不同坡位的禿杉人工林生長效果分析及優(yōu)良單株選擇

陳元品

(德化葛坑國有林場，福建 德化 362509)

禿杉(TaiwaniaflousianaGaussen)，又叫土杉，西南臺杉，為杉科臺灣杉屬常綠大喬木，適應(yīng)性強，樹形高大挺拔，主干通直圓滿，材質(zhì)優(yōu)良，出材率高，用途廣，是優(yōu)良速生用材樹種，具有較高的經(jīng)濟(jì)和觀賞價值。禿杉作為第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)系的存留樹種，被國家列入一級保護(hù)樹種，生長在海拔500 m～2 300 m的山地溝谷林中，喜酸性紅壤或黃壤，屬淺根性樹種，中性偏陽性，幼苗時比較耐蔭。20世紀(jì)70年代以來，我國相繼開展了禿杉的引種及相關(guān)試驗研究，并取得較為顯著的成績，特別是關(guān)于禿杉生長特性以及混交樹種和混交比例方面已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，然而從生物量空間分布格局角度例如相同坡向不同坡位禿杉的生長及生物量的報道不多。本文通過分析相同坡向不同坡位禿杉人工林地上部分和地下部分生物量及其分配格局，并篩選出生長較優(yōu)良的禿杉優(yōu)良單株，從而為科學(xué)合理經(jīng)營禿杉人工林，實現(xiàn)禿杉人工林的可持續(xù)經(jīng)營提供理論參考。

1 試驗地概況

試驗地位于戴云山北麓德化葛坑國有林場龍塔工區(qū)44林班7大班1小班。118°8′10″E,25°51′53″N，屬中亞熱帶南緣低山氣候類型，土壤系為山地紅壤，年平均氣溫17 ℃，最高氣溫34.8 ℃，最低氣溫-9 ℃，年降水量 1 800 mm～2 000 mm。該林分1996年造林，造林地前身為杉木采伐跡地，造林密度為2505株·hm-2。造林后前兩年6—7月份各擴穴施肥1次，施肥量為0.1 kg·株-1，10月份全鋤1次；第3年10月份全鋤1次；第4～5年10月各全劈1次。

2 試驗方法

2.1 樣地設(shè)置及調(diào)查方法

在全面踏查林分的基礎(chǔ)上，于相同坡向禿杉人工林下坡位(海拔415 m)、中坡位(海拔480 m)及上坡位(海拔550 m)分別設(shè)置20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)地3個，共設(shè)9個樣地。對樣地內(nèi)的喬木層進(jìn)行每木調(diào)查。根據(jù)所選取樣地測得平均胸徑和平均樹高，在各樣地內(nèi)分別選取1株禿杉平均木，伐倒后分別稱量平均木樹枝、樹葉和樹干等鮮生物量。取一部分樣品帶回室內(nèi)105℃烘干至恒重，計算出含水率，進(jìn)而推算出禿杉地上部分和地下部分的干生物量。禿杉優(yōu)良單株選擇采用5株優(yōu)勢木對比法。

2.2 數(shù)據(jù)處理

把禿杉各器官鮮、干重生物量數(shù)據(jù)輸入計算機，算出其平均值及各器官生物量分配率。分配率的計算公式為：

各器官生物量分配率=

所測數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、處理與分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同坡位禿杉人工生長量分析

不同坡位的的禿杉生長情況調(diào)查結(jié)果見表1。從表1中，可以看到不同坡位的禿杉人工林生長情況存在一定的差距。下坡位禿杉的平均胸徑、平均樹高和單位蓄積量均最大、中坡位次之，而上坡位生長最小，這可能是由于地形因素使得水、熱、氣等因素的重新分配，從而對植物產(chǎn)生影響。下坡位禿杉人工林的平均胸徑、平均樹高和蓄積量對應(yīng)中坡位分別增加了45.47%，33.52%及85.85%，而對應(yīng)的上坡位禿杉人工林的平均胸徑、平均樹高和蓄積量分別增加了59.52%，44.27%及115.99%。

坡位作為一個重要的地形因子，由于海拔落差、重力等作用可能會造成在統(tǒng)一地域的土壤肥力、水分、陽光等因子的不同分配，從而對統(tǒng)一地域的林木生長造成的影響。從表2中的不同坡位對禿杉人工林生長量的方差分析可以看出，不同坡位對禿杉人工林的平均胸徑和平均樹高的影響均達(dá)到顯著水平，這可以說明坡位是影響禿杉人工林生長量的一個重要立地因子。另外，從表3的多重比較可以看出，下坡位和中坡位的胸徑和樹高的差異性不顯著，而上坡位與其他兩個坡位相比，樹高和胸徑差異均顯著。

