華南丘陵區(qū)坡向和坡位對西南樺和灰木蓮生長的影響

陳耀輝，趙志剛 ，李保彬，王春勝 ，許偉兵，郭俊杰 ，黎新宇，曾 杰

（1. 廣東省東江林場，廣東 紫金 517465；2. 中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

華南丘陵區(qū)坡向和坡位對西南樺和灰木蓮生長的影響

陳耀輝1，趙志剛2，李保彬1，王春勝2，許偉兵1，郭俊杰2，黎新宇1，曾 杰2

（1. 廣東省東江林場，廣東 紫金 517465；2. 中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

以廣東省東江林場引種的7年生西南樺Betula alnoidas和灰木蓮Magnoliaceae glanca人工林為對象，分別于陽坡和陰坡設(shè)置樣帶調(diào)查其生長表現(xiàn)，分析華南丘陵山地坡向和坡位對2個樹種生長的影響，為其人工林規(guī)模發(fā)展提供技術(shù)支撐。結(jié)果表明：（1）西南樺胸徑在坡向間差異不顯著（P＞0.05），坡位間差異極顯著（P＜0.01），其樹高在坡向和坡位間均差異極顯著，灰木蓮胸徑和樹高在坡向和坡位間均差異極顯著，兩個樹種胸徑和樹高在坡位間的差異均高于坡向間，且總體上表現(xiàn)出隨坡位升高而減小的趨勢。（2）2者冠幅的變化規(guī)律與胸徑一致；西南樺冠長在陽坡隨坡位升高而減小，在陰坡則隨坡位升高而增大，而灰木蓮冠長在陰坡隨坡位升高而增大，在陽坡的坡位間差異不顯著。（3）西南樺活枝下高和死枝下高僅在陽坡的坡位間差異顯著（P＜0.05），而灰木蓮在坡向和坡位間均差異顯著；西南樺活枝下高和死枝下高均大于灰木蓮，而灰木蓮的死枝宿存區(qū)段長度大于西南樺。（4）綜合生長及自然整枝能力分析可知，坡向和坡位對灰木蓮的影響大于西南樺；從早期生長表現(xiàn)來看，灰木蓮在陰坡較陽坡適宜，且最宜在下坡種植，而西南樺則在陰坡及陽坡的中下坡均適宜。

坡向；坡位；西南樺；灰木蓮；立地選擇

坡向和坡位是造林選地的主要地形因子，可影響水熱條件以及土壤養(yǎng)分空間分布特征[1-3]，對于林木生長具有重要影響[4-9]。南方丘陵山區(qū)的山體相對較小，加之熱量高、降水充沛、坡向和坡位等立地因子對樹種的影響往往被忽視，當(dāng)前一些珍貴闊葉樹種處于大規(guī)模發(fā)展初期，大多尚未開展針對性的立地分類研究[10]，林業(yè)生產(chǎn)中為了方便操作往往采取簡單的集中連片造林，因此導(dǎo)致一些樹種生長不良，難以成林成材[11-12]，不但影響到一些樹種的健康發(fā)展，也對林業(yè)生產(chǎn)造成較大的負(fù)面影響[13]。

西南樺和灰木蓮2個珍貴闊葉樹種在華南地區(qū)生長表現(xiàn)較好，在營建用材林和生態(tài)公益林中使用較為普遍。2個樹種雖然均為速生樹種，但其生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性存在明顯差異，對立地的要求也各不相同。西南樺Betula alnoides天然分布于我國云南、廣西等地，屬強陽性樹種，其適應(yīng)性強，生長迅速，木材優(yōu)良，應(yīng)用廣泛[14,15]，其人工林在西南和華南地區(qū)發(fā)展迅速，成為我國熱帶南亞熱帶地區(qū)重要的用材林造林樹種之一?；夷旧廙agnoliaceae glanca原產(chǎn)越南及印度尼西亞，干形通直，具早期速生特性，喜暖熱氣候，不耐干旱、瘠薄，亦適生于熱帶南亞熱帶地區(qū)，在我國福建、廣東、廣西和海南等地引種普遍生長良好，亦成為華南地區(qū)造林常用的重要珍貴闊葉樹種之一[10,16]。然而2個樹種人工林在發(fā)展過程中均產(chǎn)生由于立地選擇不當(dāng)而引起的諸多問題，如生長不良、成林困難、蟲害發(fā)生嚴(yán)重等[15]，甚至影響到其在一些地區(qū)的發(fā)展，因此極其有必要開展不同樹種的立地選擇研究，以提高林分質(zhì)量和產(chǎn)量。

