陽坡坡位、坡形對楓香和杉木幼齡林的影響

林芳順

摘 要：以2018年?duì)I建的楓香、杉木混交林為對象，研究陽坡不同坡位、坡形對2個樹種樹高、地徑、冠幅等生長性狀表型表現(xiàn)的影響。結(jié)果表明：楓香、杉木的樹高、地徑、冠幅性狀生長量在坡位間、坡形間、樣地間均差異顯著，總體表現(xiàn)為下坡>中坡>上坡，凹坡>直坡>凸坡。中坡坡位的凹坡坡形生長性狀表現(xiàn)不亞于下坡坡位的凹坡坡形，顯著優(yōu)于下坡坡位的直坡、凸坡坡形。上坡坡位的凹坡、直坡坡形生長量雖然低于中坡、下坡坡位的凸坡坡形，但差異不顯著。

關(guān)鍵詞：楓香;杉木;坡位;坡形;影響

中圖分類號 S791.27;S792.99文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）22-0064-03

Abstract： With the Liquidambar formosana and Cunninghamia lanceolata mixed forest which was built in 2018 as the research object，the effects of different slope position and slope shape on the phenotypic expression of growth traits such as tree height，ground diameter and crown width of the two trees were studied. The results showed that the growth of tree height，ground diameter and crown width of Liquidambar formosana and Cunninghamia lanceolata were significantly different among slope positions，slope shapes and sample plots，and overall performance was downhill> middle slope > uphill，concave slope > straight slope > convex slope.The growth characters of concave slope at middle slope position were no less than those of concave slope at downhill position，and significantly better than that of straight slope and concave slope at downhill slope. Although the growth of concave slope and straight slope on the upper slope was lower than that on the convex slope，the difference was not significant.

Key words： Liquidambar formosana;Cunninghamia lanceolate;Slope position;Shape;Effect

楓香（Liquidamba formosana Hance）屬于金縷梅科（Hamamelidaceae）楓香屬（Liquidambar L.）[1]，具有生長快、用途廣、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)地力明顯、易于天然更新等優(yōu)點(diǎn)，是林分樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選樹種[2]。楓香廣泛分布于秦嶺及淮河以南地區(qū)，主要包括安徽、福建、廣東、廣西、湖北、湖南、江蘇、江西、臺灣、浙江等省份[3]。楓香木材紋理致密，可作家具、建筑用材;樹脂可供藥用，有解毒止痛、止血生肌之功效;根、葉及果實(shí)入藥，可祛風(fēng)除濕、通絡(luò)活血;入秋以后，夜色變紅，可作觀賞樹栽培[4-6]。同時(shí)楓香與針葉樹混交，可以調(diào)整林分結(jié)構(gòu)、保持土壤肥力，改善林地小環(huán)境，提高林地單位產(chǎn)量[7-9]。

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國特有的速生用材樹種，有8000年的采伐利用和2000年的種植歷史[10]。杉木分布范圍遍及我國整個亞熱帶的南方17個省區(qū)（19°30′～34°03′N、101°30′～121°53′E）[11]。杉木生長快，材性好，是優(yōu)質(zhì)的建筑、裝飾、紙漿用材，是我國最重要的商品材樹種之一[12]。我國杉木人工林面積約859萬hm2，木材蓄積量6.25億m3[13]。

