黃少華

摘要[目的]研究坡向和坡位對(duì)楓香與細(xì)柄阿丁楓人工混交林生長(zhǎng)及種間競(jìng)爭(zhēng)狀況的影響。[方法]基于不同坡向和坡位下16年楓香+細(xì)柄阿丁楓行間混交人工林生長(zhǎng)的調(diào)查數(shù)據(jù)，分析2個(gè)樹(shù)種的樹(shù)高、胸徑、平均最大冠幅、林木材積與林分蓄積等變化特征。[結(jié)果]坡向和坡位對(duì)楓香造林保存率無(wú)顯著影響，而細(xì)柄阿丁楓造林保存率為半陽(yáng)坡>陽(yáng)坡，且隨著坡位的上升而逐漸增加。楓香和細(xì)柄阿丁楓的平均樹(shù)高、胸徑和平均單株材積均呈現(xiàn)出陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡的趨勢(shì)，且均隨著坡位的上升而逐漸降低。楓香的林分蓄積量為陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡，且隨著坡位的上升而逐漸降低，但細(xì)柄阿丁楓呈現(xiàn)出完全相反的趨勢(shì)。同時(shí)，陽(yáng)坡下楓香的林木保存率、平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積和單位林分蓄積量均顯著高于同一坡位下的細(xì)柄阿丁楓;半陽(yáng)坡下，2個(gè)樹(shù)種的平均樹(shù)高、平均胸徑、平均單株材積和單位林分蓄積量無(wú)顯著差異，但楓香在下坡的林木保存率顯著高于細(xì)柄阿丁楓，而中坡和上坡則無(wú)顯著差異。[結(jié)論]在陽(yáng)坡條件下，尤其是中、下坡位，種間競(jìng)爭(zhēng)激烈，楓香的生長(zhǎng)占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)位導(dǎo)致細(xì)柄阿丁楓的生長(zhǎng)受抑。而在半陽(yáng)坡區(qū)域，光照等資源環(huán)境有限導(dǎo)致混交樹(shù)種之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇。

關(guān)鍵詞楓香;細(xì)柄阿丁楓;坡向;坡位;混交林

中圖分類號(hào)S718.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2019）02-0099-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.029

市場(chǎng)對(duì)闊葉材特別是優(yōu)質(zhì)闊葉材的需求量日益增加，導(dǎo)致天然闊葉林破壞嚴(yán)重，林分資源急劇減少。許多優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種隨著天然林砍伐利用而逐漸消亡[1]。相較于針葉樹(shù)種，營(yíng)造闊葉林在涵養(yǎng)水源、保持水土、肥培林地、發(fā)展生物多樣性以及維持自然生態(tài)系統(tǒng)平衡方面有著更積極的作用[2]。為了扭轉(zhuǎn)當(dāng)前的局面，近年來(lái)，福建省開(kāi)始重視闊葉林的營(yíng)造，充分發(fā)掘和利用優(yōu)良、速生、珍貴的鄉(xiāng)土樹(shù)種。但長(zhǎng)期造林的實(shí)踐證明，營(yíng)造闊葉純林不僅分叉多、干材形質(zhì)差，而且往往生長(zhǎng)不穩(wěn)定、效果很差。大力營(yíng)造林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的多樹(shù)種、多層次的混交林對(duì)于保護(hù)天然林和森林可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義[3-4]。

