不同坡位對禿杉生長的影響

江錦攀

(福建省連城邱家山國有林場，福建 連城 366208)

禿杉(TaiwaniacryptomerioidesHayata)為杉科(Taxodiaceae)臺灣杉屬(Taiwania)常綠喬木，別名土杉、臺灣杉，產于云南西部、湖北西南部和貴州東南部等地，分布范圍較狹窄。禿杉為第三紀古熱帶植物區系孑遺植物，具有樹體高大、生長快、適應性強、材質優良等特點，同等條件下其生長優于馬尾松、福建柏、柳杉、杉木，具有較好的生長潛力，適宜在福建省中高海拔地區引種造林。福建省20世紀80年代開始引種栽培禿杉，并進行了多方面的試驗研究。筆者以邱家山國有林場20年生禿杉為研究對象，測定了其在上坡位、中坡位、下坡位的生長指標，分析了與生長環境間的差異性和相關性，以期為優化禿杉引種造林中的林地分配和促進林地生物量增收提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省連城縣邱家山國有林場大洋地管護站，地處福建西部山區武夷山脈南段，地理坐標為116°57′38″E，25°41′16″N. 該區屬中亞熱帶海洋性氣候，年平均氣溫18.8 ℃，年平均日照1 915.9 h，年平均降水量1 600 mm～2 200 mm，年無霜期282 d. 試驗地位于35林班1大班4小班，小班面積9.48 hm2，海拔660 m～750 m，土層厚度60 cm，坡向西南，坡度20°～28°，黃紅壤，II類地。

2 材料與方法

2.1 試驗設計

2019年12月，在試驗地同一坡向上將山體均分為上坡、中坡和下坡3種坡位，每坡位隨機設置3個25 m×25 m的樣地，對樣地內禿杉進行每株調查，包括各株的胸徑、樹高、枝下高、冠幅(分東西、南北方向)等生長指標。在3種坡位上分別隨機選取3枚禿杉葉片，用日本生產的SPAD-502 型葉綠素計測量SPAD值，計算其平均值。

每個樣地按S形設置3個采樣點，在每個采樣點按分層取樣法挖取土壤剖面0 cm～20 cm，20 cm～40 cm，40 cm～60 cm的土壤樣品，測定各分層土壤含水率，并用酸度計法測定土壤pH值。每個樣地隨機設置1 m×1 m的樣方套，6個月后收集樣方套內凋落物，用電子天平秤量每個樣方套內凋落物的濕重和干重。

單株材積根據中華人民共和國農林部制定的立木材積表二元立木材積公式進行計算：

V= 0.000 058 77D1.969 983 10H0.896 461 57.

式中：V——材積，m3；

D——胸徑，cm；

H——樹高，m.

2.2 數據統計與分析

運用SPSS軟件對各測定指標進行方差分析、Duncan多重比較和相關性分析。

3 結果與分析

3.1 不同坡位對禿杉生長因子的影響

不同坡位對禿杉生長因子的影響見表 1.

由表1可知，不同坡位禿杉的胸徑、樹高、枝下高、冠幅、葉片綠色程度、單株材積存在顯著差異。下坡位禿杉平均胸徑為19.11 cm，平均樹高為11.44 m，枝下高為3.02 m，東西冠幅為3.14 m，南北冠幅為3.83 m，SPAD值為67.43，單株材積為0.179 2 m3，分別較中坡(上坡)平均胸徑提高了12.94%(22.11%)，平均樹高提高了5.15%(8.23%)，枝下高提高了5.59%(7.47%)，東西冠幅減少了6.55%(29.60%)，南北冠幅增加了14.67%(減少了6.13%)，SPAD值提高了3.15%(7.20%)，單株材積提高了33.63%(60.29%).以上數據可以看出，下坡位各生長因子最好，中坡位次之，上坡位最差。由此可推斷禿杉各生長因子對坡位的敏感度較高，尤其是單株材積影響較大。

表1 不同坡位對禿杉生長因子的影響

3.2 不同坡位對禿杉生長環境的影響

不同坡位對禿杉生長環境的影響見表2.

