地形对营造兴安落叶松速生丰产林的影响

石德山 李明月 刘会锋

摘要：  为明确地形因子对营造兴安落叶松速生丰产林的影响，测定不同坡度、坡向地形条件下兴安落叶松造林地的土壤条件、苗木成活率以及苗木生长情况。研究结果表明：低坡度（0～8°）时苗高与地径高于其他坡度条件，坡度较高时（24～32°），落叶松苗木成活率（98%）、土壤温度（11.74 ℃）、土壤湿度均最高（37.66%），但造林地坡度不同时苗高、地径差异不显著。兴安落叶松造林地东向坡与南向坡造林成活率最高（96%，96%），南向坡造林地兴安落叶松苗高、地径最大（54.73 cm，6.48 mm），西向坡造林成活率最低（94%）、土壤温度、湿度均最大（11.68 ℃，37.1%），而落叶松苗高、地径最小（36.13 cm，5.40 mm），阳坡及较高坡度对兴安落叶松生长更为有利。

关键词：  兴安落叶松;  坡度;  坡向;  成活率

中图分类号：   S 791. 222               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2020）04 - 0007 - 06

兴安落叶松（Larix gmelinii）为松科、落叶松属落叶乔木，有树脂，可提取栲胶，木材耐久用，是东北地区荒山造林和森林更新的主要树种[ 1 ]。有研究表明，兴安落叶松29年生人工林平均胸径15 cm左右，蓄积量可达173 m3/hm2，是营造速生丰产林的重要树种之一[ 2 ]。近年来，国内外在工业用材林营造和林地管理等方面较注重微立地的作用[ 3 ]，以期能从更小尺度上解读林木生长和立地条件的密切关系[ 4 ]，由此为充分发挥土地和树种的潜力、缩短人工林轮伐期奠定基础[ 5 ]。本研究根据造林地实际情况区划出不同地形因子（坡度、坡向），通过调查地形因子内造林地兴安落叶松苗木成活率、土壤湿度、土壤温度以及幼苗生长状况（苗高、地径），对比分析地形因子对兴安落叶松造林苗木成活以及生长发育的作用，明确地形对营造落叶松速生丰产林的影响，以期能为兴安落叶松适地适树、高效培育造林提供参考。

1 试验地概况

试验地位于中国黑龙江省大兴安岭地区松岭林业局绿水林场施业区，该地位于伊勒呼里山东南坡，境内主要为低山丘陵地貌，西北高，东南低，海拔高度500～800 m。该地区属温带大陆性季风气候，冬季严寒漫长，夏季炎热短暂。年平均气温-3 ℃左右，极端最高气温36 ℃，极端最低气温-48 ℃，积温1 400～1 500 ℃，多年平均降水量500 mm，降水多集中在七、八月份，年无霜期为100～110天。土壤类型以棕色针叶林土为主，暗棕壤为辅。

2 研究方法

2. 1 坡度分级与坡向划分

坡度分级：按造林地实际情况将划分出4个坡度级别，依次为：0～8°、8～16°、16～24°、24～32°。坡向划分：以山顶为基点从东向按顺时针方向排列，依次为：东向、南向、西向、北向以及平地5个方位。

2. 2 样地设置与野外调查

2. 2. 1 样地设置

2017年秋，火烧迹地割带，整地规格为50 cm×50 cm×30 cm，株行距2 m×2.5 m。2018年6月造林，苗木规格为2年生的兴安落叶松容器苗。2019年7月，选择0.25 hm2左右的造林地作为此次调查研究的样地，样地中共有苗木600余株。

2. 2. 2 野外调查

调查苗木的成活率以及苗木的生长状况（苗高、地径），同时利用多功能便携式土壤水分、温度测量仪测量每株苗木周围10 cm内的土壤湿度（土壤含水率）以及土壤温度，并记录调查及测量数据。

2. 3 数据分析

使用Excel对数据进行整理计算，使用spass21.0对试验数据进行单因素方差分析。当方差分析结果为显著时，采用Duncan法进行多重比较，使用sigmaplot12.5作图分析。

3 结果与分析

3. 1 坡度对兴安落叶松造林的影响

3. 1. 1 不同坡度造林地兴安落叶松苗木成活率

由不同坡度兴安落叶松苗木造林苗木成活率（图1）可以看出，造林地坡度不同，兴安落叶松苗木成活率存在差异。坡度在0～16°范围时，兴安落叶松造林成活率无较大差异;坡度在16～32°范围时，兴安落叶松造林成活率随坡度升高而直线上升;兴安落叶松造林的4个坡度中（0～8°，8～16°，16～24°，24～32°），24-32°坡度造林成活率最高为98%，0～8°与8～16°坡度造林成活率最低为96%。