本研究選擇西南樺和灰木蓮7年生人工林為對象，重點分析坡向和坡位兩個重要立地因子對其生長的影響，從立地和樹種特性兩方面綜合分析樹種的立地適應(yīng)性，為開展其立地選擇、實現(xiàn)適地適樹提供依據(jù)，從而促進其人工林的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣東省河源市紫金縣古竹鎮(zhèn)廣東省國營東江林場奎溪工區(qū) （N23°25′5″，E114°40′0″）。該地區(qū)屬低山丘陵地形，土壤為赤紅壤，主要由花崗巖及部分砂巖發(fā)育而成，土壤肥力偏低。該區(qū)域?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫20.9～21.5 ℃，最熱極端氣溫37 ℃，最冷極端氣溫零下2 ℃，年均降水量1 600～1 900 mm。調(diào)查林分為西南樺×灰木蓮混交林，面積為15 hm2，海拔150～180 m，營建于2008年4月，采用帶狀混交，混交比例為4∶3，造林株行距2 m×3 m，按照生產(chǎn)上的常規(guī)措施進行造林和撫育管理，保存率平均為85%。

1.2 生長調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

2015年4月分別在陰坡和陽坡的西南樺和灰木蓮人工林各設(shè)置3條20 m寬的樣帶，于上、中、下坡分別設(shè)置20 m×20 m樣地，即每個坡向每個坡位各3塊樣地，共設(shè)置18塊樣地，調(diào)查樹高、胸徑、活枝下高、死枝下高和冠幅，根據(jù)樹高、活枝下高和死枝下高分別計算冠長、死枝宿存區(qū)段長度。采用SPSS13.0軟件進行方差分析和多重比較 （Duncan法，P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 坡向和坡位對胸徑和樹高的影響

西南樺胸徑在坡向間差異不顯著 （P＞0.05），而樹高差異極顯著 （P＜0.01）。西南樺胸徑和樹高在陽坡隨坡位升高均顯著下降；在陰坡的坡位間差異不顯著。西南樺胸徑和樹高在陽坡下坡均高于陰坡下坡，陽坡上坡低于陰坡上坡，而在中坡、陽坡和陰坡間胸徑和樹高均相近 （見圖1）?；夷旧徯貜胶蜆涓咴谄孪?、坡位間均差異極顯著，在陽坡和陰坡均隨坡位升高而下降，且陰坡高于陽坡；兩個坡向的相同坡位間差異隨坡位升高而加大，且樹高差異大于胸徑 （見圖1）。

比較而言，在研究區(qū)域內(nèi)西南樺的生長表現(xiàn)優(yōu)于灰木蓮，兩者間的樹高差異大于胸徑差異，西南樺的平均胸徑和樹高比灰木蓮分別高31%和51%。2個樹種在陽坡的差異較陰坡更為明顯，在陽坡西南樺的胸徑和樹高分別比灰木蓮高56%和71%，而在陰坡分別高13%和34%；上坡的差異（68%和73%） 較中下坡 （19%和41%） 高。由此可知，坡向和坡位對灰木蓮的影響較西南樺顯著，灰木蓮在陰坡的中、下坡和陽坡的下坡表現(xiàn)較好，而西南樺除在陽坡上坡表現(xiàn)較差外均表現(xiàn)較好。

2.2 坡向和坡位對樹冠特征的影響

西南樺的冠幅在坡向間差異不顯著（P＞0.05），而灰木蓮的冠幅在坡向間差異極顯著（P＜0.01），2個樹種的冠幅在坡位間均差異極顯著。西南樺的平均冠幅大于灰木蓮，兩者在陽坡的差異大于陰坡。

2個樹種的冠長、冠高比在坡向和坡位間的變化規(guī)律則明顯不同。在陽坡，西南樺冠長隨坡位升高而下降，冠高比則變化不明顯；在陰坡，其冠長和冠高比均隨坡位升高而增加?；夷旧弰t表現(xiàn)出與之相反的變化規(guī)律，其冠長在陰坡隨坡位升高而下降，在陽坡變化不明顯；而冠高比在陰坡變化不明顯，在陽坡隨坡位升高而增加 （見圖2）。西南樺冠長在陽坡大于陰坡，而灰木蓮則陰坡大于陽坡。兩個樹種比較，在陽坡西南樺的冠長大于灰木蓮，而在陰坡灰木蓮的冠長大于西南樺。而無論在陰坡或陽坡，西南樺的冠高比均低于灰木蓮。綜合來看，西南樺的平均冠幅大于灰木蓮，除陽坡的下坡外，其冠長和冠高比總體上均低于灰木蓮 （見圖2）。

