不同坡位馬尾松人工林的生長差異研究

宋志傭

（福建省同安汀溪國有防護林場，福建 廈門361100）

1 引言

馬尾松（Pinus massoniana lamb.）屬裸子植物，喜光，環(huán)境適應(yīng)性強，耐干旱、瘠薄，是荒山造林的主要先鋒樹種，廣泛分布于亞熱帶地區(qū)的廣東、福建、浙江等15個省區(qū)，面積達1 132.89萬hm2，蓄積量34 138.53萬m2，在我國南方山地林業(yè)生產(chǎn)中具有極其重要的地位[1～4]。馬尾松具有生長迅速、產(chǎn)量高、多效益等優(yōu)點，同時是主要的用材樹種和松香、造紙工業(yè)的原料樹種。

采取合理的經(jīng)營與管理措施，或按照自然生長規(guī)律進行保育，促進馬尾松林分演替至穩(wěn)定群落，發(fā)展可持續(xù)經(jīng)營馬尾松林，對提高森林的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益具有重要意義。由于坡位對馬尾松人工林的生長影響研究較少或不夠深入，致使造林時缺乏科學(xué)參考依據(jù)，造林地選擇不合理，最終導(dǎo)致林分生長較差，影響人工林的經(jīng)濟效益。因此，本文研究同一坡向不同坡位上馬尾松生長狀況進行調(diào)查，并分析不同坡位上馬尾松人工林的生長差異，以期為人工造林或培育其他生態(tài)公益林在立地選擇及經(jīng)營管理等方面提供可靠的科學(xué)參考依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗樣地概況

試驗樣地設(shè)于同安區(qū)汀溪國有防護林場（東經(jīng)118°7′55″，北緯24°49′22″），屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，雨量充沛，年降雨量1 040～1 740mm，熱量充足，年平均日照時數(shù)2030.7h。年平均氣溫21℃，最冷月元月份平均氣溫12.8℃，最熱月（7月）份平均氣溫28.4℃。經(jīng)營面積53 423畝，森林覆蓋率為87.0%，森林蓄積量為250 127m3，林區(qū)內(nèi)主要樹種有馬尾松、杉木、木荷、濕地松等閩南地區(qū)鄉(xiāng)土樹種。試驗樣地小班海拔高度范圍100～185m，以磚紅壤為主，土層深度0～60cm，肥力貧瘠，馬尾松林下灌木植被稀疏，高度0.5m。具體如表1。

表1 試驗樣地基本信息

2.2 試驗方法及數(shù)據(jù)處理分析

于2015年3月，在試驗林內(nèi)的上、中、下等三個不同坡位分別設(shè)置3個15m×15m樣地，并分別在各個樣地內(nèi)調(diào)查每株馬尾松的樹高、胸徑、冠幅、活枝下高及死枝下高。單株材積計算公式：V＝0.52764291×10－4×D1.8821611×H1.093166，式中V 為單株材積，D、H 分別為胸徑和樹高。選用SPSS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析及多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同坡位的馬尾松林樹高、胸徑和單株材積分析

由圖1、圖2和圖3可得，方差分析及多重比較結(jié)果表明，馬尾松林不同坡位之間的胸徑（F＝37.764，P＜0.01）、樹高（F＝38.906，P＜0.01）和單株材積（F＝116.075，P＜0.01）均有極顯著差異；下坡位種植的馬尾松生長情況最佳，中坡位次之，上坡位最差，胸徑、樹高和單株材積等三個因子均值都隨著坡位的上升而下降，其中單株材積均值隨坡位的上升而下降的幅度遠大于樹高和胸徑均值的下降幅度；下坡位種植的馬尾松胸徑均值為22.81cm，中坡位與上坡位分別為19.94cm和18.11cm，分別比下坡位下降12.62%和20.61%；下坡位種植的馬尾松樹高均值為13.28m，中坡位與上坡位分別為12.75m和11.97m，分別比下坡位下降4.01%和9.87%；下坡位種植的馬尾松單株材積均值達0.2978m2，中坡位與上坡位的單株材積分別為0.2003m2和0.1265m2，分別比下坡位的下降32.72%和57.53%；結(jié)合調(diào)查現(xiàn)場還可知，上坡位的土壤肥力較低，水分條件較差，部分馬尾松存在枯梢和枯枝等現(xiàn)象，林相較差，林木長勢也較差。

變異系數(shù)分析結(jié)果表明，馬尾松林上坡位、中坡位與下坡位的胸徑變異系數(shù)分別為63.58%、58.52%和54.44%；樹高的變異系數(shù)分別為10.57%，6.58%和5.89%；單株材積的變異系數(shù)依次為3.35%、2.40%和2.04%，說明馬尾松林上坡位的植株個體之間分化較大，隨坡位下降個體之間分化程度降低。