由表2可以看出，不同坡位土壤含水率、土壤pH值存在顯著差異。下坡平均土壤含水率0 cm～20 cm為1.59%，20 cm～40 cm為1.84%，40 cm～60 cm為1.92%；分別較中坡(上坡)0 cm～20 cm的平均土壤含水率提高了5.30%(12.77%)，20 cm～40 cm的提高了0.55%(13.58%)，40 cm～60 cm的提高了0.52%(5.49%).下坡平均土壤pH值0 cm～20 cm為5.20，20 cm～40 cm為5.07，40 cm～60 cm為4.93；分別較中坡(上坡)0 cm～20 cm的平均土壤pH值提高了1.56%(2.56%)，20 cm～40 cm的提高了1.60%(3.05%)，40 cm～60 cm的提高了1.44%(2.07%).由此可知，坡位對0 cm～20 cm平均土壤含水率的影響較大。

表2 不同坡位對禿杉生長環境的影響

3.3 不同坡位對林下凋落物的影響

由于水分、光照、土壤理化性質的差異，不同坡位禿杉生長狀況不同，從而影響林下凋落物的生物量。不同坡位對林下凋落物的影響見圖 1.

從圖1可知，下坡平均凋落物濕重為1 578 g，平均凋落物干重為1 321 g，平均凋落物含水率為19.53%；與中坡(上坡)相比，平均凋落物濕重提高了52.27%(70.29%)，平均凋落物干重提高了52.48%(65.04%)，平均凋落物含水率提高了0.61%(23.76%). 不同坡位凋落物生物量和凋落物含水率表現為下坡>中坡>上坡。

圖1 不同坡位對林下凋落物的影響

3.4 相關性分析

禿杉生長指標與生長環境的相關性分析見表3.

表3 禿杉生長指標與生長環境的相關性分析

由表3可知，禿杉生長指標與生長環境具有一定的相關性。禿杉胸徑與0 cm～20 cm平均土壤含水率呈顯著正相關，與土壤凋落物濕重及干重呈極顯著正相關。枝下高與0 cm～20 cm平均土壤含水率、0 cm～20 cm和20 cm～40 cm的平均土壤pH值呈顯著正相關，與凋落物濕重及干重呈極顯著正相關。東西方向冠幅與土壤含水率、20 cm～40 cm土壤pH值呈極顯著負相關，與0 cm～20 cm土壤pH值呈顯著負相關。SPAD值與40 cm～60 cm平均土壤pH值相關性不顯著，與凋落物含水率呈顯著正相關，與其它因子呈極顯著正相關。單株材積與0 cm～20 cm平均土壤含水率、凋落物濕重及干重呈極顯著正相關。

4 討論與結論

坡向、坡位作為重要的立地因子，直接或間接影響樹木生長、營養狀況及林分發展，對植物生長有著至關重要的影響。不同坡位對土壤水分、養分和pH影響較大，一般下坡位的水分和養分均較上坡位和中坡位優越。這是因為下坡位土壤凋落物的數量和組成成分較多，攔截雨水作用較強，涵養水源能力較好。相關研究結果也表明坡位對植物生長有顯著影響，造林應選擇在山體下、中坡位。

不同坡位對禿杉生長指標具有一定的影響，各指標總體表現為下坡位最好、中坡位次之、上坡位最差。尤其是平均胸徑和平均單株材積，下坡分別較中坡(上坡)提高了12.94%(22.11%)和33.63%(60.29%)，差異顯著，與陳彬對34年生禿杉、陳元品對21年生禿杉不同坡位生長情況的研究結果一致。不同坡位對0 cm～20 cm平均土壤含水率、平均凋落物濕重、平均凋落物干重的影響較大，0 cm～20 cm平均土壤含水率下坡較中坡(上坡)提高了5.30%(12.77%)，平均凋落物濕重提高了52.27%(70.29%)，平均凋落物干重提高了52.48%(65.04%).凋落物既可攔截水源，又可轉化為有機肥、改善土壤理化性質，對森林植物生長具有明顯促進作用。分析不同坡位對禿杉土壤環境的影響，在一定程度上反映了下坡位水肥條件優于中坡位和上坡位，其原因可能是中坡位和上坡位的土壤水分和凋落物由于坡度傾斜而慢慢移動至下坡位，在下坡位累積起來。禿杉各項生長指標總體上與土壤含水率、凋落物濕重、凋落物干重呈顯著至極顯著的相關性，用禿杉造林時要根據坡位合理搭配造林樹種，做好經營管理，促進生長量的優化發展。