楓香（Liquidambar formosana Hance）和細(xì)柄阿丁楓（Altingla gracililoes）是福建省優(yōu)良的鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種。楓香屬金縷梅科楓香樹(shù)屬，其樹(shù)體高大，樹(shù)脂供藥用，木材稍堅(jiān)硬，屬典型的“荒山先鋒”樹(shù)種和培肥林地的理想混交樹(shù)種。相較于楓香，當(dāng)前對(duì)于細(xì)柄阿丁楓的研究相對(duì)較少。細(xì)柄阿丁楓屬金縷梅科蕈樹(shù)屬，為常綠喬木，其樹(shù)脂供藥用和香料用，木材供建筑家具用，又可培養(yǎng)香菇。2個(gè)樹(shù)種具有相似的生態(tài)適應(yīng)性和生長(zhǎng)特性。為了大面積推廣種植，學(xué)者對(duì)楓香和細(xì)柄阿丁楓的遺傳改良、繁殖與造林技術(shù)等進(jìn)行了研究[5-9]，但至今鮮有關(guān)于二者混交林在不同立地條件下生長(zhǎng)差異的研究。筆者進(jìn)行了楓香和細(xì)柄阿丁楓的混交造林試驗(yàn)，試圖通過(guò)對(duì)比不同坡向和坡位條件下混交林的生長(zhǎng)狀況來(lái)分析和探討不同立地條件下這2個(gè)樹(shù)種的種間關(guān)系，進(jìn)一步總結(jié)楓香和細(xì)柄阿丁楓的混交林營(yíng)林技術(shù)，為未來(lái)在林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中進(jìn)一步推廣應(yīng)用楓香和細(xì)柄阿丁楓組合提供科學(xué)的理論依據(jù)和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1材料與方法

1.1造林地概況

試驗(yàn)地位于福建省建甌市小橋鎮(zhèn)后塘村（118°18′～118°32′E、 26°49′～27°03′N），海拔135～286 m，該地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，年平均氣溫20 ℃左右，極端氣溫最高達(dá)40.7 ℃，最低為-7.2 ℃，霜期從12月至翌年2月，無(wú)霜期在270 d以上，年平均降雨量1 650～1 900 mm，年平均相對(duì)濕度75%左右。地貌類型以中低丘陵為主，海拔在135～286 m，地帶性土壤為花崗巖發(fā)育的山地紅壤，土層平均厚度在120 cm以上，造林地前茬為杉木采伐跡地，地類為Ⅱ類地。

選擇1年生的細(xì)柄阿丁楓和楓香Ⅰ、Ⅱ級(jí)裸根苗，按照山場(chǎng)走向，于2001年2月分別在不同坡向：陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡由山腳至山頂進(jìn)行行間混交造林，造林地面積為10.33 hm2，株行距為2 m×2 m。除了坡向和坡位，造林地其他立地條件、經(jīng)營(yíng)類型等較為一致。造林后1～3年每年全面鋤草撫育2次，分別在5—6月和9—10月進(jìn)行;4～5年每年劈草撫育1次，在7—8月進(jìn)行。

1.2樣地設(shè)置和林木調(diào)查

于2017年2月（試驗(yàn)林林齡16年），在造林地的陽(yáng)坡（正南坡）、半陽(yáng)坡（正西坡和西南坡）的上坡、中坡、下坡部位分別設(shè)置3個(gè)25 m×25 m的正方形標(biāo)準(zhǔn)地，共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地18個(gè)。統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)不同樹(shù)種的保存株數(shù)和死亡株數(shù)，并據(jù)此計(jì)算單位面積內(nèi)不同樹(shù)種的保存率。同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)地中隨機(jī)選擇20株楓香和細(xì)柄阿丁楓對(duì)其樹(shù)高、胸徑、枝下高和冠幅進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)調(diào)查資料計(jì)算2個(gè)樹(shù)種的平均胸徑和平均樹(shù)高，并參考《福建省闊葉樹(shù)二元立木材積表》統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)2個(gè)樹(shù)種平均單株材積，同時(shí)計(jì)算單位面積內(nèi)的林分蓄積量。

闊葉樹(shù)種平均單株材積計(jì)算公式：

V闊=0.000 052 764 291 D1.882 161 1H1.009 316 6，其中，V闊為單株材積（m3）;D為胸徑（cm）;H為樹(shù)高（m）。

