100)和廣林香樟101號(hào)(GLC-101)4個(gè)優(yōu)株的組培和扦插繁殖苗木進(jìn)行無(wú)性系造林。枝、葉樟油含量及性狀評(píng)價(jià)結(jié)果表明,無(wú)性系能較好保持母樹(shù)的優(yōu)良性狀,說(shuō)明其性狀受遺傳基因控制。莫建光等對(duì)廣西芳樟醇型樟樹(shù)枝葉含油率及其主要成分含量的變異進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)芳樟醇型樟樹(shù)不同部位的精油含量及精油的化學(xué)成分含量有較大差異,葉含油率高于樹(shù)枝。段博莉研究5個(gè)種源50個(gè)家系葉片精油及其主要成分的遺傳變異規(guī)律,結(jié)果表明樟樹(shù)葉片含油率和精油中桉葉油素含量在種源間的差異達(dá)到了極顯著水平,種源內(nèi)家系間的差異不顯著;桉葉油素、松油醇含量在種源間存在著極顯著差異,樟腦含量存在顯著差異,芳樟醇和龍腦含量差異不顯著。目前已發(fā)現(xiàn)的含有天然冰片(右旋龍腦)的植物中,龍腦樟是鮮葉精油和精油中右旋龍腦含量最高的樟樹(shù)類型。龍腦樟在樟樹(shù)中比例極少,約萬(wàn)分之一。龍腦樟于1986年被江西省吉安市林業(yè)科學(xué)研究所在樟樹(shù)資源調(diào)查中首次發(fā)現(xiàn),1988年孫秀泉在湖南省新晃侗族自治縣也有發(fā)現(xiàn)。2009年,龍腦樟被列為“國(guó)家新品種保護(hù)樹(shù)種”。通過(guò)無(wú)性繁殖和矮林作業(yè)經(jīng)營(yíng),湖南和江西已經(jīng)形成天然冰片加工產(chǎn)業(yè)[31,32,33,34,35,36,37,38,39,40]。3.3吸灰吸音應(yīng)用樟樹(shù)枝葉茂密,冠大蔭濃,樹(shù)姿雄偉,能吸煙滯塵、抗污染力強(qiáng),有吸灰、吸噪音的功效,在城市綠化、居民區(qū)和農(nóng)村房前屋后被廣泛應(yīng)用。庭院和道路綠化樹(shù)種選育,主要