不同坡位的秃杉人工林生长效果分析及优良单株选择

陈元品

(德化葛坑国有林场，福建 德化 362509)

秃杉(TaiwaniaflousianaGaussen)，又叫土杉，西南台杉，为杉科台湾杉属常绿大乔木，适应性强，树形高大挺拔，主干通直圆满，材质优良，出材率高，用途广，是优良速生用材树种，具有较高的经济和观赏价值。秃杉作为第三纪古热带植物区系的存留树种，被国家列入一级保护树种，生长在海拔500 m～2 300 m的山地沟谷林中，喜酸性红壤或黄壤，属浅根性树种，中性偏阳性，幼苗时比较耐荫。20世纪70年代以来，我国相继开展了秃杉的引种及相关试验研究，并取得较为显著的成绩，特别是关于秃杉生长特性以及混交树种和混交比例方面已经进行了广泛的研究，然而从生物量空间分布格局角度例如相同坡向不同坡位秃杉的生长及生物量的报道不多。本文通过分析相同坡向不同坡位秃杉人工林地上部分和地下部分生物量及其分配格局，并筛选出生长较优良的秃杉优良单株，从而为科学合理经营秃杉人工林，实现秃杉人工林的可持续经营提供理论参考。

1 试验地概况

试验地位于戴云山北麓德化葛坑国有林场龙塔工区44林班7大班1小班。118°8′10″E,25°51′53″N，属中亚热带南缘低山气候类型，土壤系为山地红壤，年平均气温17 ℃，最高气温34.8 ℃，最低气温-9 ℃，年降水量 1 800 mm～2 000 mm。该林分1996年造林，造林地前身为杉木采伐迹地，造林密度为2505株·hm-2。造林后前两年6—7月份各扩穴施肥1次，施肥量为0.1 kg·株-1，10月份全锄1次；第3年10月份全锄1次；第4～5年10月各全劈1次。

2 试验方法

2.1 样地设置及调查方法

在全面踏查林分的基础上，于相同坡向秃杉人工林下坡位(海拔415 m)、中坡位(海拔480 m)及上坡位(海拔550 m)分别设置20 m×20 m标准地3个，共设9个样地。对样地内的乔木层进行每木调查。根据所选取样地测得平均胸径和平均树高，在各样地内分别选取1株秃杉平均木，伐倒后分别称量平均木树枝、树叶和树干等鲜生物量。取一部分样品带回室内105℃烘干至恒重，计算出含水率，进而推算出秃杉地上部分和地下部分的干生物量。秃杉优良单株选择采用5株优势木对比法。

2.2 数据处理

把秃杉各器官鲜、干重生物量数据输入计算机，算出其平均值及各器官生物量分配率。分配率的计算公式为：

各器官生物量分配率=

所测数据采用SPSS 19.0软件进行数据统计、处理与分析。

3 结果与分析

3.1 不同坡位秃杉人工生长量分析

不同坡位的的秃杉生长情况调查结果见表1。从表1中，可以看到不同坡位的秃杉人工林生长情况存在一定的差距。下坡位秃杉的平均胸径、平均树高和单位蓄积量均最大、中坡位次之，而上坡位生长最小，这可能是由于地形因素使得水、热、气等因素的重新分配，从而对植物产生影响。下坡位秃杉人工林的平均胸径、平均树高和蓄积量对应中坡位分别增加了45.47%，33.52%及85.85%，而对应的上坡位秃杉人工林的平均胸径、平均树高和蓄积量分别增加了59.52%，44.27%及115.99%。

坡位作为一个重要的地形因子，由于海拔落差、重力等作用可能会造成在统一地域的土壤肥力、水分、阳光等因子的不同分配，从而对统一地域的林木生长造成的影响。从表2中的不同坡位对秃杉人工林生长量的方差分析可以看出，不同坡位对秃杉人工林的平均胸径和平均树高的影响均达到显著水平，这可以说明坡位是影响秃杉人工林生长量的一个重要立地因子。另外，从表3的多重比较可以看出，下坡位和中坡位的胸径和树高的差异性不显著，而上坡位与其他两个坡位相比，树高和胸径差异均显著。