林分蓄積量=平均單株材積×單位面積保存株數(shù)。

變異系數(shù)CV=S/×100%，S為某一性狀遺傳標(biāo)準(zhǔn)差;為性狀指標(biāo)的群體均值。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)基本處理及制圖，運(yùn)用 SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和Duncan s多重比較，以檢驗(yàn)不同坡向和坡位條件下細(xì)柄阿丁楓和楓香的平均胸徑、樹(shù)高、單株材積、蓄積量等指標(biāo)的差異。

2結(jié)果與分析

2.1不同坡位和坡向?qū)飨愫图?xì)柄阿丁楓林木保存率的影響

造林16年后，該造林地的楓香和細(xì)柄阿丁楓林木保存率為35%～97%（表1）。坡位、坡向以及坡位和坡向的交互作用對(duì)楓香保存率無(wú)顯著影響（P=0.176）。相反的，坡向和坡位的差異對(duì)細(xì)柄阿丁楓的林木保存率呈極顯著影響（P=0.01）。其中，半陽(yáng)坡上坡位的細(xì)柄阿丁楓林木保存率最高，約為95.75%，陽(yáng)坡下坡位保存率最低，約為35.66%。半陽(yáng)坡的細(xì)柄阿丁楓苗木保存率均顯著高于同一坡位的陽(yáng)坡，且無(wú)論是陽(yáng)坡還是半陽(yáng)坡，細(xì)柄阿丁楓的苗木保存率均呈現(xiàn)出上坡>中坡>下坡的趨勢(shì)。

對(duì)比2個(gè)樹(shù)種的林木保存率后發(fā)現(xiàn)，在陽(yáng)坡時(shí)，無(wú)論是上坡、中坡還是下坡，楓香的林木保存率均顯著高于同一坡位的細(xì)柄阿丁楓，而在半陽(yáng)坡時(shí)，楓香在下坡的林木保存率顯著高于細(xì)柄阿丁楓，而在中坡和上坡條件下，二者之間的林木保存率則無(wú)顯著差異。

2.2不同坡位和坡向?qū)飨愫图?xì)柄阿丁楓苗木生長(zhǎng)的影響

坡向和坡位對(duì)楓香平均胸徑和樹(shù)高均有顯著影響，但坡向和坡位的交互作用僅對(duì)楓香的平均樹(shù)高呈顯著影響。由表2可知，相同坡位下，楓香的平均胸徑、樹(shù)高均呈現(xiàn)出陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡的趨勢(shì)。陽(yáng)坡條件下，位于中、下坡位的楓香平均胸徑和平均樹(shù)高顯著高于上坡位，而在半陽(yáng)坡條件下，下坡位生長(zhǎng)的楓香平均胸徑和樹(shù)高顯著高于上坡位和中坡位，而后兩者之間無(wú)顯著差異。相似的，同一坡位下的細(xì)柄阿丁楓平均胸徑、樹(shù)高也均遵循陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡的變化趨勢(shì)。但陽(yáng)坡不同坡位間的細(xì)柄阿丁楓平均胸徑和樹(shù)高無(wú)顯著差異，在半陽(yáng)坡，隨著坡位的上升，細(xì)柄阿丁楓的平均胸徑和樹(shù)高顯著降低。

在陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡時(shí)，2個(gè)混交樹(shù)種平均胸徑和樹(shù)高的變異系數(shù)均隨著坡位的上升而增加。這表明無(wú)論是楓香還是細(xì)柄阿丁楓，在陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡條件下，下坡位的林分相對(duì)于上坡位整體生長(zhǎng)較整齊、單株間分化較小。陽(yáng)坡下坡位和中坡位的楓香平均胸徑、樹(shù)高均顯著高于同一地點(diǎn)的細(xì)柄阿丁楓，除此之外，相同立地條件下，2個(gè)樹(shù)種間的平均樹(shù)高和胸徑均無(wú)顯著差異。