圖1西南樺和灰木蓮胸徑和樹高的坡向和坡位間比較Fig.1 DBH and tree height differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

2.3 坡向和坡位對自然整枝能力的影響

西南樺的活枝下高和死枝下高在陽坡的坡位間均差異極顯著 （P＜0.01），而在陰坡差異不顯著 （P＞0.05）；灰木蓮則在坡位間和坡向間均差異極顯著，總體上表現(xiàn)出隨坡位升高而下降的變化趨勢 （見圖3）。西南樺的平均活枝下高約為灰木蓮的2倍，死枝下高約為灰木蓮的5倍，但西南樺死枝宿存區(qū)段長度較灰木蓮低26%左右。西南樺活枝下高和死枝下高占樹高的比例均值在陽坡和陰坡分別為66%和45%、69%和52%，而灰木蓮則為45%和10%、3%和18%。由此可見，西南樺的整枝能力高于灰木蓮，2個樹種在陰坡的整枝能力均高于陽坡。

西南樺的死枝宿存區(qū)段長度占樹高的比例在陽坡和陰坡分別為21%和17%，占自然整枝區(qū)段長度 （即活枝下高） 分別為31%和25%，灰木蓮對應(yīng)的比例分別為35%和34%、75%和66%。由此可見，西南樺和灰木蓮的死枝宿存區(qū)段長度在陽坡均高于陰坡，灰木蓮的自然整枝高度低于西南樺，而死枝宿存區(qū)段長度及其占樹干和整枝區(qū)段的比例均高于西南樺，進一步說明灰木蓮早期自然整枝能力較差，這些差異除受立地的影響外，還與樹種的木材性質(zhì)和分枝結(jié)構(gòu)等特性有關(guān)[17]。

3 結(jié)論與討論

圖2 西南樺和灰木蓮的樹冠特征的坡向和坡位間比較Fig.2 Crown differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

圖3 西南樺和灰木蓮的自然整枝的坡向和坡位間比較Fig.3 Natural pruning capacity differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

（1） 當(dāng)前南方珍貴闊葉樹種人工林發(fā)展迅速，但一些地區(qū)大規(guī)模造林效果并不理想[10,11,13]，這主要與立地選擇不當(dāng)有關(guān)。通過對廣東省東江林場引種的西南樺和灰木蓮的生長表現(xiàn)進行比較分析顯示，坡向和坡位對西南樺和灰木蓮的生長具有顯著影響，但影響程度在2個樹種間存在明顯差異。在陽坡，西南樺生長對坡位較為敏感，隨坡位升高胸徑和樹高下降，在陰坡則差異較??；其樹高和胸徑在陽坡中下部高于或接近陰坡，而在上部則低于陰坡，反映出其作為先鋒樹種的喜光特性以及作為速生樹種的喜水喜肥特性[14-15]?；夷旧彽母黜椛L指標(biāo)在陰坡和陽坡總體上均表現(xiàn)出隨坡位升高而下降的趨勢，其在陰坡的生長表現(xiàn)優(yōu)于陽坡，反映其對水肥條件的要求較高，以及早期具有一定的耐蔭性[10,16]。比較而言，西南樺在該地區(qū)的適應(yīng)性和早期生長表現(xiàn)均優(yōu)于灰木蓮，西南樺適宜在陰坡以及陽坡的中下部種植，灰木蓮則更適宜在陰坡下部種植。

（2）坡向和坡位不但對西南樺和灰木蓮的胸徑和樹高的影響顯著，而且影響其林分內(nèi)個體競爭和自然整枝情況。西南樺和灰木蓮的冠幅、活枝下高和死枝下高對坡向和坡位的響應(yīng)基本上與胸徑和樹高一致?；夷旧彽恼姸鹊陀谖髂蠘澹乐λ薮鎱^(qū)段長度大于西南樺，這主要與兩個樹種生物學(xué)特性差異有關(guān)[17]。西南樺冠長在陽坡隨坡位升高而下降，但在陰坡其冠長及冠高比均升高，這可能與西南樺屬于強陽性樹種[14,15]，在陰坡采取增加冠長提高光合能力來維持生長或提高競爭能力有關(guān)。而灰木蓮的冠長在陰坡的坡位間變化與其他生長指標(biāo)變化趨勢一致，在陽坡其冠長在坡位間差異不顯著，調(diào)查時該樹種中下坡林分已經(jīng)郁閉，樹冠特征反映了立地和競爭的影響，在上坡由于生長較差，林分尚未郁閉，整枝高度小，間接反映出其樹種耐蔭性較高和對水分條件要求高等特性[10,16]。