表1 不同坡位秃杉人工林生长量

表2 不同坡位对秃杉人工林生长量的方差分析

表3 不同坡位对秃杉人工生长量的多重比较

3.2 不同坡位秃杉人工林生物量分析

由表4可以看出，不同坡位对秃杉人工林林分生物量有着较大的影响。不论是鲜生物量还是干生物量均表现为下坡位生物量>中坡为生物量>上坡位生物量，其中下坡位鲜生物量分别比中坡位和上坡位鲜生物量提高21.11%和30.98%；下坡位干生物量分别比中坡位和上坡位干生物量提高25.29%和32.02%。这与不同坡位的立地条件有关，在自然情况下，由于雨水等的冲刷作用使得养分在中下坡位汇集，因此也使得中下坡位土壤养分含量相对地高于上坡位，这样一来就有助于植物更好的生长。

表4 不同坡位秃杉人工林总生物量

在研究林分群落的结构功能中生物量的测定起着关键作用。而作为树木生长过程中，生物量在林木各器官的分配比率则是作为在这过程中的重要参数之一，植物光合产物除了一部分被呼吸消耗掉，其余部分则按一定的规律分配到树木的各个器官中，这与植物的生长环境有着一定的关系。由表4看出，无论是鲜生物量还是干生物量，不同坡位秃杉平均木均表现为：下坡位>中坡位>上坡位。此外，还可看出不同坡位各器官分配率均表现为树干>叶>枝。另外从表5中，可以看出无论是哪个坡位的树干分配率均超过70%，并且随着坡位的上升而上升的，而枝叶却是相反的，是随着坡位的上升而下降。这主要是受环境条件的影响，可能是因为不同坡位土壤养分含量的不同，下坡位相比中上坡位土壤养分含量更多，下坡位的树木更容易通过增加叶和枝的量来增加光合作用面积，以此来提高光合效率。

表5 不同坡位秃杉人工林秃杉平均木各器官生物量及其分配率

3.3 秃杉人工林优良单株筛选

从表6可知，本项目共选出优树2株，优树1与5株优势木对比，胸径、树高及单株材积分别提高了12.88%、10.20%、36.76%，优树年平均生长量为胸径1.62 cm、树高1.02 m，单株材积0.0463 m3；优树2与5株优势木对比，胸径、树高及单株材积分别提高了9.68%、6.76%、27.35%，优树年平均生长量为胸径1.56cm、树高1.00m，单株材积0.0421 m3。

表6 优树与5株优势木生长量对比结果

4 小结

通过对不同坡位21 a生的秃杉人工林的生长量、生物量以及各器官生物量分配规律研究结果可知，由于不同坡位存在不同的立地条件，不同坡位秃杉人工林胸径和树高生长规律均表现为下坡位(海拔415 m)最大，中坡位(海拔480 m)次之，上坡位(海拔550 m)最小。对于今后在管理经营中应更加注重对上坡位增施肥料，而中下坡位可以减少。另外不同坡位各器官生物量分配率均表现为：树干>叶>枝，这也对指导秃杉发展奠定一定的基础。

通过调查筛选出两个秃杉优良单株，优树1与5株优势木对比，胸径、树高及单株材积分别提高了12.88%、10.20%、36.76%，优树年平均生长量为胸径1.62 cm、树高1.02 m，单株材积0.0463 m3；优树2与5株优势木对比，胸径、树高及单株材积分别提高了9.68%、6.76%、27.35%，优树年平均生长量为胸径1.56 cm、树高1.00 m，单株材积0.0421 m3。这两个优树为秃杉种子园的营建及优良无性系的扩繁提供了良好的种质基础。