不同海拔高度對(duì)四川榿木生長(zhǎng)的影響

劉年元，杜 斌，鐘少偉，張 鵬

(1.湘西自治州林業(yè)局，湖南 吉首 416000； 2.永順縣潤(rùn)雅鄉(xiāng)林業(yè)工作站，湖南 永順 416700;3.龍山縣林業(yè)局， 湖南 龍山 416800)

四川榿木(Alnusledgeriana)為樺木科榿木屬，屬于落葉喬木，常作為一種經(jīng)濟(jì)和生態(tài)防護(hù)功能為一體的多功能樹(shù)種用于我國(guó)各種重大的營(yíng)造林工程[1-7]。20世紀(jì)60年代以來(lái)，四川榿木在湖南引種栽培獲得成功[8]，湘西自治州自20世紀(jì)80年代以來(lái)推廣四川榿木造林，特別是通過(guò)退耕還林等林業(yè)工程的實(shí)施，榿木作為一個(gè)速生并且適宜于石漠化地區(qū)生長(zhǎng)的樹(shù)種得到了大力推廣，目前全州四川榿木種植面積達(dá)4.89萬(wàn)hm2[9]，占全州林分總面積的7.45%。 四川榿木在湘西自治州從海拔100～1 100 m的區(qū)域均有栽植，且表現(xiàn)出了不同的生長(zhǎng)勢(shì)，本研究的目的就是通過(guò)對(duì)不同海拔高度的四川榿木生長(zhǎng)狀況和林地地力的變化研究，闡明四川榿木在湘西自治州較優(yōu)的生長(zhǎng)海拔。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地和試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地設(shè)置在湘西自治州龍山縣沙子坡林場(chǎng)內(nèi)(109°39′45.673″E，28°26′49.679″N)。四川榿木1年生裸根苗，平均苗高100 cm，平均地徑0.8 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇3個(gè)不同海拔高度的樣地進(jìn)行四川榿木造林，三個(gè)處理分別為A：海拔440～480 m；B：海拔680～730 m；C：海拔880～930 m。樣地其它情況基本相同。造林密度為2 m×3 m，于2009年3月造林，每個(gè)處理營(yíng)造林面積3.33 hm2，每個(gè)處理重復(fù)三次。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1) 成活率和保存率分別于2009年11月對(duì)各樣地進(jìn)行成活率調(diào)查，單位面積內(nèi)成活株數(shù)與栽植株數(shù)的百分比為成活率；造林第三年單位面積內(nèi)成活株數(shù)與栽植株數(shù)的百分比為保存率。

2) 株高和胸徑于2020年11月對(duì)各樣地內(nèi)的植株進(jìn)行測(cè)定，株高用測(cè)高桿測(cè)定樹(shù)木高度，胸徑用胸徑卷尺測(cè)定樹(shù)干1.3 m處直徑。

3)土壤化學(xué)性質(zhì)。有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；全氮用凱氏消煮法測(cè)定；全磷和全鉀采用硝化法測(cè)定；速效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀采用醋酸銨浸提—火焰光度計(jì)法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Excel 2010，SPSS 17.0和Prism 8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 成活率和保存率的影響

從表1可知，通過(guò)方差分析不同海拔高度，四川榿木成活率和保存率均存在顯著差異。成活率方面，在海拔A成活率高達(dá)92.28%，在海拔B成活率為87.92%，最小的為海拔C為79.32%。在海拔A和海拔B四川榿木的成活率較高；在保存率方面與成活率的規(guī)律一致，也是海拔A >海拔B>海拔C。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，海拔低的區(qū)域比海拔高的區(qū)域四川榿木成活率和保存率相對(duì)較高。

表1 不同海拔高度榿木成活率和保存率海拔區(qū)間成活率/%保存率/%A92.28±1.25 a89.38±1.50 aB87.92±1.55 b84.60±0.89 bC79.32±1.40 c74.66±1.89 c 注:同一列相同小寫(xiě)字母表示在0.05水平上差異不顯著,P>0.05;同一列不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平上差異顯著,P<0.05。下同。

2.2 榿木生長(zhǎng)的影響

從表2可知，11年生四川榿木，海拔A的平均樹(shù)高最高，為18.46 m；其次為海拔B，16.12 m；最小的為海拔C，12.86 m。平均胸徑大小為海拔A>海拔B>海拔C，最大為海拔A，15.86 cm；最小為海拔C，11.56 cm。方差分析表明不同海拔區(qū)域四川榿木平均樹(shù)種和平均胸徑存在顯著差異。

表2 不同海拔高度榿木成活率和保存率海拔區(qū)間平均樹(shù)高/m平均胸徑/cmA18.46±0.42 a15.96±0.24 aB16.12±0.41 b12.98±0.28 bC12.86±0.32 c11.56±0.37 c

2.3 林地化學(xué)性質(zhì)的影響

從表3可知，造林前不同海拔高度林地肥力存在差異，海拔A肥力最高，海拔C肥力最低，表現(xiàn)出海拔高度越高，肥力越差。三個(gè)海拔高度均存在速效磷含量低的情況，這與南方土壤缺磷的特征相符。榿木種植11年后，林地土壤化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大改變，林地土壤化學(xué)性質(zhì)得到了較大的提高，三個(gè)海拔區(qū)間全氮含量提高含量分別為海拔A>海拔B>海拔C；全磷含量為海拔A>海拔C>海拔B；全鉀含量為海拔C>海拔B>海拔A;速效鉀含量為海拔B>海拔A>海拔C；速效磷含量為海拔A>海拔B>海拔C;有機(jī)質(zhì)含量為海拔A>海拔C>海拔B。

