阳坡坡位、坡形对枫香和杉木幼龄林的影响

林芳顺

摘 要：以2018年营建的枫香、杉木混交林为对象，研究阳坡不同坡位、坡形对2个树种树高、地径、冠幅等生长性状表型表现的影响。结果表明：枫香、杉木的树高、地径、冠幅性状生长量在坡位间、坡形间、样地间均差异显著，总体表现为下坡>中坡>上坡，凹坡>直坡>凸坡。中坡坡位的凹坡坡形生长性状表现不亚于下坡坡位的凹坡坡形，显著优于下坡坡位的直坡、凸坡坡形。上坡坡位的凹坡、直坡坡形生长量虽然低于中坡、下坡坡位的凸坡坡形，但差异不显著。

关键词：枫香;杉木;坡位;坡形;影响

中图分类号 S791.27;S792.99文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）22-0064-03

Abstract： With the Liquidambar formosana and Cunninghamia lanceolata mixed forest which was built in 2018 as the research object，the effects of different slope position and slope shape on the phenotypic expression of growth traits such as tree height，ground diameter and crown width of the two trees were studied. The results showed that the growth of tree height，ground diameter and crown width of Liquidambar formosana and Cunninghamia lanceolata were significantly different among slope positions，slope shapes and sample plots，and overall performance was downhill> middle slope > uphill，concave slope > straight slope > convex slope.The growth characters of concave slope at middle slope position were no less than those of concave slope at downhill position，and significantly better than that of straight slope and concave slope at downhill slope. Although the growth of concave slope and straight slope on the upper slope was lower than that on the convex slope，the difference was not significant.

Key words： Liquidambar formosana;Cunninghamia lanceolate;Slope position;Shape;Effect

楓香（Liquidamba formosana Hance）属于金缕梅科（Hamamelidaceae）枫香属（Liquidambar L.）[1]，具有生长快、用途广、适应性强、维护地力明显、易于天然更新等优点，是林分树种结构调整的首选树种[2]。枫香广泛分布于秦岭及淮河以南地区，主要包括安徽、福建、广东、广西、湖北、湖南、江苏、江西、台湾、浙江等省份[3]。枫香木材纹理致密，可作家具、建筑用材;树脂可供药用，有解毒止痛、止血生肌之功效;根、叶及果实入药，可祛风除湿、通络活血;入秋以后，夜色变红，可作观赏树栽培[4-6]。同时枫香与针叶树混交，可以调整林分结构、保持土壤肥力，改善林地小环境，提高林地单位产量[7-9]。

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国特有的速生用材树种，有8000年的采伐利用和2000年的种植历史[10]。杉木分布范围遍及我国整个亚热带的南方17个省区（19°30′～34°03′N、101°30′～121°53′E）[11]。杉木生长快，材性好，是优质的建筑、装饰、纸浆用材，是我国最重要的商品材树种之一[12]。我国杉木人工林面积约859万hm2，木材蓄积量6.25亿m3[13]。

海拔、坡位、坡向、坡度等地形因子通过对光照、温度、降水等因子的分布产生影响，从而间接影响植物生长[14]。坡位在小尺度上通过对水、肥的再分配而影响林分土壤中的养分分布[15]。关于坡位、坡形对林木生长的影响国内已有很多报道[16-19]。叶明[20]研究了16年生闽粤栲枫香混交林不同坡形、坡位的生长情况，发现胸径、树高、材积在坡形间无显著差异，在坡位间差异显著，但不同坡位的生长量均值排名各不相同。蔡泉星[21]报道了3年生木荷人工林不同坡位、坡形间树高、胸径、冠幅生长量的差异：不同坡位生长量差异显著，表现为下坡位>中坡位>上坡位;坡形间差异不显著，但山谷生长量明显优于山脊。笔者通过对枫香、杉木混交林分在阳坡不同坡位、坡形的树高、地径、冠幅等生长性状进行比较分析，筛选适生树种，探讨最佳的混交树种种类及比例，以期为本地区在不同立地条件下的人工林造林树种选择及抚育措施制定提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于福建省泉州市德化县雷峰镇蕉溪村（118°18′03″E，25°32′44″N）。属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温17.9℃，平均最高气温23.3℃，平均最低气温14.1℃，最热月（7月）平均气温25.9℃，极端最高气温36.6℃，最冷月（1月）平均气温9.2℃，日照年均1802.4h，无霜期260 d。年均降水量1800mm：春雨季（3—4月），平均降水量310mm，占全年降水量的17.3%;梅雨季（5—6月），平均降水量557mm，占全年降水量的31.1%;台风雷阵雨季（7—9月），平均降水量650mm，占全年降水量的36.3%;少雨季（10—2月），平均降水量272mm，占全年降水量的15.2%。土壤类型为红壤，立地质量为中等肥沃级。

