坡度和坡向對人工混交林中福建柏生長特性的影響

摘要：? 以4種坡度和坡向不同的福建柏杉木混交林為研究對象，坡度和坡向立地條件分別為：Ⅰ級-南坡、Ⅱ級-西南坡、Ⅲ級-東南坡、Ⅳ級-東坡。通過典型樣地調查，分析不同立地條件下混交林中福建柏胸徑、樹高、枝下高、冠幅、材積、蓄積及密度差異性及變化趨勢。結果表明：不同坡度和坡向的立地條件對人工混交林中福建柏胸徑、樹高、枝下高、冠幅、材積、蓄積及密度的影響達到極顯著水平。人工混交林中福建柏胸徑、樹高、材積和蓄積的變化趨勢均為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅳ級-東坡，Ⅰ級-南坡的福建柏胸徑、樹高、材積和蓄積分別為13.67 cm、9.68 m、0.077 6 m3、139.13 m3/hm-2;枝下高為Ⅲ級-東南坡最大，為1.37 m;冠幅和密度均為Ⅰ級-南坡最大，分別為2.63m、1 794株/hm-2。初步研究得出，在營造福建柏杉木混交林時，選擇Ⅰ級-南坡的立地條件有利于福建柏生長發育，獲取更大的蓄積量。

關鍵詞：? 立地條件;? 福建柏杉木混交林;? 生長特性

中圖分類號：? ?S 791. 27? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2022）03 - 0015 - 03

立地條件在林業上主要影響林木生長發育及森林形成[ 1 ]，立地質量的高低，對于林木生長具有重要影響，不同立地條件對林木生長的影響也一直是林業研究的熱點[ 2 ]。近年來，國內外在林分營造和林地經營管理方面更加注重微立地的作用，以期能從更小尺度上解讀林木生長與立地條件的密切關系，由此為充分發揮土地和樹種的潛力奠定基礎[ 3 - 6 ]。福建柏（Fokienia hodginsii）屬柏科（Cupressaceae）福建柏屬，是國家二級重點保護的單型屬常綠瀕危樹種， 具有樹形優美、生長快、適應性強等特點，主要分布在中國南部、越南北部和老撾北部海拔350～700 m的林地，在我國以福建中部最多[ 7 - 8 ]。我國學者已經在立地條件對福建柏生長的影響方面進行了一定的研究及探索，然而就坡度和坡向綜合效應對人工混交林中福建柏生長特性的影響研究甚少。因此，本研究根據福建柏杉木混交林造林地實際情況區劃出不同地形因子（坡度、坡向），通過調查不同坡度和坡向造林地內福建柏生長狀況，對比分析地形因子對人工混交林中福建柏生長發育的作用，明確地形條件對營造福建柏混交林的影響，以期為福建柏混交林適地適樹、高效培育提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 研究區概況

研究區地處福建省安溪豐田國有林場，位于25°16′～25°20′N、118°1′～118°57′E。多為低山、丘陵，坡度平均為25°，海拔高度平均250 m，屬于典型的亞熱帶季風氣候，季風氣候顯著，氣候條件溫和，雨量充沛，全年平均氣溫19.5 ℃，極端高溫37 ℃，極端低溫0℃，全年冰霜日較少，無霜日330天，年降水量1 500～2 000 mm，夏季降水較多。土壤為黃紅壤，花崗巖成土母質，土層中厚至深厚，肥力較高，適宜福建柏、杉木等多種林木生長。該研究區林下植被主要有芒萁（Dicranopteris dichotoma）、五節芒（Miscanthus floridulus）、菝葜（Smilax china）、沿階草（Ophiopogon bodinieri）、箬竹（Indocalamus tessellatus）、深綠卷柏（Selaginella doederleinii）、淡竹葉（Lophatherum gracile）、烏毛蕨（Blechnum orientale）等。

1. 2 樣地設置及坡度、坡向測量

2021年7～8月，在研究區選擇坡度和坡向不同的12年生福建柏杉木人工混交林為研究對象，分別為Ⅰ級-南坡混交林、 Ⅱ級-西南坡混交林、Ⅲ級-東南坡混交林、Ⅳ級-東坡混交林。其中，福建柏與杉木混交比例均約為7∶3，各級坡度為：Ⅰ級-平坡0～5°;Ⅱ級-緩坡6°～15°;Ⅲ級-斜坡16°～25°;Ⅳ級-陡坡26°～35°。使用自帶坡度、坡向測量功能的通訊設備測定樣地坡度和坡向，在不同坡度、坡向的福建柏杉木混交林的上坡、中坡、下坡各設置20 m×20 m標準地，每種立地條件林分設置3個標準地，共12個標準地，除坡度和坡向外，各樣地海拔、坡位及土壤等立地條件基本一致。通過向林場工作人員了解得知，4種不同坡度和坡向的福建柏杉木混交林初始種植方式和密度相同，具有一致的土地利用歷史，造林后采用相同的水肥管理和除草撫育等經營措施。每個標準地在對角線上等距布設3個樣方點，每個點打1個1 m×1 m的小樣方，并調查草本植物種類。