海拔、坡位、坡向、坡度等地形因子通過對光照、溫度、降水等因子的分布產(chǎn)生影響，從而間接影響植物生長[14]。坡位在小尺度上通過對水、肥的再分配而影響林分土壤中的養(yǎng)分分布[15]。關(guān)于坡位、坡形對林木生長的影響國內(nèi)已有很多報(bào)道[16-19]。葉明[20]研究了16年生閩粵栲楓香混交林不同坡形、坡位的生長情況，發(fā)現(xiàn)胸徑、樹高、材積在坡形間無顯著差異，在坡位間差異顯著，但不同坡位的生長量均值排名各不相同。蔡泉星[21]報(bào)道了3年生木荷人工林不同坡位、坡形間樹高、胸徑、冠幅生長量的差異：不同坡位生長量差異顯著，表現(xiàn)為下坡位>中坡位>上坡位;坡形間差異不顯著，但山谷生長量明顯優(yōu)于山脊。筆者通過對楓香、杉木混交林分在陽坡不同坡位、坡形的樹高、地徑、冠幅等生長性狀進(jìn)行比較分析，篩選適生樹種，探討最佳的混交樹種種類及比例，以期為本地區(qū)在不同立地條件下的人工林造林樹種選擇及撫育措施制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于福建省泉州市德化縣雷峰鎮(zhèn)蕉溪村（118°18′03″E，25°32′44″N）。屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.9℃，平均最高氣溫23.3℃，平均最低氣溫14.1℃，最熱月（7月）平均氣溫25.9℃，極端最高氣溫36.6℃，最冷月（1月）平均氣溫9.2℃，日照年均1802.4h，無霜期260 d。年均降水量1800mm：春雨季（3—4月），平均降水量310mm，占全年降水量的17.3%;梅雨季（5—6月），平均降水量557mm，占全年降水量的31.1%;臺風(fēng)雷陣雨季（7—9月），平均降水量650mm，占全年降水量的36.3%;少雨季（10—2月），平均降水量272mm，占全年降水量的15.2%。土壤類型為紅壤，立地質(zhì)量為中等肥沃級。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)用人工林營建于2018年3月，采用楓香、杉木4∶6混合造林，造林株行距2m×2m。試驗(yàn)采用陽坡坡位、坡形2個因素的析因設(shè)計(jì)。坡位設(shè)置3個水平：上坡、中坡、下坡，坡形設(shè)置3個水平：凸坡、凹坡、直坡，共9個處理，設(shè)置9個標(biāo)準(zhǔn)地，每個標(biāo)準(zhǔn)地面積10m×30m，相同坡位標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置在同一等高線上，相同坡形標(biāo)準(zhǔn)地垂直對齊。每個樣地四角使用金屬標(biāo)簽標(biāo)記。造林后6個月開始除草、施肥，每年1次。2020年春進(jìn)行樹高、地徑、冠幅性狀生長量的每木檢尺。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 使用R語言進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及圖形繪制，使用以下固定模型進(jìn)行方差分析：

[yijk=μ+ai+bj+（a×b）ij+eijk] （1）

式中：[yijk]為第[i]個坡位第[j]個坡形的第[k]個單株的觀察值，[μ]為總體均值，[ai]為第i個坡位效應(yīng)，[bj]為第j個坡形效應(yīng)，[（a×b）ij]為第i個坡位與第j個坡形的互作效應(yīng)，[eijk]為隨機(jī)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長性狀表型變異 要準(zhǔn)確反映不同因素對楓香、杉木2年生幼齡林生長性狀表型表現(xiàn)的影響，還需要考慮不同因素間的互作效應(yīng)。由表1可知，楓香、杉木的樹高、地徑、冠幅性狀在坡位間、坡形間、樣地間均差異顯著，說明立地條件對2個樹種幼齡林生長性狀的表型表現(xiàn)具有重要作用。

2.2 不同坡位、坡形對2年生楓香、杉木樹高、地徑、冠幅生長的影響

2.2.1 楓香 由圖1可知，楓香樹高生長量中、下坡凹坡顯著優(yōu)于中、下坡直坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于中、下坡凸坡與上坡凹、直坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，相同坡形中坡、下坡差異不顯著，上坡坡形差異不顯著。楓香地徑生長量中、下坡凹坡顯著優(yōu)于中、下坡直坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于中、下坡凸坡與上坡凹、直坡，中、下坡凸坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，上坡凹、直坡與中、下坡凸坡差異不顯著，相同坡形中坡、下坡差異不顯著，上坡凹、直坡顯著優(yōu)于上坡凸坡。楓香冠幅生長量中、下坡凹坡顯著優(yōu)于中、下坡直坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于中、下坡凸坡與上坡凹、直坡，中、下坡凸坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，上坡凹、直坡與中、下坡凸坡差異不顯著，相同坡形中坡、下坡差異不顯著，上坡坡形差異不顯著。