1.2 试验设计 试验用人工林营建于2018年3月，采用枫香、杉木4∶6混合造林，造林株行距2m×2m。试验采用阳坡坡位、坡形2个因素的析因设计。坡位设置3个水平：上坡、中坡、下坡，坡形设置3个水平：凸坡、凹坡、直坡，共9个处理，设置9个标准地，每个标准地面积10m×30m，相同坡位标准地设置在同一等高线上，相同坡形标准地垂直对齐。每个样地四角使用金属标签标记。造林后6个月开始除草、施肥，每年1次。2020年春进行树高、地径、冠幅性状生长量的每木检尺。

1.3 数据统计分析 使用R语言进行数据统计分析及图形绘制，使用以下固定模型进行方差分析：

[yijk=μ+ai+bj+（a×b）ij+eijk] （1）

式中：[yijk]为第[i]个坡位第[j]个坡形的第[k]个单株的观察值，[μ]为总体均值，[ai]为第i个坡位效应，[bj]为第j个坡形效应，[（a×b）ij]为第i个坡位与第j个坡形的互作效应，[eijk]为随机误差。

2 结果与分析

2.1 生长性状表型变异 要准确反映不同因素对枫香、杉木2年生幼龄林生长性状表型表现的影响，还需要考虑不同因素间的互作效应。由表1可知，枫香、杉木的树高、地径、冠幅性状在坡位间、坡形间、样地间均差异显著，说明立地条件对2个树种幼龄林生长性状的表型表现具有重要作用。

2.2 不同坡位、坡形对2年生枫香、杉木树高、地径、冠幅生长的影响

2.2.1 枫香 由图1可知，枫香树高生长量中、下坡凹坡显著优于中、下坡直坡，中、下坡直坡显著优于中、下坡凸坡与上坡凹、直坡，中、下坡直坡显著优于上坡凸坡，相同坡形中坡、下坡差异不显著，上坡坡形差异不显著。枫香地径生长量中、下坡凹坡显著优于中、下坡直坡，中、下坡直坡显著优于中、下坡凸坡与上坡凹、直坡，中、下坡凸坡显著优于上坡凸坡，上坡凹、直坡与中、下坡凸坡差异不显著，相同坡形中坡、下坡差异不显著，上坡凹、直坡显著优于上坡凸坡。枫香冠幅生长量中、下坡凹坡显著优于中、下坡直坡，中、下坡直坡显著优于中、下坡凸坡与上坡凹、直坡，中、下坡凸坡显著优于上坡凸坡，上坡凹、直坡与中、下坡凸坡差异不显著，相同坡形中坡、下坡差异不显著，上坡坡形差异不显著。

2.2.2 杉木 由图1可知，杉木树高生长量中、下坡凹坡显著优于中、下坡凸坡，中、下坡直坡显著优于上坡凹、直坡，中、下坡直坡显著优于上坡凸坡，上坡凹、直坡显著优于上坡凸坡，中、下坡凹、直坡差异不显著，中、下坡直、凸坡差异不显著，中下坡凸坡与上坡凹、直坡差异不显著。杉木地径生长量中、下坡凹、直坡差异不显著，显著优于中、下坡凸坡，中、下坡凸坡与上坡凹、直坡差异不显著，中、下坡凸坡显著优于上坡凸坡，上坡坡形差异不显著。杉木冠幅生长量中、下坡凹坡差异不显著，中、下坡凹坡显著优于中、下坡直坡，中、下坡直、凸坡与上坡凹、直坡差异不显著，上坡凹、直坡显著优于上坡凸坡。

3 结论与讨论

选择适生树种以及确定最佳混交树种种类和比例，以应对坡位、坡形等非生物因素所引起的环境梯度变化，实现增产目标，是速生用材林培育机理和技术研究的核心问题之一[22-24]。笔者分析了阳坡坡位、坡形对枫香、杉木2年生幼龄林树高、地径、冠幅等生长性状表型表现所产生的影响。结果表明，2个树种生长性状在坡位间、坡形间、样地间均差异显著。整体表现为下坡>中坡>上坡，凹坡>直坡>凸坡，符合人们的主观感受。林地上坡表层土壤细粒经侵蚀过程被搬运到下坡沉积，造成上坡土壤贫瘠，下坡土壤肥沃，从而引起林木生长量在不同坡位间的显著差异[25]。直坡或凸坡的水土在雨水的淋溶、冲刷下容易流失而汇聚于凹坡，从而造成凹坡的水肥条件优于凸坡[21]。中坡凹坡生长性状表现不亚于下坡凹坡，显著优于下坡直、凸坡，这可能是因为下坡的林地植物生长茂盛，竞争力强，限制了幼树的光合营养空间，同时也阻碍了幼树根系的伸展，降低了幼树对水分和养分的吸收能力[26];也可能是因为中、下坡凹坡水、肥条件优越，使得林木的遗传潜质在表型表现中得到了充分表达。上坡凹、直坡生长量虽然低于中、下坡凸坡，但差异不显著，可能是因为凸坡与上坡一样经雨水冲淋，土壤养分易流失，从而限制了植株生长[25]。