3. 1. 2 不同坡度兴安落叶松造林地土壤温度、湿度情况

由不同坡度兴安落叶松造林地土壤温度、湿度方差分析表（表1）可以看出，兴安落叶松林造林地坡度不同，土壤温度、土壤湿度存在差异，不同坡度造林地土壤温度差异不显著（P>0.05），土壤湿度差异极显著（P<0.01）。

由不同坡度兴安落叶松造林地土壤温度、湿度情况（图2）可以看出，興安落叶松造林地不同坡度（0～8°，8～16°，16～24°，24～32°）下，土壤温度随造林地坡度增大呈持续上升趋势。0～8°坡度与8～16°坡度及16～24°坡度的土壤温度间无显著差异，与24～32°坡度的土壤温度间差异显著;8～16°    坡度与16～24°坡度的土壤温度间差异不显著;8～16°坡度及16～24°坡度的土壤温度与24～32°坡度的土壤温度间差异不显著。0～8°坡度下土壤温度最低（11.22 ℃），24～32°坡度下土壤温度最高（11.74 ℃）。

兴安落叶松造林地不同坡度（0～8°，8～16°，16～24°，24～32°）下，土壤湿度随造林地坡度增大呈先缓慢降低后急速升高的趋势。0～8°坡度、8～16°坡度及16～24°坡度造林地土壤湿度间差异不显著;0～8°坡度、8～16°坡度及16～24°坡度与24～32°坡度造林地土壤湿度间差异显著。24～32°坡度造林地土壤湿度最高（37.66%），0～8°坡度造林地土壤湿度次之（34.86%），16～24°坡度造林地土壤湿度最低（33.72%）。

3. 1. 3 不同坡度造林地兴安落叶松苗木生长情况

由不同坡度造林地兴安落叶松苗木生长情况方差分析表（表2）可以看出，兴安落叶松林造林地坡度不同，落叶松苗木生长情况存在差异，不同坡度造林地苗高、地径差异不显著（P>0.05）。

由不同坡度造林地兴安落叶松苗木生长情况（图3）可以看出，兴安落叶造林地不同坡度下，兴安落叶松苗高随坡度增大呈反Z字波动。不同坡度（0～8°，8～16°，16～24°，24～32°）造林地下，兴安落叶松苗高、地径差异不显著。兴安落叶松苗高0～8°  坡度下最高（50.13 cm），16～24°坡度次之（49.47 cm），8～16°坡度最低（44.13 cm）;兴安落叶松地径0～8°坡度下最高（6.12 mm），24～32°坡度（5.88 mm）与16～  24°坡度（5.87 mm）次之，8～16°坡度最低（5.58 mm）。

3. 2 坡向对兴安落叶松造林的影响

3. 2. 1 不同坡向造林地兴安落叶松成活率

由不同坡向兴安落叶松苗木造林成活率（图4）可以看出，造林地坡向不同，兴安落叶松苗木成活率存在明显差异。随着坡向由东向开始顺时针变化（东向、南向、西向、北向和平地），兴安落叶松造林成活率东向及南向坡造林地最高（96%，96%），且两坡向间无差异;西向坡造林地兴安落叶松造林成活率最低（94%）;北向坡及平地造林地兴安落叶松造林成活率居中（95%，95%），且北向坡及平地造林地间无差异。

3. 2. 2 不同坡向兴安落叶松造林地土壤温度、湿度情况

由不同坡向兴安落叶松造林地土壤温度、湿度方差分析表（表3）可以看出，兴安落叶松林造林地坡向不同，土壤温度、土壤湿度存在差异，不同坡向造林地土壤温度差异极显著（P<0.01），土壤湿度差异极显著（P<0.01）。

由不同坡向兴安落叶松造林地土壤温度、湿度情况（图5）可以看出，兴安落叶松造林地坡向不同，造林地土壤温度随着坡向由东向开始顺时针变化（东向、南向、西向、北向和平地）呈现Z字型波动。造林地土壤温度东向坡与南向坡、北向坡及平地差异不显著，与西向坡造林地土壤温度差异显著;造林地土壤温度西向坡与北向坡差异显著，与南向坡及平底造林地土壤温度差异不显著。西向坡造林地土壤温度最高（11.68 ℃），平地坡与南向造林地土壤温度次之（11.46 ℃，11.46 ℃），北向坡造林地土壤温度最低（11.02 ℃）。

兴安落叶松造林地坡向不同，造林地土壤湿度随着坡向由东向开始顺时针变化（东向、南向、西向、北向和平地）呈现几字型波动。造林地土壤湿度东向坡与南向坡、北向坡、平地差异不显著，与西向坡造林地土壤湿度差异显著;造林地土壤湿度西向坡与其他坡向间均差异显著。西向坡造林地土壤湿度最高（37.1%），平地坡与南向造林地土壤湿度次之（35.02%，34.44%），北向坡造林地土壤湿度最低（34.24%）。

