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(duì)象,坡度和坡向立地條件分別為:Ⅰ級(jí)-南坡、Ⅱ級(jí)-西南坡、Ⅲ級(jí)-東南坡、Ⅳ級(jí)-東坡。通過(guò)典型樣地調(diào)查,分析不同立地條件下混交林中福建柏胸徑、樹(shù)高、枝下高、冠幅、材積、蓄積及密度差異性及變化趨勢(shì)。結(jié)果表明:不同坡度和坡向的立地條件對(duì)人工混交林中福建柏胸徑、樹(shù)高、枝下高、冠幅、材積、蓄積及密度的影響達(dá)到極顯著水平。人工混交林中福建柏胸徑、樹(shù)高、材積和蓄積的變化趨勢(shì)均為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,Ⅰ級(jí)-南坡的福建柏胸徑、樹(shù)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(jí)-東南坡最大,為1.37 m;冠幅和密度均為Ⅰ級(jí)-南坡最大,分別為2.63m、1 794株/hm-2。初步研究得出,在營(yíng)造福建柏杉木混交林時(shí),選擇Ⅰ級(jí)-南坡的立地條件有利于福建柏生長(zhǎng)發(fā)育,獲取更大的蓄積量。
關(guān)鍵詞:? 立地條件;? 福建柏杉木混交林;? 生長(zhǎng)特性
中圖分類(lèi)號(hào):? ?S 791. 27? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1001 - 9499(2022)03 - 0015 - 03
立地條件在林業(yè)上主要影響林木生長(zhǎng)發(fā)育及森林形成[ 1 ],立地質(zhì)量的高低,對(duì)于林木生長(zhǎng)具有重要影響,不同立地條件對(duì)林木生長(zhǎng)的影響也一直是林業(yè)研究的熱點(diǎn)[ 2 ]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外在林分營(yíng)造和林地經(jīng)營(yíng)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(zhǎng)與立地條件的密切關(guān)系,由此為充分發(fā)揮土地和樹(shù)種的潛力奠定基礎(chǔ)[ 3 - 6 ]。福建柏(Fokienia hodginsii)屬柏科(Cupressaceae)福建柏屬,是國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的單型屬常綠瀕危樹(shù)種, 具有樹(shù)形優(yōu)美、生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),主要分布在中國(guó)南部、越南北部和老撾北部海拔350~700 m的林地,在我國(guó)以福建中部最多[ 7 - 8 ]。我國(guó)學(xué)者已經(jīng)在立地條件對(duì)福建柏生長(zhǎng)的影響方面進(jìn)行了一定的研究及探索,然而就坡度和坡向綜合效應(yīng)對(duì)人工混交林中福建柏生長(zhǎng)特性的影響研究甚少。因此,本研究根據(jù)福建柏杉木混交林造林地實(shí)際情況區(qū)劃出不同地形因子(坡度、坡向),通過(guò)調(diào)查不同坡度和坡向造林地內(nèi)福建柏生長(zhǎng)狀況,對(duì)比分析地形因子對(duì)人工混交林中福建柏生長(zhǎng)發(fā)育的作用,明確地形條件對(duì)營(yíng)造福建柏混交林的影響,以期為福建柏混交林適地適樹(shù)、高效培育提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 研究區(qū)概況
研究區(qū)地處福建省安溪豐田國(guó)有林場(chǎng),位于25°16′~25°20′N(xiāo)、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(fēng)氣候,季風(fēng)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(wú)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(zhì),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(zhǎng)。該研究區(qū)林下植被主要有芒萁(Dicranopteris dichotoma)、五節(jié)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(shè)置及坡度、坡向測(cè)量
2021年7~8月,在研究區(qū)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(duì)象,分別為Ⅰ級(jí)-南坡混交林、 Ⅱ級(jí)-西南坡混交林、Ⅲ級(jí)-東南坡混交林、Ⅳ級(jí)-東坡混交林。其中,福建柏與杉木混交比例均約為7∶3,各級(jí)坡度為:Ⅰ級(jí)-平坡0~5°;Ⅱ級(jí)-緩坡6°~15°;Ⅲ級(jí)-斜坡16°~25°;Ⅳ級(jí)-陡坡26°~35°。使用自帶坡度、坡向測(cè)量功能的通訊設(shè)備測(cè)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(shè)置20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)地,每種立地條件林分設(shè)置3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地,共12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(guò)向林場(chǎng)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(jīng)營(yíng)措施。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地在對(duì)角線上等距布設(shè)3個(gè)樣方點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)打1個(gè)1 m×1 m的小樣方,并調(diào)查草本植物種類(lèi)。