坡向、坡度以及二者之間的交互效應(yīng)對(duì)楓香的平均枝下高和平均最大冠幅有極顯著影響，由表3可知，陽(yáng)坡或半陽(yáng)坡條件下，楓香的平均枝下高均隨著坡位的上升而增加，而平均最大冠幅則隨著坡位的上升而減小。這可能是由于上坡位楓香個(gè)體生長(zhǎng)較差，對(duì)空間的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度低，因此冠幅生長(zhǎng)量較小;中坡位和下坡位林木個(gè)體生長(zhǎng)較好，空間競(jìng)爭(zhēng)比較激烈，因此冠幅生長(zhǎng)量較大。相反的，坡向和坡位的改變對(duì)細(xì)柄阿丁楓的平均枝下高和平均最大冠幅無(wú)顯著影響。不同坡向和坡位間生長(zhǎng)的細(xì)柄阿丁楓平均枝下高和最大冠幅均無(wú)顯著差異。

對(duì)比2個(gè)樹(shù)種的平均枝下高和最大冠幅后發(fā)現(xiàn)，楓香的平均枝下高顯著高于同一立地條件下的細(xì)柄阿丁楓，但同一立地條件下二者間的平均最大冠幅無(wú)顯著差異。

2.3不同坡位和坡向?qū)飨愫图?xì)柄阿丁楓單株材積和林分蓄積量的影響

由表4可知，位于陽(yáng)坡中坡位的細(xì)柄阿丁楓和楓香平均單株材積均最小，分別為0.073、0.170 m3。同一坡位條件下，楓香和細(xì)柄阿丁楓的平均單株材積均呈現(xiàn)出陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡的趨勢(shì)，且同一坡向下2個(gè)樹(shù)種的平均單株材積均隨著坡位的上升而減小。

相同坡位下，細(xì)柄阿丁楓的林分單位面積蓄積量為半陽(yáng)坡>陽(yáng)坡，同時(shí)，細(xì)柄阿丁楓的的林分蓄積量隨著坡位的上升而增加，陽(yáng)坡與半陽(yáng)坡的上坡位之間則無(wú)顯著差異，而半陽(yáng)坡中、下坡位的細(xì)柄阿丁楓林分蓄積量顯著高于陽(yáng)坡的同一坡位。相反的，楓香的林分蓄積量為陽(yáng)坡>半陽(yáng)坡，且隨著坡位的上升而下降。其中，陽(yáng)坡中坡位和下坡位的楓香林分蓄積量顯著高于上坡位，而半陽(yáng)坡下坡位的楓香蓄積量顯著高于中坡位和上坡位。陽(yáng)坡楓香的平均單株材積和林分蓄積量顯著高于同一坡位的細(xì)柄阿丁楓。

3結(jié)論與討論

（1）坡向影響著立地的輻射強(qiáng)度和日照時(shí)數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，從陰坡到陽(yáng)坡光照強(qiáng)度依次增強(qiáng)，而水分依次減少。在適當(dāng)海拔范圍內(nèi)，坡位是影響土壤養(yǎng)分和水分狀況的關(guān)鍵因子[10]。通常，下坡位水分充足，土壤養(yǎng)分的積累較好，肥力較強(qiáng)，中坡位次之，而上坡位的土壤肥力相對(duì)較低，水分條件也較差[10-12]。除地形外，樹(shù)木之間的競(jìng)爭(zhēng)也是影響樹(shù)木生長(zhǎng)的限制因素，楓香和細(xì)柄阿丁楓分別是同科異屬的落葉闊葉和常綠闊葉樹(shù)種，二者對(duì)光照都有較高的需求，2樹(shù)種生態(tài)習(xí)性相近，生態(tài)位重疊幅度較大，在同一立地條件下，二者在環(huán)境資源方面存在著強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)[7，11]。

