坡度和坡向对人工混交林中福建柏生长特性的影响

摘要：  以4种坡度和坡向不同的福建柏杉木混交林为研究对象，坡度和坡向立地条件分别为：Ⅰ级-南坡、Ⅱ级-西南坡、Ⅲ级-东南坡、Ⅳ级-东坡。通过典型样地调查，分析不同立地条件下混交林中福建柏胸径、树高、枝下高、冠幅、材积、蓄积及密度差异性及变化趋势。结果表明：不同坡度和坡向的立地条件对人工混交林中福建柏胸径、树高、枝下高、冠幅、材积、蓄积及密度的影响达到极显著水平。人工混交林中福建柏胸径、树高、材积和蓄积的变化趋势均为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅳ级-东坡，Ⅰ级-南坡的福建柏胸径、树高、材积和蓄积分别为13.67 cm、9.68 m、0.077 6 m3、139.13 m3/hm-2;枝下高为Ⅲ级-东南坡最大，为1.37 m;冠幅和密度均为Ⅰ级-南坡最大，分别为2.63m、1 794株/hm-2。初步研究得出，在营造福建柏杉木混交林时，选择Ⅰ级-南坡的立地条件有利于福建柏生长发育，获取更大的蓄积量。

关键词：  立地条件;  福建柏杉木混交林;  生长特性

中图分类号：   S 791. 27               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2022）03 - 0015 - 03

立地条件在林业上主要影响林木生长发育及森林形成[ 1 ]，立地质量的高低，对于林木生长具有重要影响，不同立地条件对林木生长的影响也一直是林业研究的热点[ 2 ]。近年来，国内外在林分营造和林地经营管理方面更加注重微立地的作用，以期能从更小尺度上解读林木生长与立地条件的密切关系，由此为充分发挥土地和树种的潜力奠定基础[ 3 - 6 ]。福建柏（Fokienia hodginsii）属柏科（Cupressaceae）福建柏属，是国家二级重点保护的单型属常绿濒危树种， 具有树形优美、生长快、适应性强等特点，主要分布在中国南部、越南北部和老挝北部海拔350～700 m的林地，在我国以福建中部最多[ 7 - 8 ]。我国学者已经在立地条件对福建柏生长的影响方面进行了一定的研究及探索，然而就坡度和坡向综合效应对人工混交林中福建柏生长特性的影响研究甚少。因此，本研究根据福建柏杉木混交林造林地实际情况区划出不同地形因子（坡度、坡向），通过调查不同坡度和坡向造林地内福建柏生长状况，对比分析地形因子对人工混交林中福建柏生长发育的作用，明确地形条件对营造福建柏混交林的影响，以期为福建柏混交林适地适树、高效培育提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 研究区概况

研究区地处福建省安溪丰田国有林场，位于25°16′～25°20′N、118°1′～118°57′E。多为低山、丘陵，坡度平均为25°，海拔高度平均250 m，属于典型的亚热带季风气候，季风气候显著，气候条件温和，雨量充沛，全年平均气温19.5 ℃，极端高温37 ℃，极端低温0℃，全年冰霜日较少，无霜日330天，年降水量1 500～2 000 mm，夏季降水较多。土壤为黄红壤，花岗岩成土母质，土层中厚至深厚，肥力较高，适宜福建柏、杉木等多种林木生长。该研究区林下植被主要有芒萁（Dicranopteris dichotoma）、五节芒（Miscanthus floridulus）、菝葜（Smilax china）、沿阶草（Ophiopogon bodinieri）、箬竹（Indocalamus tessellatus）、深绿卷柏（Selaginella doederleinii）、淡竹叶（Lophatherum gracile）、乌毛蕨（Blechnum orientale）等。

1. 2 样地设置及坡度、坡向测量

2021年7～8月，在研究区选择坡度和坡向不同的12年生福建柏杉木人工混交林为研究对象，分别为Ⅰ级-南坡混交林、 Ⅱ级-西南坡混交林、Ⅲ级-东南坡混交林、Ⅳ级-东坡混交林。其中，福建柏与杉木混交比例均约为7∶3，各级坡度为：Ⅰ级-平坡0～5°;Ⅱ级-缓坡6°～15°;Ⅲ级-斜坡16°～25°;Ⅳ级-陡坡26°～35°。使用自带坡度、坡向测量功能的通讯设备测定样地坡度和坡向，在不同坡度、坡向的福建柏杉木混交林的上坡、中坡、下坡各设置20 m×20 m标准地，每种立地条件林分设置3个标准地，共12个标准地，除坡度和坡向外，各样地海拔、坡位及土壤等立地条件基本一致。通过向林场工作人员了解得知，4种不同坡度和坡向的福建柏杉木混交林初始种植方式和密度相同，具有一致的土地利用历史，造林后采用相同的水肥管理和除草抚育等经营措施。每个标准地在对角线上等距布设3个样方点，每个点打1个1 m×1 m的小样方，并调查草本植物种类。

1. 3 福建柏标准木选择、单株材积及蓄积量计算 对每个标准地进行每木检尺，用围径尺测定胸径，钢卷尺测量东西、南北冠幅并求平均冠幅，测高器测定树高、枝下高，并统计样地株数。计算平均树高、平均胸径后选定标准木并伐倒，伐倒后量取树高并按 1 m 一个区分段，测定区分段中间位置的直径，梢头不足一个区分段的测定梢头底部直径，单株材积按区分求积法计算，单位面积蓄积量=标准木单株材积×单位面积林地上活立木株数。