下一步需要对中、下坡生长量差异的原因进行探索。若是因为林分郁闭前林地植物对水、肥的竞争及以对幼树根系伸展的限制，那么就需要通过增加除草频次等抚育措施加以改善;若是因为中、下坡凹坡水、肥條件充分满足了林木生长需求，那么可以考虑不施肥或少施肥以节约经营成本。林地上坡坡位与凸坡坡形保水保肥能力较差，需要在垦地方式及施肥量等方面加以重视。上坡凸坡生长量显著低于其他坡位坡形，说明需要更多地从生态角度选择植株。

参考文献

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1974.

[2]佘新松，方乐金.枫香树幼林生长节律的观察研究[J].江苏林业科技，2001（02）：13-14.

[3]胡文杰，王晓荣，胡兴宜，等.枫香优良种源及家系早期选择[J].东北林业大学学报，2017，45（06）：5-11.

[4]胡文杰，庞宏东，胡兴宜，等.9年生枫香种源变异及优良种源选择[J].中南林业科技大学学报，2019，39（03）：40-46.

[5]成铁龙，施季森.枫香半同胞子代遗传变异研究[J].南京林业大学学报（自然科学版），2005（01）：29-32.

[6]刘亮东，陈凤毛.枫香实生苗年生长规律的研究[J].安徽林业科技，2001（02）：4-6.

[7]叶代全.枫香优树自由授粉子代测定与速生优良家系选择[J].中南林业科技大学学报，2011，31（08）：79-82.

[8]张文祥.枫香优树自由授粉子代测定及早期选择[J].林业科技开发，2009，23（06）：106-108.

[9]许鲁平.枫香优良家系和单株选择研究[J].福建林业科技，2002（02）：26-30.

[10]盛炜彤.中国人工林及其育林体系[M].北京：中国林业出版社，2014.

[11]余新妥.杉木栽培学[M].福州：福建科学技术出版社，1997.

[12]郑仁华，施季森，翁玉榛，等.福建省杉木育种战略研究[J].林业科技开发，2008（02）：1-6.

[13]国家林业局.中国森林资源报告（2009-2013）[M].北京：中国林业出版社，2014.

[14]李博.生态学[M].北京：高等教育出版社，2000.

[15]祁建，马克明，张育新.北京东灵山不同坡位辽东栎（Quercus liaotungensis）叶属性的比较[J]. 生态学报，2008（01）： 122-128.

[16]Azuka，Igué. Surface runoff as influenced by slope position and land use in the Koupendri catchment of northwest Benin： field observation and model validation[J]. Hydrological Sciences Journal，2020，65（6）.

[17]王邦富，黄云鹏，范繁荣，等.香樟林冠下不同坡向和坡位对黄花倒水莲生长的影响研究[J].江苏林业科技，2018，45（06）： 30-33.

[18]罗仕祥.坡相对木荷人工林生长的影响研究[J].绿色科技，2017（15）：135-136.

[19]郭子武，杨丽婷，林华，等.坡位对毛竹林下黄花远志生长和生物量积累与分配及其异速生长关系的影响[J].南京林业大学学报（自然科学版）.：1-8.

[20]叶明.坡形和坡位对闽粤栲枫香混交林生长的影响[J].防护林科技，2018（08）：22-24.

[21]蔡泉星.不同地形条件下木荷幼林生长状况[J].福建林业科技，2017，44（04）：52-55.

[22]Choler P，Michalet R，Callaway R M. Facilitation and competition on gradients in alpine plant communities[J]. Ecology，2001，82（12）：3295-3308.

[23]Togo M，Vallet P，Perot T，et al. Overyielding in mixed forests decreases with site productivity[J]. Journal of Ecology，2015，103（2）.

[24]Forrester D I，Kohnle U，Albrecht A T，et al. Complementarity in mixed-species stands of Abies alba and Picea abies varies with climate，site quality and stand density[J]. Forest Ecology & Management，2013，304：233-242.

[25]Chapin F S，Matson P A，Mooney H A. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology[M].Berlin：Springer，2011.

[26]余明，王卓敏，薛立.不同坡位對4种阔叶乡土树种叶片养分的影响[J].中南林业科技大学学报，2019，039（005）：89-94.

（责编：徐世红）