1. 3 福建柏標準木選擇、單株材積及蓄積量計算 對每個標準地進行每木檢尺，用圍徑尺測定胸徑，鋼卷尺測量東西、南北冠幅并求平均冠幅，測高器測定樹高、枝下高，并統計樣地株數。計算平均樹高、平均胸徑后選定標準木并伐倒，伐倒后量取樹高并按 1 m 一個區分段，測定區分段中間位置的直徑，梢頭不足一個區分段的測定梢頭底部直徑，單株材積按區分求積法計算，單位面積蓄積量=標準木單株材積×單位面積林地上活立木株數。

1. 4 數據計算與統計分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進行統計分析，數值用平均值±標準差表示;采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）進行方差分析，并采用LSD最小顯著差異法進行顯著性檢驗和多重比較，差異顯著水平為P>0.05。D0C31A19-D000-41E3-9649-5D38EA5FA5BE

2 結果與分析

2. 1 坡度和坡向對人工混交林中福建柏胸徑和樹高生長的影響

不同坡度和坡向的立地條件對人工混交林中福建柏胸徑和樹高的影響極顯著（P<0.05）（表3）。由表1可知，在不同坡度和坡向的立地條件下，人工混交林中福建柏胸徑和高生長的變化趨勢均為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅳ級-東坡，胸徑為11.50～13.67 cm，樹高變化為7.37～9.67m。由表2可知，就福建柏胸徑而言，Ⅰ級-南坡、Ⅱ級-西南坡、Ⅲ級-東南坡相較于Ⅳ級-東坡分別增長19%、6%、7%，而樹高分別增加31%、10%、15%，這說明在本試驗中Ⅰ級-南坡立地條件最有利于人工混交林福建柏胸徑和樹高生長。

2. 2 坡度和坡向對人工混交林中福建柏枝下高和冠幅生長的影響

由表1可知，立地條件對福建柏枝下高和冠幅影響與對胸徑和樹高生長影響有所差異，在不同坡度和坡向立地條件下，人工混交林中福建柏枝下高的變化趨勢均為Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅰ級-南坡>Ⅳ級-東坡，冠幅的變化趨勢為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅳ級-東坡>Ⅱ級-西南坡。從表1可知，枝下高變化為0.94～1.37 m，冠幅變化為2.19～2.63 m。由表2可知，Ⅰ級-南坡、Ⅱ級-西南坡、Ⅲ級-東南坡福建柏枝下高相較于Ⅳ級-東坡分別增長26%、28%、46%，而Ⅰ級-南坡、Ⅲ級-東南坡、Ⅳ級-東坡福建柏冠幅相較于Ⅱ級-西南坡分別增長20%、4%、2%。由此可見，Ⅲ級-東南坡對福建柏枝下高生長影響最顯著，Ⅰ級-南坡顯著影響福建柏冠幅生長，總的來說，坡度和坡向立地條件對人工混交林中福建柏枝下高和冠幅的影響極顯著（P<0.05）（表3）。

2. 3 坡度和坡向對人工混交林中福建柏材積、蓄積及密度的影響

坡度和坡向立地條件對人工混交林福建柏材積、蓄積和密度影響極顯著（P<0.05）（表3）。由表1可知，在不同坡度和坡向的立地條件下，人工混交林中福建柏材積和蓄積量的變化趨勢均為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅳ級-東坡，福建柏密度的變化趨勢均為Ⅰ級-南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅳ級-東坡，材積、蓄積量及密度分別為0.043 5～0.077 6 m3，? 61.5～139.13 m3/hm-2，變化范圍為1 417～1 794株/hm-2。由表2可知，就福建柏單株材積而言，Ⅰ級-南坡、Ⅱ級-西南坡、Ⅲ級-東南坡相較于Ⅳ級-東坡分別增長78%、22%、29%，而蓄積分別增加126%、38%、43%，密度分別增加27%、13%、11%。由此可見在本試驗中，Ⅰ級-南坡立地條件最有利于人工混交林福建柏材積和蓄積生長，密度也最大。