1. 4 数据计算与统计分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行统计分析，数值用平均值±标准差表示;采用单因素方差分析（One-Way ANOVA）进行方差分析，并采用LSD最小显著差异法进行显著性检验和多重比较，差异顯著水平为P>0.05。D0C31A19-D000-41E3-9649-5D38EA5FA5BE

2 结果与分析

2. 1 坡度和坡向对人工混交林中福建柏胸径和树高生长的影响

不同坡度和坡向的立地条件对人工混交林中福建柏胸径和树高的影响极显著（P<0.05）（表3）。由表1可知，在不同坡度和坡向的立地条件下，人工混交林中福建柏胸径和高生长的变化趋势均为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅳ级-东坡，胸径为11.50～13.67 cm，树高变化为7.37～9.67m。由表2可知，就福建柏胸径而言，Ⅰ级-南坡、Ⅱ级-西南坡、Ⅲ级-东南坡相较于Ⅳ级-东坡分别增长19%、6%、7%，而树高分别增加31%、10%、15%，这说明在本试验中Ⅰ级-南坡立地条件最有利于人工混交林福建柏胸径和树高生长。

2. 2 坡度和坡向对人工混交林中福建柏枝下高和冠幅生长的影响

由表1可知，立地条件对福建柏枝下高和冠幅影响与对胸径和树高生长影响有所差异，在不同坡度和坡向立地条件下，人工混交林中福建柏枝下高的变化趋势均为Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅰ级-南坡>Ⅳ级-东坡，冠幅的变化趋势为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅳ级-东坡>Ⅱ级-西南坡。从表1可知，枝下高变化为0.94～1.37 m，冠幅变化为2.19～2.63 m。由表2可知，Ⅰ级-南坡、Ⅱ级-西南坡、Ⅲ级-东南坡福建柏枝下高相较于Ⅳ级-东坡分别增长26%、28%、46%，而Ⅰ级-南坡、Ⅲ级-东南坡、Ⅳ级-东坡福建柏冠幅相较于Ⅱ级-西南坡分别增长20%、4%、2%。由此可见，Ⅲ级-东南坡对福建柏枝下高生长影响最显著，Ⅰ级-南坡显著影响福建柏冠幅生长，总的来说，坡度和坡向立地条件对人工混交林中福建柏枝下高和冠幅的影响极显著（P<0.05）（表3）。

2. 3 坡度和坡向对人工混交林中福建柏材积、蓄积及密度的影响

坡度和坡向立地条件对人工混交林福建柏材积、蓄积和密度影响极显著（P<0.05）（表3）。由表1可知，在不同坡度和坡向的立地条件下，人工混交林中福建柏材积和蓄积量的变化趋势均为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅳ级-东坡，福建柏密度的变化趋势均为Ⅰ级-南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅳ级-东坡，材积、蓄积量及密度分别为0.043 5～0.077 6 m3，  61.5～139.13 m3/hm-2，变化范围为1 417～1 794株/hm-2。由表2可知，就福建柏单株材积而言，Ⅰ级-南坡、Ⅱ级-西南坡、Ⅲ级-东南坡相较于Ⅳ级-东坡分别增长78%、22%、29%，而蓄积分别增加126%、38%、43%，密度分别增加27%、13%、11%。由此可见在本试验中，Ⅰ级-南坡立地条件最有利于人工混交林福建柏材积和蓄积生长，密度也最大。

3 结论与讨论

研究表明，坡度和坡向立地条件对福建柏杉木混交林中福建柏生长的影响显著，在不同立地条件下，人工混交林中福建柏胸径、树高、材积和蓄积的变化趋势均为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅳ级-东坡，枝下高为Ⅲ级-东南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅰ级-南坡>Ⅳ级-东坡，冠幅为Ⅰ级-南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅳ级-东坡>Ⅱ级-西南坡，密度为Ⅰ级-南坡>Ⅱ级-西南坡>Ⅲ级-东南坡>Ⅳ级-东坡，由此可见不同坡度和坡向的立地条件对福建柏不同生长指标的影响存在差异，尤其是Ⅰ级-南坡对混交林中福建柏生物量相关指标的影响最大，可能是因为胸径、树高、材积和蓄积这些指标间存在一定的关联性[ 12 - 13 ]。坡度和坡向对福建柏生长的影响可能通过造成土壤有机碳的差异引起的，这与张小芳对黄土高原植树造林区土壤有机碳的研究一致[ 14 ]。由于本次调查数据来源于同一个林场，其结果只为初步结论，对于立地条件相同或相近的地区仍然具有一定的实践指导意义。接下来将对不同土壤类型、海拔高度、坡位等立地条件对福建柏混交林生长的影响做进一步研究，在其他立地条件变化的情况下，坡度和坡向对福建柏混交林生长的影响需要进一步研究。

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第1作者简介：  温志成（1990-），  男，  林业助理工程师，  主要从事森林资源培育工作。

收稿日期： 2022 - 02 -  20D0C31A19-D000-41E3-9649-5D38EA5FA5BE