1. 3 福建柏標(biāo)準(zhǔn)木選擇、單株材積及蓄積量計(jì)算 對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行每木檢尺,用圍徑尺測(cè)定胸徑,鋼卷尺測(cè)量東西、南北冠幅并求平均冠幅,測(cè)高器測(cè)定樹(shù)高、枝下高,并統(tǒng)計(jì)樣地株數(shù)。計(jì)算平均樹(shù)高、平均胸徑后選定標(biāo)準(zhǔn)木并伐倒,伐倒后量取樹(shù)高并按 1 m 一個(gè)區(qū)分段,測(cè)定區(qū)分段中間位置的直徑,梢頭不足一個(gè)區(qū)分段的測(cè)定梢頭底部直徑,單株材積按區(qū)分求積法計(jì)算,單位面積蓄積量=標(biāo)準(zhǔn)木單株材積×單位面積林地上活立木株數(shù)。
1. 4 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)進(jìn)行方差分析,并采用LSD最小顯著差異法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和多重比較,差異顯著水平為P>0.05。D0C31A19-D000-41E3-9649-5D38EA5FA5BE
2 結(jié)果與分析
2. 1 坡度和坡向?qū)θ斯せ旖涣种懈=ò匦貜胶蜆?shù)高生長(zhǎng)的影響
不同坡度和坡向的立地條件對(duì)人工混交林中福建柏胸徑和樹(shù)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(zhǎng)的變化趨勢(shì)均為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,胸徑為11.50~13.67 cm,樹(shù)高變化為7.37~9.67m。由表2可知,就福建柏胸徑而言,Ⅰ級(jí)-南坡、Ⅱ級(jí)-西南坡、Ⅲ級(jí)-東南坡相較于Ⅳ級(jí)-東坡分別增長(zhǎng)19%、6%、7%,而樹(shù)高分別增加31%、10%、15%,這說(shuō)明在本試驗(yàn)中Ⅰ級(jí)-南坡立地條件最有利于人工混交林福建柏胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)。
2. 2 坡度和坡向?qū)θ斯せ旖涣种懈=ò刂ο赂吆凸诜L(zhǎng)的影響
由表1可知,立地條件對(duì)福建柏枝下高和冠幅影響與對(duì)胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)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(shì)均為Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,冠幅的變化趨勢(shì)為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅳ級(jí)-東坡>Ⅱ級(jí)-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(jí)-南坡、Ⅱ級(jí)-西南坡、Ⅲ級(jí)-東南坡福建柏枝下高相較于Ⅳ級(jí)-東坡分別增長(zhǎng)26%、28%、46%,而Ⅰ級(jí)-南坡、Ⅲ級(jí)-東南坡、Ⅳ級(jí)-東坡福建柏冠幅相較于Ⅱ級(jí)-西南坡分別增長(zhǎng)20%、4%、2%。由此可見(jiàn),Ⅲ級(jí)-東南坡對(duì)福建柏枝下高生長(zhǎng)影響最顯著,Ⅰ級(jí)-南坡顯著影響福建柏冠幅生長(zhǎng),總的來(lái)說(shuō),坡度和坡向立地條件對(duì)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?qū)θ斯せ旖涣种懈=ò夭姆e、蓄積及密度的影響
坡度和坡向立地條件對(duì)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(shì)均為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,福建柏密度的變化趨勢(shì)均為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅳ級(jí)-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(jí)-南坡、Ⅱ級(jí)-西南坡、Ⅲ級(jí)-東南坡相較于Ⅳ級(jí)-東坡分別增長(zhǎng)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(jiàn)在本試驗(yàn)中,Ⅰ級(jí)-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(zhǎng),密度也最大。
3 結(jié)論與討論