（2）陽(yáng)坡中、下坡位的楓香生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著高于同一立地的細(xì)柄阿丁楓，陽(yáng)坡中、下坡光照充足，條件適宜，楓香為先鋒速生樹(shù)種，其早期生長(zhǎng)快于細(xì)柄阿丁楓，并快速郁閉，占據(jù)優(yōu)勢(shì)位和大量資源，如光照、水分等被這些占據(jù)上層空間的楓香掠奪，使早期生長(zhǎng)相對(duì)較慢的細(xì)柄阿丁楓處于種間光照、水肥競(jìng)爭(zhēng)的劣勢(shì)，甚至部分林木由于種內(nèi)和種間自疏或它疏現(xiàn)象而死亡。因此，在陽(yáng)坡下坡位，細(xì)柄阿丁楓的保存率僅有35%。隨著坡位的上升，土壤肥力及水分條件逐漸變差，楓香的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)逐漸減弱，林相和長(zhǎng)勢(shì)較差，這在一定程度上有利于細(xì)柄阿丁楓的生長(zhǎng)，細(xì)柄阿丁楓的保存率增加，2個(gè)樹(shù)種之間的生長(zhǎng)差異逐漸縮小。半陽(yáng)坡的光照條件次于陽(yáng)坡，光照強(qiáng)度的削弱可能在一定程度上提高了土壤的濕度，導(dǎo)致林下形成弱光和高濕的生境，不利于楓香的生長(zhǎng)，但卻使更多的細(xì)柄阿丁楓被保留。2個(gè)樹(shù)種在不同坡向和坡位條件下的林分蓄積量呈現(xiàn)出完全相反的變化趨勢(shì)。然而，該階段種間生長(zhǎng)差異相對(duì)較小，更高的林木保存率導(dǎo)致種內(nèi)和種間對(duì)有限的光照資源和水分、養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)更為激烈，單株林木個(gè)體對(duì)環(huán)境資源的占有量減少導(dǎo)致半陽(yáng)坡條件下楓香和細(xì)柄阿丁楓個(gè)體相較于陽(yáng)坡生長(zhǎng)緩慢。因此，半陽(yáng)坡條件下，盡管細(xì)柄阿丁楓的保存率逐漸增加，但隨著坡位的上升，細(xì)柄阿丁楓單株生長(zhǎng)較差，林分分化較大。同時(shí)，半陽(yáng)坡光照不足導(dǎo)致林木降低了整枝強(qiáng)度，因此，半陽(yáng)坡條件下的楓香和細(xì)柄阿丁楓平均枝下高均不同程度地低于陽(yáng)坡。

（3）在營(yíng)造生態(tài)位存在重疊的混交林時(shí)，為取得最佳的造林經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)重視對(duì)坡位和坡向的選擇。該研究中，陽(yáng)坡條件下，尤其是中、下坡位，楓香的生長(zhǎng)占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)位，導(dǎo)致細(xì)柄阿丁楓生長(zhǎng)受抑。因此，在立地條件較好、楓香生長(zhǎng)較快的地段，應(yīng)在早期減小楓香的造林密度或在林分郁閉前對(duì)楓香進(jìn)行間伐，促進(jìn)林下細(xì)柄阿丁楓幼苗的生長(zhǎng)，以便培育生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的大徑材林分。而在半陽(yáng)坡區(qū)域，資源環(huán)境有限導(dǎo)致混交樹(shù)種之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，因此，可在前期減小造林密度或根據(jù)造林目的適當(dāng)?shù)貙?duì)某一樹(shù)種進(jìn)行疏伐，以促進(jìn)另一樹(shù)種生長(zhǎng)，從而提高生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在造林前期，有意識(shí)地選擇生態(tài)位重疊較小的樹(shù)種有利于混交林的合理發(fā)展。如黃勇來(lái)[13]經(jīng)實(shí)踐對(duì)比發(fā)現(xiàn)，楓香和馬褂木混交效果顯著，生產(chǎn)力較高，生態(tài)效益更好。

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