2.4 榿木生長(zhǎng)和土壤化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性分析

由表4可知，在海拔A林木平均樹(shù)高與全氮、全磷和速效磷成正相關(guān)，與全鉀、速效鉀和有機(jī)質(zhì)成負(fù)相關(guān)。平均胸徑與全磷成顯著的負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)成正相關(guān)，與速效磷成顯著正相關(guān)；在海拔B林木平均樹(shù)高和平均胸徑與所有土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)均成正相關(guān)；在海拔C林木平均樹(shù)高與全氮、速效磷和有機(jī)質(zhì)成正相關(guān)，尤其是有機(jī)質(zhì)成顯著正相關(guān)。平均胸徑與全磷、全鉀和速效鉀成正相關(guān)，與全氮、速效磷和有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。

表3 不同海拔高度造林前林地化學(xué)性質(zhì)海拔區(qū)間時(shí)間全氮/(g/kg)全磷/(g/kg)全鉀/(g/kg)速效鉀/(mg/kg)速效磷/(mg/kg)有機(jī)質(zhì)/(g/kg)A1.24±0.210.45±0.119.63±1.12101.41±8.324.23±0.2741.17±4.50B造林前1.08±0.170.37±0.098.57±0.3993.43±9.933.01±0.7832.74±5.62C0.87±0.110.24±0.086.59±0.4285.82±2.892.11±0.3224.74±3.19A3.16±0.460.75±0.0813.12±1.43195.43±21.2915.23±0.6755.17±6.50B造林后2.26±0.330.43±0.0413.67±2.35203.49±34.9311.06±1.0838.96±6.63C1.72±0.130.39±0.0111.81±1.48175.89±22.115.15±0.3631.14±6.09

表4 不同海拔高度榿木生長(zhǎng)指標(biāo)與林地化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性分析海拔區(qū)間生長(zhǎng)指標(biāo)林地化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)全氮全磷全鉀速效鉀速效磷有機(jī)質(zhì)A平均樹(shù)高0.3150.337-0.642-0.6420.138-0.380平均胸徑0.837-0.911?0.5870.5870.916?0.818B平均樹(shù)高0.7040.0810.0720.0720.7600.627平均胸徑0.0990.3690.7540.7540.8430.026C平均樹(shù)高0.741-0.061-0.815-0.8150.0920.933?平均胸徑-0.6500.8100.0780.078-0.038-0.278

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

海拔低的區(qū)域比海拔高的區(qū)域四川榿木成活率和保存率要高，海拔低的區(qū)域比海拔高的平均樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量要大。這可能與海拔低林地土壤肥力情況和低海拔區(qū)域溫度較高，落葉期晚有關(guān)。種植四川榿木可以提高林地土壤肥力，適合在石漠化區(qū)域作為先鋒樹(shù)種進(jìn)行植被恢復(fù)和地力恢復(fù)。

3.2 討論

1)不同海拔高度，四川榿木成活率和保存率均存在顯著差異。保存率方面與成活率的規(guī)律一致，海拔440～480 m>海拔680～730 m >海拔880～930 m。

2)11年生四川榿木，海拔在440～480 m間 的平均樹(shù)高最高，為18.46m；平均胸徑大小為海拔440～480 m>海拔680～730 m >海拔880～930 m，最大在海拔440～480 m間，為15.86cm。

3)四川榿木種植11年后，三個(gè)海拔林地土壤化學(xué)性質(zhì)得到了較大的提高。

4)在不同海拔高度，四川榿木的平均樹(shù)高和平均胸徑與林地化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性不一致，在低海拔區(qū)域與高海拔區(qū)域，平均樹(shù)高和平均胸徑與化學(xué)指標(biāo)之間沒(méi)有明顯的規(guī)律性。但在海拔680～730 m時(shí)，平均樹(shù)高和平均胸徑均與林地土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)之間成正相關(guān)性。

四川榿木作為一個(gè)先鋒樹(shù)種，在湘西自治州不同海拔進(jìn)行栽植，在海拔相對(duì)較低地區(qū)林木生長(zhǎng)最快，11年生林分林地土壤化學(xué)性質(zhì)含量也較其它海拔高，這與低海拔土壤水分含量和溫度較高有關(guān)聯(lián)，土壤溫度高，土壤微生物活動(dòng)旺盛，林木枯落物分解快，但從相關(guān)性分析可知，在低海拔林木樹(shù)高生長(zhǎng)、胸徑生長(zhǎng)與一些化學(xué)指標(biāo)之間存在負(fù)相關(guān)，這表明林木生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分高于林木枯落物返還的。在高海拔處，由于溫度低，林木的枯落物分解速度慢，導(dǎo)致林木樹(shù)高生長(zhǎng)、胸徑生長(zhǎng)與一些化學(xué)指標(biāo)之間存在負(fù)相關(guān)，這林分與林地土壤之間均沒(méi)有達(dá)到平衡。在中海拔地區(qū)，林木樹(shù)高生長(zhǎng)、胸徑生長(zhǎng)與林地化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)均成正相關(guān)，因此對(duì)于林木生長(zhǎng)和地力維護(hù)均有利。作為衡量森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的一項(xiàng)重要指標(biāo)——林地生產(chǎn)力[11]，林地生產(chǎn)力主要和林地的土壤理化性質(zhì)有關(guān)，林木生長(zhǎng)消耗地力，同時(shí)林木利用光合作用積累有機(jī)物，通過(guò)枯枝落葉的腐化轉(zhuǎn)變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)元素，如何平衡林木消耗養(yǎng)分和養(yǎng)分的歸還，成為了森林經(jīng)營(yíng)的一個(gè)重要課題[12-14]。