2.2.2 杉木 由圖1可知，杉木樹高生長量中、下坡凹坡顯著優(yōu)于中、下坡凸坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于上坡凹、直坡，中、下坡直坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，上坡凹、直坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，中、下坡凹、直坡差異不顯著，中、下坡直、凸坡差異不顯著，中下坡凸坡與上坡凹、直坡差異不顯著。杉木地徑生長量中、下坡凹、直坡差異不顯著，顯著優(yōu)于中、下坡凸坡，中、下坡凸坡與上坡凹、直坡差異不顯著，中、下坡凸坡顯著優(yōu)于上坡凸坡，上坡坡形差異不顯著。杉木冠幅生長量中、下坡凹坡差異不顯著，中、下坡凹坡顯著優(yōu)于中、下坡直坡，中、下坡直、凸坡與上坡凹、直坡差異不顯著，上坡凹、直坡顯著優(yōu)于上坡凸坡。

3 結(jié)論與討論

選擇適生樹種以及確定最佳混交樹種種類和比例，以應(yīng)對坡位、坡形等非生物因素所引起的環(huán)境梯度變化，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)，是速生用材林培育機(jī)理和技術(shù)研究的核心問題之一[22-24]。筆者分析了陽坡坡位、坡形對楓香、杉木2年生幼齡林樹高、地徑、冠幅等生長性狀表型表現(xiàn)所產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明，2個樹種生長性狀在坡位間、坡形間、樣地間均差異顯著。整體表現(xiàn)為下坡>中坡>上坡，凹坡>直坡>凸坡，符合人們的主觀感受。林地上坡表層土壤細(xì)粒經(jīng)侵蝕過程被搬運(yùn)到下坡沉積，造成上坡土壤貧瘠，下坡土壤肥沃，從而引起林木生長量在不同坡位間的顯著差異[25]。直坡或凸坡的水土在雨水的淋溶、沖刷下容易流失而匯聚于凹坡，從而造成凹坡的水肥條件優(yōu)于凸坡[21]。中坡凹坡生長性狀表現(xiàn)不亞于下坡凹坡，顯著優(yōu)于下坡直、凸坡，這可能是因?yàn)橄缕碌牧值刂参锷L茂盛，競爭力強(qiáng)，限制了幼樹的光合營養(yǎng)空間，同時(shí)也阻礙了幼樹根系的伸展，降低了幼樹對水分和養(yǎng)分的吸收能力[26];也可能是因?yàn)橹?、下坡凹坡水、肥條件優(yōu)越，使得林木的遺傳潛質(zhì)在表型表現(xiàn)中得到了充分表達(dá)。上坡凹、直坡生長量雖然低于中、下坡凸坡，但差異不顯著，可能是因?yàn)橥蛊屡c上坡一樣經(jīng)雨水沖淋，土壤養(yǎng)分易流失，從而限制了植株生長[25]。

下一步需要對中、下坡生長量差異的原因進(jìn)行探索。若是因?yàn)榱址钟糸]前林地植物對水、肥的競爭及以對幼樹根系伸展的限制，那么就需要通過增加除草頻次等撫育措施加以改善;若是因?yàn)橹?、下坡凹坡水、肥條件充分滿足了林木生長需求，那么可以考慮不施肥或少施肥以節(jié)約經(jīng)營成本。林地上坡坡位與凸坡坡形保水保肥能力較差，需要在墾地方式及施肥量等方面加以重視。上坡凸坡生長量顯著低于其他坡位坡形，說明需要更多地從生態(tài)角度選擇植株。

參考文獻(xiàn)

[1]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京：科學(xué)出版社，1974.

