不同坡位對黑木相思家系林地士壤養分及林分生長量的影響

中圖分類號：S792.99 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.08.002

近年來，長期的人為干擾和不合理的林地利用導致廣西大量森林退化嚴重，土壤質量持續下降，生態功能逐漸喪失[1]。尋找適宜的樹種修復和改良退化林地成為當前林業研究的重點之一。黑木相思是一種速生優質的熱帶樹種，具有適應性強、生長迅速、抗逆性強等特點，在熱帶和亞熱帶地區造林工作中應用廣泛[2]。黑木相思材質優良，在家具等行業用途廣泛，應用價值較高，同時可利用其根系與豆科根瘤菌共生的特點固定轉化大氣中的游離態氮，持續增加林地氮素養分，解決當前部分林區因連栽而造成的地力衰退、林分生產力下降、經濟效益低下等問題。坡位是影響林木生長和土壤理化性狀的重要地形因子[3]。不同坡位的水分、養分和光照條件不同，對林木生長和土壤理化性狀影響顯著[4-5]。

近年來，國內外大量學者針對坡位對不同樹種生長效果及土壤質量的影響展開了研究。李文祥深入分析尾巨桉DH32-13無性系在不同坡位和初植密度下的生長特性和經濟效益，發現坡位是影響尾巨桉DH32-13生長和經濟效益的重要因素，下坡尾巨桉DH32-13的胸徑、樹高、單株材積及蓄積量均最高，經濟效益也最為顯著，上坡尾巨桉DH32-13的經濟效益最低[。劉元璽等分析不同坡位輕木人工林土壤養分含量及其化學計量特征發現，坡位變化會通過影響土壤的養分狀況來影響植物的長勢，下坡位輕木的樹高和胸徑顯著高于上坡位輕木，且土壤全磷含量、堿解氮含量、有機質含量及其比值在不同坡位存在顯著差異[]。MAGDIC等分析坡位對葡萄園土壤性質和土壤水分狀況的影響，結果表明，不同坡位的土壤顆粒含量、pH值、腐殖質含量存在顯著差異（ plt;0.000 1 ），而容重的差異性較低（ plt;0.05 ）；5個坡位之間的土壤水分含量也存在顯著差異（ Δplt;0.000Δ1 ），較高坡位的土壤水分含量比低坡位高[8]。林登雙研究不同坡位（上坡、中坡、下坡）對閩楠杉木混交林中閩楠生長的影響發現，坡位對閩楠的保存率、胸徑、樹高、單株材積等有明顯影響，下坡位的閩楠保存率、胸徑、樹高、單株材積均顯著高于上坡和中坡，建議在福建省丘陵山地中、下坡位開展閩楠和杉木混交造林，以培育閩楠用材林。然而，目前針對黑木相思家系的研究相對較少[]。研究黑木相思家系在不同坡位的生長表現和土壤改良效果，對于優化林分布局、改善退化林地有重要的理論和實踐意義。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市武鳴區羅圩鎮南寧市林業科學研究所。南寧市林業科學研究所地處武鳴區西部，三面環山，地勢西北高、東南低；氣候類型為亞熱帶季風性氣候，光照充足，年平均氣溫 22^°C ，年平均降水量 1200mm 。

1.2樣地布設與樣品采集

試驗地海拔 257m ，土壤類型為赤紅壤，土層厚度 1.2m ，偏酸性，林分為黑木相思家系林分。前作為尾巨桉，由于長期栽植桉樹，土壤質量持續下降，養分含量較低，因此于2014年輪作黑木相思家系，造林密度為1650株 ?hm^-2 ，以改良土壤結構、提升土壤肥力。2023年秋季、在黑木相思家系林分內按上、中、下3個坡位分別設置3塊 20m×20m 的樣地。在樣地內沿對角線布點10個，去除地表枯枝落葉后每點使用土鉆取樣 1kg 左右。

1.3指標測定

采集樣品時測定黑木相思家系的生長指標。測定時對每塊樣地內的黑木相思家系進行每木檢尺，使用布魯萊斯測高器測定植株樹高，使用胸徑尺測定植株胸徑。土樣帶回實驗室后采用環刀法測定土壤容重、最大持水量、最小持水量、毛孔持水量、毛孔孔隙及非毛孔孔隙，具體測定方法可參照《森林土壤水分-物理性質的測定》（LY/T1215—1999）。使用重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機碳含量，使用碳氮分析儀測定土壤全氮含量，使用堿解擴散法測定土壤水解氮含量，使用鉬銻抗比色法測定土壤全磷含量，使用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測定土壤有效磷含量，使用火焰光度法測定土壤全鉀含量和速效鉀含量。

