不同立地環(huán)境對刺葉高山櫟幼苗生長的影響

田凌鴻 賈起翔 郭如剛

摘 要 為了解不同立地環(huán)境對刺葉高山櫟幼苗生長的影響，以1年生刺葉高山櫟苗木為材料，設置不同立地條件，通過1年的跟蹤觀察，測定了刺葉高山櫟苗木生長的各項指標及生物量，并運用方差分析等方法確定刺葉高山櫟人工種植最適生長的立地環(huán)境。結果表明：刺葉高山櫟適合在海拔1 600 m、 坡度為25°、坡位為中坡、坡向為半陽坡半陰坡、土質類型為棕壤土的區(qū)域生長。研究結果可為該地區(qū)刺葉高山櫟人工造林提供科學依據(jù)。

關鍵詞 立地環(huán)境；刺葉高山櫟；幼苗生長；方差分析

中圖分類號：S792.180.5??? 文獻標識碼：A?? doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.006

Effects of Different Site Environments on the Growth of Quercus spinosa Seedlings

Tian Linghong1，2，Jia Qixiang1，Guo Rugang1

（1. Lizi Forest Farm of Xiaolongshan Forestry Protection Center in Gansu Province，Tianshui 741004，China; 2. Key Laboratory of Secondary Forest Cultivation in Gansu Province，Tianshui 741002，China）

Abstract In order to understand the effects of different site environments on the growth of Quercus spinosa seedlings，1-year-old Quercus spinosa seedlings were used as materials，and different site conditions were set up. Through one-year tracking observation，the various indicators and biomass of Quercus spinosa seedlings growth were measured，and variance analysis and other methods were used to determine the most suitable site environment for artificial planting of Quercus spinosa. The results showed that Quercus spinosa was suitable for growing in the area with altitude of 1600 m，slope of 25°，slope position of middle slope，slope aspect of semi-sunny slope and semi-shady slope，and soil type of brown soil. The results provide a scientific basis for artificial afforestation of Quercus spinosa in this area.

Key words ?site environment; Quercus spinosa; seedling growth; variance analysis

刺葉高山櫟（Quercus spinosa）是殼斗科櫟屬常綠喬木或灌木[1，2]，高達15 m，胸徑可達1 m，喜光，幼樹稍耐陰，萌蘗性強，耐修剪，抗寒、抗旱性較好。主要分布于陜西、甘肅、江西、福建、臺灣、湖北、四川、貴州、云南等地，一般生于海拔900～3 000 m的山坡、山谷中巖石裸露的峭壁之上[1，3]。刺葉高山櫟的樹皮和葉具有止瀉痢和止血等功效，種子含淀粉，樹皮、殼斗可提取栲膠，木材緊實，葉常綠密實，可用作造林、園林綠化樹種。木質堅硬緊密，結實耐用，可作梁、柱、家具及特殊耐磨用材。刺葉高山櫟可減緩其他植物在其樹下生長，在野外環(huán)境條件下一般以小種群分布，刺葉高山櫟葉緊密厚實、含水量大，不易燃燒，能有效阻滯林火蔓延。不同海拔光照強度、溫度、濕度等環(huán)境因子不同，在一定范圍內對植物的生長發(fā)育造成一定影響[4]。坡度影響植物對水分的吸收，土壤礦物質流失嚴重，土壤瘠薄，進而影響植物的生長發(fā)育[5]。坡位影響著林木生長量、林下更新和林木生物量的分配，從而間接影響土壤的微環(huán)境，進而影響林木的生長[6]。坡向影響林下植被，影響樹木根系的分布，坡向不同生物多樣性也不同，對林木生長速率及部分樹種木材的物理和化學性質也會產(chǎn)生影響[7]。土質類型不同，土壤的酸堿性、土壤肥力不同，適生的樹種、林木根系分布也受影響，如礫石土、沙質土等瘠薄的土地上林木的主根發(fā)達[8]。

目前有關海拔、坡度、坡位、坡向和土質類型對刺葉高山櫟幼苗生長影響的報道較少[9-13]。為此，開展不同海拔、坡度、坡位、坡向、土質類型對 1 年生刺葉高山櫟生長的影響研究，以期為不同立地條件刺葉高山櫟的生長特性和垂直分布特征提供基礎資料，為選擇適宜種植刺葉高山櫟的立地環(huán)境提供理論依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地設在小隴山林區(qū)李子林場。該區(qū)域位于甘肅省東南部，秦嶺山脈西段南坡，屬高原山區(qū)地形，中山峽谷地貌，以侵蝕、剝蝕山區(qū)為主，平均坡度38°左右，海拔1 400～2 000 m，屬溫帶濕潤森林氣候，夏季溫熱、冬季寒冷，年平均氣溫19 ℃，年降水量700～900 mm，集中在7—8月，無霜期180 d左右，植物兼有南北植物特點，土壤為山地棕壤、山地褐土。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗材料來源于李子林場苗圃人工繁育的1年生刺葉高山櫟實生苗。選取長勢基本一致、苗高為5.32±1.00 cm 的當年實生苗秋植。試驗器具為鋼卷尺、游標卡尺、電子天平、烘箱、修枝剪、計算器等。