3 結論與討論

研究表明，坡度和坡向立地條件對福建柏杉木混交林中福建柏生長的影響顯著，在不同立地條件下，人工混交林中福建柏胸徑、樹高、材積和蓄積的變化趨勢均為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅳ級-東坡，枝下高為Ⅲ級-東南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅰ級-南坡>Ⅳ級-東坡，冠幅為Ⅰ級-南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅳ級-東坡>Ⅱ級-西南坡，密度為Ⅰ級-南坡>Ⅱ級-西南坡>Ⅲ級-東南坡>Ⅳ級-東坡，由此可見不同坡度和坡向的立地條件對福建柏不同生長指標的影響存在差異，尤其是Ⅰ級-南坡對混交林中福建柏生物量相關指標的影響最大，可能是因為胸徑、樹高、材積和蓄積這些指標間存在一定的關聯性[ 12 - 13 ]。坡度和坡向對福建柏生長的影響可能通過造成土壤有機碳的差異引起的，這與張小芳對黃土高原植樹造林區土壤有機碳的研究一致[ 14 ]。由于本次調查數據來源于同一個林場，其結果只為初步結論，對于立地條件相同或相近的地區仍然具有一定的實踐指導意義。接下來將對不同土壤類型、海拔高度、坡位等立地條件對福建柏混交林生長的影響做進一步研究，在其他立地條件變化的情況下，坡度和坡向對福建柏混交林生長的影響需要進一步研究。

參考文獻

[1] 高璐璐.? 坡度、坡位、坡向對紅松針葉內部分酶活性的影響[D].哈爾濱： 東北林業大學， 2011.

[2] 龐宏東，? 李玲，? 崔鴻俠，? 等.? 不同立地因子對泡桐人工林生長量及土壤理化性質的影響[J].? 東北林業大學學報， 2021，49（7）：28 - 32

[3] 石德山，? 李明月，? 劉會鋒，? 等.? 地形對營造興安落葉松速生豐產林的影響[J].? 林業科技， 2020， 45（4）： 7 - 12.

[4] 張程，? 歐陽林男，? 陳少雄，? 等.? 桉樹人工林立地分類及立地因子研究進展[J].? 桉樹科技， 2019， 36（3）： 54 - 60.

[5] 段文標，? 王金鈴，? 陳立新，? 等.? 云冷杉林風倒區坑丘微立地微氣候因子時空變化及其與土溫的關系[J]. 林業科學研究，2015， 28（4）： 508 - 517.

[6] 王志波，? 季蒙，? 任建民，? 等.? 興安、華北落葉松速生豐產栽培技術綜述[J].? 內蒙古林業科技， 2012， 38（3）： 42 - 47 + 58.

[7] 陳乾，? 劉曉穎，? 鄧智文，? 等.? 福建柏優樹子代容器苗生長特性及光合能力[J].? 中南林業科技大學學報，? 2020， 40（9）： 70 - 78.

[8] 陳乾，? 黃霞，? 江登輝，? 等.? 遮蔭對福建柏苗期生長及生物量的影響[J].? 福建農林大學學報（自然科學版）， 2020， 49（6）： 796 - 802.

[9] 廖德志，? 魏志恒，? 程勇，? 等.? ?坡位對15年生樟樹純林和樟杉混交林林分生長的影響[J]. 中南林業科技大學學報， 2018， 38（8）： 14 - 18.

[10] 張雷，? 金志農，? 黎祖堯，? 等.? 生境和地理因子對樟樹種子性狀及結構模型的影響[J].? 中南林業科技大學學報， 2017， 37（5）：15 - 20 + 49.

[11] 黃磊，? 王港，? 楊冰，? 等.? 杉木大徑材成材與地形、土壤養分的關系[J].? 福建農林大學學報（自然科學版）， 2021，50（5）： 619 - 623.

[12] 曾偉生.? 森林蓄積量和生物量多元混合模型研建[J].? 林業資源管理， 2021（6）： 23 - 28.

[13] 呂金城，? 王振錫，? 楊勇強，? 等.? 基于無人機影像的天山云杉林樹高提取及蓄積量的反演[J]. 新疆農業科學， 2021， 58（10）： 1 838 - 1 845.

[14] 張小芳.? 坡向及坡度對黃土高原植樹造林區土壤有機破的影響研究[D].? 蘭州：? 西北師范大學， 2020.

第1作者簡介：? 溫志成（1990-），? 男，? 林業助理工程師，? 主要從事森林資源培育工作。

收稿日期： 2022 - 02 -? 20D0C31A19-D000-41E3-9649-5D38EA5FA5BE