3. 2. 3 不同坡向造林地兴安落叶松苗木生长情况

由不同坡向造林地兴安落叶松苗木生长情况方差分析表（表4）可以看出，兴安落叶松林造林地坡向不同，兴安落叶松苗木生长情况不同，不同坡向造林地落叶松苗木苗高差异极显著（P<0.01），落叶松苗木地径差异显著（P<0.05）。

由不同坡向造林地兴安落叶松苗木生长情况（图6）可以看出，兴安落叶松造林地坡向不同，落叶松苗高、地径随着坡向由东向开始顺时针变化（东向、南向、西向、北向和平地）均呈现出双峰值的高低起伏趋势。

造林地内落叶松苗高东向坡与西向坡、北向坡、平地差异不显著;造林地内落叶松苗高南向坡与东向坡、西向坡、北向坡、平地差异显著;其中，造林地内落叶松苗高南向坡最高（54.73 cm），东向坡及北向坡造林地内落叶松苗高次之（42.93 cm，42.93 cm），西向坡造林地内落叶松苗高最低（36.13 cm）。

造林地内落叶松地径东向坡与西向坡、北向坡、平地差异不显著;造林地内落叶松地径南向坡与东向坡、西向坡、北向坡、平地差异显著，其中，造林地内落叶松地径南向坡最高（6.48 mm），东向坡造林地内落叶松地径次之（5.59 mm），西向坡与北向坡造林地内落叶松地径最低（5.40 mm，5.40 mm）。

4 結论与讨论

4. 1 坡度是其它地表形态存在的前提条件，没有坡度的存在，地形也就无所谓坡长、坡形、坡向及其它[ 6 ]。本研究中造林地坡度不同时苗高、地径差异不显著，但低坡度（0～8°）时苗高与地径高于其他坡度条件。这与下坡麻栎生物量的生长明显高于中坡的研究结论相似[ 7 ]。坡度较高时（24～ 32°），落叶松苗木成活率（98%）、土壤温度（11.74 ℃）、土壤湿度均最高（37.66%），这可能与坡度影响了土壤侵蚀、土壤养分含量以及土壤水入渗等有关[ 8 ， 9 ]。

4. 2 本研究中興安落叶松造林地东向坡与南向坡造林成活率最高（96%，96%），南向坡造林地兴安落叶松苗高、地径最大（54.73 cm，6.48 mm）。这可能与南坡与东坡是阳坡及半阳坡，可接受更多的阳光直射有关[ 10 ]。有研究表明，坡向对土壤有效P、有效K分布具有一定的影响作用[ 11 ]。本研究中兴安落叶松造林地西向坡造林成活率最低（94%）、土壤温度、湿度均最大（11.68 ℃，37.1%），而落叶松苗高、地径最小（36.13 cm，5.40 mm），即高温高湿且背阴坡的生态环境可能相对不利于兴安落叶松的生长更新，这可能与阴坡影响光、温、水、气等环境条件，进而影响山地植被垂直带分布有关[ 12 ]。

4. 3 大兴安岭松岭林业局绿水林场不同坡度不同坡向造林地落叶松苗木成活率均在90%以上，阳坡（南坡、东坡）、较高坡度（24～32°）的兴安落叶松苗高地、径均值均最高。由此可知，大兴安岭松岭林业局绿水林场是落叶松适宜生长地区，且阳坡及较高坡度对兴安落叶松生长更为有利。

参考文献

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第1作者简介：  石德山（1968-），  男，  高级工程师，  主要从事森林资源培育和经营推广工作。

通讯作者：  刘会锋（1982-），  男，  工程师，  从事森林经营、  森林培育、  经济林等方面研究工作。

收稿日期： 2020 - 05 -  05

（责任编辑：   王 岩）

Abstract In this paper， the soil conditions， seedling survival rate and seedling growth of Larix gmelinii plantation in different slopes and slopes were measured to determine the impact of terrain factors on the rapid growth and high yield of Larix gmelinii plantation. The results showed that： （1） the seedling height and ground diameter were higher in low slope （0～8 °）. The survival rate of Larix gmelinii seedlings （98%）， soil temperature （11.74 ℃） and soil humidity were the highest （37.66%） in high slope （24～32°）， but the difference of seedling height and ground diameter was not significant in different slope of forest. 2） The survival rate of Larix gmelinii plantation on the East and south slopes was the highest （96%， 96%）， the height and diameter of Larix gmelinii plantation on the south slope were the highest （54.73 cm， 6.48 mm）， the survival rate of Larix gmelinii plantation on the west slope was the lowest （94%）， the soil temperature and humidity were the highest （11.68 ℃， 37.1%）， and the height and diameter of Larix gmelinii plantation on the south slope were the lowest （36.13 cm， 5.40 mm）. Finally， it is considered that the sunny slope and higher slope are more favorable for the growth of Larix gmelinii.

Key words Larix gmelinii;  Slope;  Slope aspect;  Survival rate