圖1 不同坡位的馬尾松林胸徑均值

圖2 不同坡位的馬尾松林樹高均值

圖3 不同坡位的馬尾松林單株材積均值

3.2 不同坡位的馬尾松林冠幅生長和枝下高分析

由圖4、圖5和圖6可得，方差分析及多重比較結(jié)果表明，馬尾松林不同坡位之間的冠幅（F＝107.476，P＜0.01）、活枝下高（F＝8.984，P＜0.01）和死枝下高（F＝26.696，P＜0.01）均有極顯著差異。

中坡位與上坡位的活枝下高分別為2.72m和2.35 m，兩者之間差異不顯著，下坡位的活枝下高為3.32m，顯著大于中坡位和上坡位，比中坡位與下坡位分別高出18.06%和29.26%；下坡位和中坡位的死枝下高分別為1.91m和1.73m，兩者之間差異不顯著，但上坡位的死枝下高為1.02m，顯著小于下坡位和中坡位，比下坡位和中坡位分別減少46.84%和41.38%。

馬尾松冠幅均值隨坡位上升呈下降趨勢，下坡位的冠幅最大，為9.32m，中坡位和上坡位的冠幅分別為8.08m 和 6.88m，分 別 比 下 坡 位 減 少 13.35% 和26.20%，三個坡位之間的冠幅差異達到顯著水平。上坡位林木個體生長不好，對空間的競爭強度低，因此冠幅生長量較小，然而中坡位和下坡位林木個體生長較好，空間競爭比較激烈，因此冠幅生長量較大。

圖4 不同坡位的馬尾松林活枝下高均值

圖5 不同坡位的馬尾松林死枝下高均值

圖6 不同坡位的馬尾松林冠幅均值

3.3 各性狀相關(guān)性分析

由表1可知，馬尾松人工林林分生長與樹冠發(fā)育具有緊密的關(guān)系；樹高、胸徑分別與活枝下高、死枝下高及冠幅等指標(biāo)之間均存在極顯著相關(guān)關(guān)系，表明馬尾松林林分生長力越強，其自然整枝能力也越強，自然整枝對馬尾松林林分生長具有促進作用；其中死枝下高與胸徑、樹高及冠幅等指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)均大于活枝下高與胸徑、樹高及冠幅等指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)，進一步表明馬尾松林林分生長與自然整枝的關(guān)系極為密切。由此可得，坡位因素不僅對馬尾松林林木生長各指標(biāo)等數(shù)量性狀有影響，還對木材的材質(zhì)也具有較大作用。

表2 馬尾松人工林性狀指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)

4 結(jié)論與討論

馬尾松林不同坡位之間的胸徑、樹高和單株材積均有極顯著差異，下坡位種植的馬尾松生長情況最佳，中坡位次之，上坡位最差，胸徑、樹高和單株材積等三個因子均值都隨著坡位的上升而下降。通過變異系數(shù)分析表明馬尾松林上坡位的植株個體之間分化較大，隨坡位下降個體之間分化程度降低。該結(jié)論與黃欽忠、胡永顏、劉帥成等研究人員分別關(guān)于不同坡位對厚樸、福建柏、閩楠的生長影響的研究結(jié)果一致[5～7]，由于下坡位水分與土壤養(yǎng)分積累都比較充足均優(yōu)于中坡位和上坡位，因此，在人工造林中，為取得最佳的造林經(jīng)濟效益，應(yīng)重視對坡位的選擇，建議生產(chǎn)上優(yōu)先選擇山地的下坡位進行人工林種植，林分立地條件較好的山地中坡位也可種植，上坡位建議種植耐旱耐貧瘠的樹種。

人工林的林冠特征也會受到坡位的影響。馬尾松林不同坡位之間的冠幅、活枝下高和死枝下高均有極顯著差異，整體呈現(xiàn)隨坡位的上升而下降。樹高、胸徑分別與活枝下高、死枝下高及冠幅等指標(biāo)之間均存在極顯著相關(guān)關(guān)系，表明馬尾松林林分生長力越強，其自然整枝能力也越強，自然整枝對馬尾松林林分生長具有促進作用。坡位因素不僅對馬尾松林林木生長數(shù)量性狀有影響，對材質(zhì)同樣具有較大影響。

掌握坡位對馬尾松林生長影響的特點，對營造馬尾松用材林具有指導(dǎo)作用，同時可為培育其他生態(tài)公益林提供科學(xué)參考依據(jù)。本論文僅從單一坡向的不同坡位對馬尾松林生長的差異進行分析，此結(jié)論不夠完善，今后還需從不同坡向與不同林齡等多種因素做進一步研究，進一步對比驗證此結(jié)論的可靠性，以期更好地為人工造林立地選擇及經(jīng)營管理提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

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