1.4統計分析

使用Excel軟件進行數據記錄和預處理；使用SPSS軟件進行單因素方差分析，探討黑木相思家系在不同坡位下各指標的差異情況。

2 結果與分析

2.1不同坡位黑木相思家系林地土壤物理性質變化

由表1可知，土壤容重、最大持水量、最小持水量、毛孔持水量在3個坡位上均不存在顯著差異；土壤非毛孔空隙表現為上坡 gt; 中坡 gt; 下坡，不同坡位之間存在顯著差異（ plt;0.05 ）；毛孔空隙表現為中坡 gt; 下坡 gt; 上坡，不同坡位之間差異顯著（ plt;0.05 ）。

2.2不同坡位黑木相思家系土壤養分變化

由表2可知，上坡土壤有機碳含量最高，下坡次之，中坡最低，不同坡位之間存在顯著差異（ ?plt;0.05 ）；全氮含量、全磷含量、速效鉀含量均表現為中坡最高，顯著高于其他2個坡位（ plt;0.05 ），而上坡和下坡之間無顯著差異；中坡的水解氮含量最高，下坡次之，上坡最低，不同坡位之間存在顯著差異（ plt;0.05 ）；下坡的有機磷含量最高，中坡次之，上坡最低，不同坡位之間存在顯著差異（ ）；下坡的全鉀含量最高，顯著高于其他2個坡位（ plt;0.05 ），而上坡和中坡之間無顯著差異。

2.3不同坡位黑木相思家系林分生長量變化

由表3可知，下坡黑木相思家系的樹高和胸徑均最高，其與中坡黑木相思家系之間差異不顯著，但下坡、中坡黑木相思的樹高與胸徑均顯著高于上坡黑木相思家系（ plt;0.05 ）。

3 結論與討論

對比分析黑木相思家系在不同坡位上的生長情況及土壤改良效果，得出如下結論。

1）土壤容重、最大持水量、最小持水量、毛孔持水量在3個坡位上均不存在顯著差異；土壤非毛孔空隙表現為上坡 gt; 中坡 gt; 下坡，而毛孔空隙表現為中坡 gt; 下坡 gt; 上坡，不同坡位之間均存在顯著差異。這可能是由于上坡位土壤受侵蝕作用較強，細顆粒物質易被淋失，導致大孔隙增多[10-]。相比之下，中、下坡位的土壤結構較為穩定，有利于保持較高的毛孔空隙。

2）上坡土壤有機碳含量最高，可能是因為上坡位的黑木相思家系生長相對較差，植株凋落物相對較多，加之分解速率較慢，導致有機質積累。中坡位的全氮含量、全磷含量、速效鉀含量最高，可能是由于其較為適中的水分條件有利于養分的積累和轉化[12]。下坡位的有效磷含量和全鉀含量最高，這與其接受上、中坡養分沉積的特點相符。

3）黑木相思家系在下坡、中坡的生長狀況優于上坡，這可能與坡位間水分、養分、光照條件的差異有關。下坡位由于接受上、中坡的養分淋溶和侵蝕物質沉積，土壤肥力較高，加之水分條件較好，有利于黑木相思家系生長[13]。中坡位雖然養分狀況略遜于下坡，但是光照較為充足，因此其生長量與下坡差異不顯著。上坡位養分流失嚴重、水分條件較差，導致黑木相思家系生長受限。在退化林地修復中，應優先考慮在中、下坡位種植黑木相思家系，以提高造林成效。

4）此次研究仍存在一定的不足之處：僅選取廣西南寧市單一試驗地的黑木相思家系林分作為研究對象，樣本區域和立地條件相對單一，未來可在廣西其他地區展開進一步的研究，探究土壤類型或更大地理尺度下坡位對黑木相思生長及土壤養分的影響規律；時間序列較短，缺乏長期連續觀測，未來可展開進一步的多年持續分析，評估黑木相思家系在不同生長階段對坡位環境的響應。

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（責任編輯：張春雨）