[2]佘新松，方樂金.楓香樹幼林生長節(jié)律的觀察研究[J].江蘇林業(yè)科技，2001（02）：13-14.

[3]胡文杰，王曉榮，胡興宜，等.楓香優(yōu)良種源及家系早期選擇[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，45（06）：5-11.

[4]胡文杰，龐宏東，胡興宜，等.9年生楓香種源變異及優(yōu)良種源選擇[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，39（03）：40-46.

[5]成鐵龍，施季森.楓香半同胞子代遺傳變異研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（01）：29-32.

[6]劉亮東，陳鳳毛.楓香實(shí)生苗年生長規(guī)律的研究[J].安徽林業(yè)科技，2001（02）：4-6.

[7]葉代全.楓香優(yōu)樹自由授粉子代測定與速生優(yōu)良家系選擇[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31（08）：79-82.

[8]張文祥.楓香優(yōu)樹自由授粉子代測定及早期選擇[J].林業(yè)科技開發(fā)，2009，23（06）：106-108.

[9]許魯平.楓香優(yōu)良家系和單株選擇研究[J].福建林業(yè)科技，2002（02）：26-30.

[10]盛煒彤.中國人工林及其育林體系[M].北京：中國林業(yè)出版社，2014.

[11]余新妥.杉木栽培學(xué)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

[12]鄭仁華，施季森，翁玉榛，等.福建省杉木育種戰(zhàn)略研究[J].林業(yè)科技開發(fā)，2008（02）：1-6.

[13]國家林業(yè)局.中國森林資源報(bào)告（2009-2013）[M].北京：中國林業(yè)出版社，2014.

[14]李博.生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[15]祁建，馬克明，張育新.北京東靈山不同坡位遼東櫟（Quercus liaotungensis）葉屬性的比較[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2008（01）： 122-128.

[16]Azuka，Igué. Surface runoff as influenced by slope position and land use in the Koupendri catchment of northwest Benin： field observation and model validation[J]. Hydrological Sciences Journal，2020，65（6）.

[17]王邦富，黃云鵬，范繁榮，等.香樟林冠下不同坡向和坡位對黃花倒水蓮生長的影響研究[J].江蘇林業(yè)科技，2018，45（06）： 30-33.

[18]羅仕祥.坡相對木荷人工林生長的影響研究[J].綠色科技，2017（15）：135-136.

[19]郭子武，楊麗婷，林華，等.坡位對毛竹林下黃花遠(yuǎn)志生長和生物量積累與分配及其異速生長關(guān)系的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.：1-8.

[20]葉明.坡形和坡位對閩粵栲楓香混交林生長的影響[J].防護(hù)林科技，2018（08）：22-24.

[21]蔡泉星.不同地形條件下木荷幼林生長狀況[J].福建林業(yè)科技，2017，44（04）：52-55.

[22]Choler P，Michalet R，Callaway R M. Facilitation and competition on gradients in alpine plant communities[J]. Ecology，2001，82（12）：3295-3308.

[23]Togo M，Vallet P，Perot T，et al. Overyielding in mixed forests decreases with site productivity[J]. Journal of Ecology，2015，103（2）.

[24]Forrester D I，Kohnle U，Albrecht A T，et al. Complementarity in mixed-species stands of Abies alba and Picea abies varies with climate，site quality and stand density[J]. Forest Ecology & Management，2013，304：233-242.

[25]Chapin F S，Matson P A，Mooney H A. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology[M].Berlin：Springer，2011.

[26]余明，王卓敏，薛立.不同坡位對4種闊葉鄉(xiāng)土樹種葉片養(yǎng)分的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，039（005）：89-94.

（責(zé)編：徐世紅）