研究表明,坡度和坡向立地條件對(duì)福建柏杉木混交林中福建柏生長(zhǎng)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(shù)高、材積和蓄積的變化趨勢(shì)均為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,枝下高為Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,冠幅為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅳ級(jí)-東坡>Ⅱ級(jí)-西南坡,密度為Ⅰ級(jí)-南坡>Ⅱ級(jí)-西南坡>Ⅲ級(jí)-東南坡>Ⅳ級(jí)-東坡,由此可見(jiàn)不同坡度和坡向的立地條件對(duì)福建柏不同生長(zhǎng)指標(biāo)的影響存在差異,尤其是Ⅰ級(jí)-南坡對(duì)混交林中福建柏生物量相關(guān)指標(biāo)的影響最大,可能是因?yàn)樾貜健?shù)高、材積和蓄積這些指標(biāo)間存在一定的關(guān)聯(lián)性[ 12 - 13 ]。坡度和坡向?qū)Ω=ò厣L(zhǎng)的影響可能通過(guò)造成土壤有機(jī)碳的差異引起的,這與張小芳對(duì)黃土高原植樹(shù)造林區(qū)土壤有機(jī)碳的研究一致[ 14 ]。由于本次調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)源于同一個(gè)林場(chǎng),其結(jié)果只為初步結(jié)論,對(duì)于立地條件相同或相近的地區(qū)仍然具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。接下來(lái)將對(duì)不同土壤類(lèi)型、海拔高度、坡位等立地條件對(duì)福建柏混交林生長(zhǎng)的影響做進(jìn)一步研究,在其他立地條件變化的情況下,坡度和坡向?qū)Ω=ò鼗旖涣稚L(zhǎng)的影響需要進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 高璐璐.? 坡度、坡位、坡向?qū)t松針葉內(nèi)部分酶活性的影響[D].哈爾濱: 東北林業(yè)大學(xué), 2011.
[2] 龐宏?yáng)|,? 李玲,? 崔鴻俠,? 等.? 不同立地因子對(duì)泡桐人工林生長(zhǎng)量及土壤理化性質(zhì)的影響[J].? 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2021,49(7):28 - 32
[3] 石德山,? 李明月,? 劉會(huì)鋒,? 等.? 地形對(duì)營(yíng)造興安落葉松速生豐產(chǎn)林的影響[J].? 林業(yè)科技, 2020, 45(4): 7 - 12.
[4] 張程,? 歐陽(yáng)林男,? 陳少雄,? 等.? 桉樹(shù)人工林立地分類(lèi)及立地因子研究進(jìn)展[J].? 桉樹(shù)科技, 2019, 36(3): 54 - 60.
[5] 段文標(biāo),? 王金鈴,? 陳立新,? 等.? 云冷杉林風(fēng)倒區(qū)坑丘微立地微氣候因子時(shí)空變化及其與土溫的關(guān)系[J]. 林業(yè)科學(xué)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(chǎn)栽培技術(shù)綜述[J].? 內(nèi)蒙古林業(yè)科技, 2012, 38(3): 42 - 47 + 58.
[7] 陳乾,? 劉曉穎,? 鄧智文,? 等.? 福建柏優(yōu)樹(shù)子代容器苗生長(zhǎng)特性及光合能力[J].? 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),? 2020, 40(9): 70 - 78.
[8] 陳乾,? 黃霞,? 江登輝,? 等.? 遮蔭對(duì)福建柏苗期生長(zhǎng)及生物量的影響[J].? 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2020, 49(6): 796 - 802.
[9] 廖德志,? 魏志恒,? 程勇,? 等.? ?坡位對(duì)15年生樟樹(shù)純林和樟杉混交林林分生長(zhǎng)的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2018, 38(8): 14 - 18.
[10] 張雷,? 金志農(nóng),? 黎祖堯,? 等.? 生境和地理因子對(duì)樟樹(shù)種子性狀及結(jié)構(gòu)模型的影響[J].? 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 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(yǎng)分的關(guān)系[J].? 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(yè)資源管理, 2021(6): 23 - 28.
[13] 呂金城,? 王振錫,? 楊勇強(qiáng),? 等.? 基于無(wú)人機(jī)影像的天山云杉林樹(shù)高提取及蓄積量的反演[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 2021, 58(10): 1 838 - 1 845.
[14] 張小芳.? 坡向及坡度對(duì)黃土高原植樹(shù)造林區(qū)土壤有機(jī)破的影響研究[D].? 蘭州:? 西北師范大學(xué), 2020.
第1作者簡(jiǎn)介:? 溫志成(1990-),? 男,? 林業(yè)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