2.2 試驗方法

在李子林場境內，選擇5個不同立地條件的地塊進行造林試驗（表1），每個立地因子種植90株，2022年造林后于翌年（9月15日）對不同立地條件的刺葉高山櫟隨機挖出10株進行生長量測定。樣株采集后立刻用電子天平測量植株的鮮質量，用直尺測量株高及根系長度，用電子游標卡尺測量地徑，測量時游標卡尺兩個腳盡量少擠壓苗木，由同一人進行測量以減少誤差。測量后將植株放置在80? ℃恒溫箱烘干至恒質量，并稱取干質量。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel進行整理和計算，對不同立地刺葉高山櫟的生長指標進行相關分析。利用SPSS 23.0進行ANOVA單因素方差分析。

苗木含水量=鮮質量-干質量鮮質量×100%

株高為苗木地際至最高點高徑比=苗高（cm）地徑（mm）莖根比=苗木地上部分鮮質量地下部分鮮質量質量指數(shù)（QI）=苗木總干質量苗高/地徑+莖干質量/根干質量苗木高徑比、莖根比越小，總干質量越大，則QI越高，苗本質量越好[11]。

3 結果與分析

3.1 不同海拔梯度對刺葉高山櫟苗木生長的影響

由表 2 可以看出，不同海拔刺葉高山櫟苗木的平均株高、平均根長差異顯著（P <0.05），株高差值為 5.86 cm；不同海拔刺葉高山櫟的平均根徑無顯著差異；不同海拔刺葉高山櫟的鮮質量、干質量差異顯著；不同海拔刺葉高山櫟的高徑比、莖根比無顯著差異，低海拔高徑比最大，中海拔根徑比最??；不同海拔梯度苗木含水量無顯著差異，均達50%以上；中海拔地區(qū)刺葉高山櫟的質量指數(shù)與低海拔、高海拔差異顯著（P<0.05），低海拔與高海拔無顯著差異。綜合看，中海拔地區(qū)刺葉高山櫟苗木的質量指數(shù)最大，苗木生長最好。

3.2 不同坡度對刺葉高山櫟幼苗生長的影響

由表3可以看出，不同坡度刺葉高山櫟苗木的平均株高存在顯著差異（P<0.05）。陡坡刺葉高山櫟的株高最小，僅為8.66 cm，平均株高差值為7.17 cm；緩坡的平均根長最大，斜坡與陡坡的平均根長無顯著差異；平均根徑緩坡的最大，其次為陡坡、斜坡；不同坡度鮮質量、干質量存在顯著差異；陡坡的根徑比與緩坡、斜坡存在顯著差異，莖根比無顯著差異；苗木的含水量無顯著差異，陡坡的低于緩坡和斜坡。綜合質量指數(shù)以緩坡的最大，陡坡的最小。

3.3 不同坡位對刺葉高山櫟幼苗生長的影響

由表 4 可以看出，刺葉高山櫟在上坡的平均株高顯著小于中坡及下坡，上坡與下坡株高差值最大為7.16 cm ；不同坡位平均根長差異顯著（P<0.05），下坡平均根長最大，上坡最??；中坡、下坡的平均根徑與上坡差異顯著，平均根徑最大差值為 0.93 mm。不同坡位刺葉高山櫟幼苗鮮質量、干質量均差異顯著；高徑比和莖根比各坡位無顯著差異，上坡位苗木的高徑比最小，莖根比最大；刺葉高山櫟苗木的含水量均大于50%，苗木體內的含水量差異不明顯，上坡位稍低于中坡位及下坡位，各坡位之間無顯著差異；各坡位苗木的質量指數(shù)也無顯著差異（P＞0.05）。

3.4 不同坡向對刺葉高山櫟幼苗生長的影響

由表 5 可以看出，刺葉高山櫟在半陽坡半陰坡及陽坡平均株高、平均根長、平均根徑、生物量（鮮質量、干質量）均顯著大于陰坡（P<0.05），平均株高差值為 4.77 cm，地徑差值為 0.99 mm。3種坡向類型苗木的高徑比、莖根比無顯著差異，陰坡的高徑比、莖根比略大于其他坡向；不同坡向苗木的含水量無顯著差異，均大于50%；半陽坡半陰坡刺葉高山櫟的質量指數(shù)最大，苗木的質量指數(shù)為半陽坡半陰坡>陽坡>陰坡。