表1 不同坡位禿杉人工林生長量

表2 不同坡位對禿杉人工林生長量的方差分析

表3 不同坡位對禿杉人工生長量的多重比較

3.2 不同坡位禿杉人工林生物量分析

由表4可以看出，不同坡位對禿杉人工林林分生物量有著較大的影響。不論是鮮生物量還是干生物量均表現(xiàn)為下坡位生物量>中坡為生物量>上坡位生物量，其中下坡位鮮生物量分別比中坡位和上坡位鮮生物量提高21.11%和30.98%；下坡位干生物量分別比中坡位和上坡位干生物量提高25.29%和32.02%。這與不同坡位的立地條件有關(guān)，在自然情況下，由于雨水等的沖刷作用使得養(yǎng)分在中下坡位匯集，因此也使得中下坡位土壤養(yǎng)分含量相對地高于上坡位，這樣一來就有助于植物更好的生長。

表4 不同坡位禿杉人工林總生物量

在研究林分群落的結(jié)構(gòu)功能中生物量的測定起著關(guān)鍵作用。而作為樹木生長過程中，生物量在林木各器官的分配比率則是作為在這過程中的重要參數(shù)之一，植物光合產(chǎn)物除了一部分被呼吸消耗掉，其余部分則按一定的規(guī)律分配到樹木的各個器官中，這與植物的生長環(huán)境有著一定的關(guān)系。由表4看出，無論是鮮生物量還是干生物量，不同坡位禿杉平均木均表現(xiàn)為：下坡位>中坡位>上坡位。此外，還可看出不同坡位各器官分配率均表現(xiàn)為樹干>葉>枝。另外從表5中，可以看出無論是哪個坡位的樹干分配率均超過70%，并且隨著坡位的上升而上升的，而枝葉卻是相反的，是隨著坡位的上升而下降。這主要是受環(huán)境條件的影響，可能是因為不同坡位土壤養(yǎng)分含量的不同，下坡位相比中上坡位土壤養(yǎng)分含量更多，下坡位的樹木更容易通過增加葉和枝的量來增加光合作用面積，以此來提高光合效率。

表5 不同坡位禿杉人工林禿杉平均木各器官生物量及其分配率

3.3 禿杉人工林優(yōu)良單株篩選

從表6可知，本項目共選出優(yōu)樹2株，優(yōu)樹1與5株優(yōu)勢木對比，胸徑、樹高及單株材積分別提高了12.88%、10.20%、36.76%，優(yōu)樹年平均生長量為胸徑1.62 cm、樹高1.02 m，單株材積0.0463 m3；優(yōu)樹2與5株優(yōu)勢木對比，胸徑、樹高及單株材積分別提高了9.68%、6.76%、27.35%，優(yōu)樹年平均生長量為胸徑1.56cm、樹高1.00m，單株材積0.0421 m3。

表6 優(yōu)樹與5株優(yōu)勢木生長量對比結(jié)果

4 小結(jié)

通過對不同坡位21 a生的禿杉人工林的生長量、生物量以及各器官生物量分配規(guī)律研究結(jié)果可知，由于不同坡位存在不同的立地條件，不同坡位禿杉人工林胸徑和樹高生長規(guī)律均表現(xiàn)為下坡位(海拔415 m)最大，中坡位(海拔480 m)次之，上坡位(海拔550 m)最小。對于今后在管理經(jīng)營中應(yīng)更加注重對上坡位增施肥料，而中下坡位可以減少。另外不同坡位各器官生物量分配率均表現(xiàn)為：樹干>葉>枝，這也對指導(dǎo)禿杉發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。

通過調(diào)查篩選出兩個禿杉優(yōu)良單株，優(yōu)樹1與5株優(yōu)勢木對比，胸徑、樹高及單株材積分別提高了12.88%、10.20%、36.76%，優(yōu)樹年平均生長量為胸徑1.62 cm、樹高1.02 m，單株材積0.0463 m3；優(yōu)樹2與5株優(yōu)勢木對比，胸徑、樹高及單株材積分別提高了9.68%、6.76%、27.35%，優(yōu)樹年平均生長量為胸徑1.56 cm、樹高1.00 m，單株材積0.0421 m3。這兩個優(yōu)樹為禿杉種子園的營建及優(yōu)良無性系的擴繁提供了良好的種質(zhì)基礎(chǔ)。