（3）坡向和坡位是林業(yè)生產(chǎn)中重要的立地因子，坡向主要是影響光照條件，坡位則影響土壤養(yǎng)分和水分等的再分配[9]。在華南地區(qū)由于緯度較低，光照條件較好，尤其是在丘陵地區(qū)山體相對不高，坡向以及坡位的差異更容易被忽視。以往研究較多關(guān)注坡位效應(yīng)，涉及的樹種多表現(xiàn)出對坡位的明顯響應(yīng)，而往往對坡向不夠重視[4-10]，坡向的作用不但影響光照資源再分配，而且可影響到不同坡向的水分蒸發(fā)狀況，加劇土壤水分和養(yǎng)分等在坡向和坡位間的分化[9]，進而影響植物的適應(yīng)性和生長表現(xiàn)。本研究中西南樺和灰木蓮在陽坡的坡位間變化幅度均高于陰坡，說明丘陵地區(qū)坡向的影響十分明顯，而2個樹種在陰坡和陽坡的生長差異則與2個樹種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性差異有關(guān)，西南樺屬于強陽性先鋒樹種，在陰坡和陽坡均適應(yīng)性較強，而灰木蓮屬于早期耐蔭性樹種，對水分條件要求高，在陽坡生長較差且坡位間差異大。研究表明在華南低山丘陵地區(qū)坡向、坡位效應(yīng)十分明顯，坡向和坡位均可影響林木的生長發(fā)育，但影響程度因樹種而異。因此，應(yīng)針對不同生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性的樹種開展不同地區(qū)的坡向和坡位效應(yīng)研究，以便在大規(guī)模造林時根據(jù)樹種特性科學(xué)合理選擇立地[11,13]，嚴(yán)格貫徹適地適樹原則以提高林分產(chǎn)量和質(zhì)量。

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Effect of slope aspect and position on growth performance ofBetula alnoidesandMagnoliaceae glancain hilly mountains of South China

CHEN Yaohui1, ZHAO Zhigang2, LI Baobin1, WANG Chunsheng2, XU Weibing1, GUO Junjie2, LI Xinyu1, ZENG Jie2
(1. Dongjiang State Forest Farm, Zijin 517465, Guangdong, China;2. Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

The effects of slope aspect and position on growth performance ofBetula alnoidesandMagnoliaceae glancawere investigated in their seven-year-old plantations at hilly sites of Guangdong province Dongjiang state forest farm, so as to provide technical support for large scale development of both species in south China. The results showed as follows: (1) Diameter at breast height (DBH) ofB. alnoidesdiffered signi ficantly among positions (P＜ 0.01) rather than between slope aspects (P＞ 0.05), whileits height was remarkably different among slope positions and aspects as well as DBH and height ofM. glauca. The differences of DBH and height among slope positions were higher than those between slope aspects for both species, and decreased with slope positions ascending. (2) Crown diameters of both species changed the same as those of their DBH with slope aspects and positions, crown length declined on sunny slope and increased on shady slopes as slope positions ascending forB. alnoides, while increased on shady slopes and did not differ in sunny slopes forM. glauca. (3) Signi ficant difference of heights of crown base and the first dead branch were seen among slope positions only in sunny slope forB. alnoides, while among both slope positions and aspects forM. glauca(P＜0.05), the former were higher than the latter, and the length of dead branch was larger forM. glaucathan forB. alnoides.(4) It could be concluded from growth performance and natural pruning capacity that the effects of slope position and aspects were higher forM. glaucathan forB.alnoides,M. glaucais suitable to be planted on lower slope of shady slope rather than sunny slope, andB. alnoideson middle and lower slopes of both shady and sunny slopes.

slope aspect; slope position;Betula alnoides;Magnoliaceae glance; site selection

S725.1

A

1673-923X(2017)01-0033-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.01.006

2015-10-17

國家“十二五”科技支撐項目 （2012BAD21B0102）

陳耀輝，工程師 通訊作者：趙志剛，副研究員；E-mail： zhaozhigang1979@126.com

陳耀輝，趙志剛，李保彬，等.華南丘陵區(qū)坡向和坡位對西南樺和灰木蓮生長的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2017,37(1): 33-37.

[本文編校：謝榮秀]