施肥對毛竹胸高斷面積的影響

唐世剛 金愛武 蔡夢蝶 魯賽陽 沈玉玉 沈 琴

（浙江麗水學院生態(tài)學院 浙江麗水 323000）

在森林群落中，林分胸高斷面積分布是林分結構的基本規(guī)律之一，反應了木材蓄積量和林分密度，是研究林木及其林種結構的基礎。前人對單木生長的胸高斷面積有了比較多的研究[1-4]，而關于毛竹的研究報道較少，施肥是毛竹林經營的主要措施之一，是林地補充養(yǎng)分的主要來源，為了獲得較好的經濟效益，在經營中往往通過施肥以補充土壤養(yǎng)分，以充分發(fā)揮毛竹林地的生產力，而關于施肥對毛竹胸高斷面積影響的研究尚未見報導。因此，探討不同施肥條件下毛竹胸高斷面積的分布特點，可為毛竹可持續(xù)高效經營提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

龍泉市位于浙江省西南部，北緯 28°04′，東經119°07′，東西寬70.25 km，南北長70.8 km，總面積3 059 km2，亞熱帶季風氣候，自然資源豐富，林木蓄積量達1 018萬m3，森林覆蓋率達78.4%，是浙江省毛竹中心產區(qū)之一，竹林面積僅次于浙江安吉，居浙江省第二位，調查樣地位于龍泉市的山溪口村和小黃南村。

1.2 試驗方法

試驗設4種處理：2003年至2007年每年5月施肥，連續(xù)施5年（處理A）；2004年和2006年每年5月施肥，共施2次（處理B）；2006年6月施肥，共施肥1次（處理C）、不施肥(CK)。施肥類型為毛竹專用復合肥，每種處理選取立地條件和竹林結構一致的樣地3塊，樣地面積均為20 m×30 m，于2007年調查樣地的毛竹胸高斷面積。樣地土壤理化性質見表1。

表1 供試土壤基本理化性質

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

胸高斷面積的累計頻率 F(S)，設頻率的增加量d F/dS正比于累計頻率并且受到最大頻率的限制[5-8]，那么頻率分布函數(shù)F的Logistic方程可以寫成:

式中，k、a、b為常數(shù)，S為胸高斷面積，F(xiàn)為相對累計頻率。Logitic方程采用Origin 7.5擬合[9-10]。

對Logistic方程進行一階導數(shù)和二階導數(shù)，可得Logistic曲線分布的3個關鍵點[11-14]：

該3點對應相應的胸高斷面積，將Logistic曲線分成4段：第一段(0～t1)、第二段（t1～t2）、第三段（t2～t3）、第四段（t3～∞），計算出不同施肥處理下胸高斷面積分布情況的差異。

2 結果與討論

2.1 施肥對胸高斷面積的影響

圖1為不同施肥條件下毛竹的平均胸高斷面積，從圖中可以看到，連續(xù)施肥可增加毛竹的胸高斷面積，與不施肥的對照相比，連續(xù)2～5年的施肥，使胸高斷面積增加了12.5%～14.5%（p＜0.05），而施肥1年后的胸高斷面積與對照沒有顯著差異（p＞0.05）。這說明隨著施肥年限的增加，毛竹胸高斷面積會持續(xù)增大，持續(xù)施肥增大毛竹胸高斷面積的效果更為明顯。

毛竹林土壤理化性質與胸高斷面積的冗余分析結果顯示（圖2），毛竹的胸高斷面積和土壤的全氮含量呈負相關，從表1也可看出，與不施肥的對照處理相比，連續(xù)5年施肥后，土壤中全氮的含量下降了17%，這可能是因為連續(xù)向土壤中補充氮元素，提高了毛竹林的生產力，特別是出筍量的提高，而挖筍會帶走土壤中大量的氮元素。同時，連續(xù)施肥增加了毛竹的胸高斷面積，這在一定程度上也提高了毛竹對氮元素的吸收效率。毛竹的胸高斷面積和土壤的速效鉀含量呈正相關，而與有效磷的相關性較弱，其機理尚待進一步探討。

圖2 土壤理化性質與胸高斷面積的冗余分析（RDA）

圖1 不同施肥處理下毛竹胸高斷面積

2.2 施肥對胸高斷面積分布的影響

Logistic 曲線是一種常用曲線, 前人曾進行過多方面的研究，Logistic方程一般用于植物的生長或單一種群的增長，用來描述生長或增長過程與時間的關系[15-18]，而用于毛竹胸高斷面積分布的研究相對較少，本文通過Logistic方程研究毛竹胸高斷面積的分布，這為毛竹胸高斷面積分布研究提供了另一種途徑。

從4種施肥類型的Logistic方程回歸擬合結果（表2）可以看出：無論施肥或不施肥處理的毛竹胸高斷面積分布均遵循Logistic分布，擬合系數(shù)R2＞0.99。總的來說，施肥的年限與參數(shù)a呈一定的負相關，但與參數(shù)b、k不存在明顯的相關性。

表2 不同處理下Logistic方程參數(shù)

施肥使毛竹胸高斷面積的分布有所變化，從表3可知，在連續(xù)5年施肥處理下，胸高斷面積在23.1～35.8 cm2（即t1～t3區(qū)間）的毛竹占總分株的55.7%，而胸高斷面積大于35.8 cm2的毛竹占總分株的24.24%；不施肥的對照處理，胸高斷面積在21.7～32.2 cm2（t1～t3區(qū)間）的毛竹占總分株的59.5%，大于32.2 cm2的毛竹占總分株的18.9%。說明施肥可有效提高毛竹林中胸高斷面積較大的毛竹比例。

表3 不同處理下Logistic方程4個區(qū)間比例（%）

3 小結

竹林土壤養(yǎng)分供應不足會影響竹材、竹筍的產量和品質，還會導致竹林開花大量枯死，因此，施肥是竹林（特別是筍用林）豐產培育的重要措施。結果表明：

（1）施肥可有效地增加毛竹的胸高斷面積，且隨著施肥年份的持續(xù)，這種效果更為明顯。

（2）毛竹的胸高斷面積與土壤的全氮含量呈負相關，與速效鉀含量呈正相關，而與有效磷的相關性較弱。

（3）施肥與不施肥條件下的毛竹胸高斷面積分布均符合Logistic方程，同時，持續(xù)的施肥管理還能增加大徑竹在毛竹林中所占的比例。

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