3.5 不同土質類型對刺葉高山櫟幼苗生長的影響

由表 6 可以看出，棕壤土、沙土與碎石土中刺葉高山櫟苗木平均株高、平均根徑有顯著差異，平均株高差值為10.18 cm，根徑差值為0.77 mm，而平均根長無顯著差異；3種土質類型中刺葉高山櫟苗木鮮質量棕壤土最大，碎石土最小；碎石土中刺葉高山櫟苗木干質量與棕壤土、沙土存在顯著差異，棕壤土與沙土無顯著差異。碎石土中刺葉高山櫟苗木高徑比顯著小于棕壤土和沙土，碎石土中苗木呈矮粗狀態(tài)，棕壤土和沙土中苗木則較細較高；3種土質類型中莖根比無顯著差異。苗木含水量無顯著差異，均達到了50%以上，碎石土中苗木的含水量最低。綜合看，苗木的質量指數(shù)無顯著差異，苗木質量最好的為棕壤土，其次為沙土，碎石土中苗木的質量指數(shù)最小。

4 討論

不同植物適合不同立地條件和生長環(huán)境。（1）海拔主要影響光照條件和溫度，海拔越高溫度越低、光照條件越好，晝夜溫差較大，夜晚溫度過低則抑制植物的生長，且紫外線強抑制生長素合成，莖的生長緩慢。田瑩等[14]在不同海拔梯度上研究川滇高山櫟種群結構特征及其變化趨勢中發(fā)現(xiàn)，川滇高山櫟種群的高度結構呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。劉興良等[15]認為，巴朗山川滇高山櫟林分平均樹高和林分平均地徑具有隨海拔升高而降低的趨勢，這與刺葉高山櫟在高海拔地區(qū)植株生長緩慢、矮小相一致。（2）不同坡度受太陽輻射和日照時數(shù)不同，從而引起氣溫、土溫和其他生態(tài)因子變化，戴攀峰等[16]探究須苞石竹種子萌發(fā)和幼苗生長階段可適應的坡度為20°。鄧婷等[17]在塞罕壩坡地研究中發(fā)現(xiàn)，樟子松幼樹地徑均高于平地。從這些研究中不難發(fā)現(xiàn)不同坡度樹木生長的各項指標不同，在刺葉高山櫟研究中發(fā)現(xiàn)坡度不同，株高、平均根長、地徑及生物量等經(jīng)過一段時間后存在不同程度的變化。（3）坡位不同，光照、水分、養(yǎng)分也不同，尤其是土壤亦由侵蝕向堆積過渡，土層厚度、有機質含量、土壤含水量和各種養(yǎng)分的含量都隨之逐漸增加，苗木的生長也出現(xiàn)差異[18]。張雯[19]對不同坡位木荷徑級根生物量調查后發(fā)現(xiàn)，上、中、下3個坡位各徑級根鮮生物量、干生物量不同。刺葉高山櫟在生長中同樣受到以上因素的干擾，在不同坡位各生長指標表現(xiàn)不同。（4）坡向作為影響樹木生長和造林效果重要的地形因子之一，受太陽輻射、日照時數(shù)等因子影響，繼而形成不同坡向特有的微生境，對植物性狀、生物量的積累和分配產(chǎn)生影響[20]。高青青等[21]研究發(fā)現(xiàn)，東坡是蒙古櫟（Quercus mongolica）幼樹生長的最佳坡向。已有研究表明，植物在溫度較低的坡向，通常有較高的地下生物量分配比例，以及地上地下異速的生長關系[22]。陽坡光照充足，有利于刺葉高山櫟株高、地徑、生物量的積累[23]，這和刺葉高山櫟喜陽的習性有關。在本研究中半陽坡半陰坡刺葉高山櫟的生長指標好于陽坡，主要原因是刺葉高山櫟在幼苗生長期需要一定的遮光以減少水分散失。（5）不同土質類型土壤的保水性、滲透性、黏聚力差異較大，影響植物生長[24]。有碎石覆蓋根部的呼吸作用較強，植物表現(xiàn)為根系發(fā)達。本研究結果表明，刺葉高山櫟受自身遺傳特性及土質類型干擾表現(xiàn)出不同的生存策略，株高、平均根長、根徑及生物量也不同。

5 結論

不同立地環(huán)境對刺葉高山櫟苗木生長的影響研究結果表明：（1）海拔對刺葉高山櫟苗木生長具有顯著影響，當海拔1? 600 m時，刺葉高山櫟苗木的各項生長指標及單株生物量均比其他海拔要大。（2）不同坡度刺葉高山櫟的平均株高、平均根長、平均根徑、鮮質量和干質量具有顯著影響，陡坡苗木較其他坡度苗木矮粗，但苗木的質量指數(shù)緩坡最大，其次為斜坡，陡坡的質量指數(shù)最小。（3）坡位質量指數(shù)最差為上坡，其次為中坡、下坡。（4）坡向對刺葉高山櫟苗木的生長具有顯著影響。最有利于刺葉高山櫟生長的坡向是半陽坡半陰坡，其次為陽坡、陰坡。最有利于生物量（鮮質量、干質量）積累是半陽坡半陰坡，其次為陽坡，最差為陰坡。（5）土質類型不同，刺葉高山櫟生長的各項指標也不同，質量指數(shù)最高為棕壤土，其次為沙土，最差為碎石土。

刺葉高山櫟適合在海拔1 600 m、 坡度為25°、坡位為中坡、坡向為半陽坡半陰坡、土質類型為棕壤土的區(qū)域生長。

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