坡位、坡向?qū)?年生山蒼子生長的影響

摘要：本文以營建于2023年的山蒼子區(qū)域試驗林為研究對象，分析了2年生山蒼子地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量等性狀在坡位、坡向間的差異。結(jié)果表明：地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量在坡位、坡向間差異顯著；下坡位陽坡與下坡位半陽坡間差異不顯著，顯著優(yōu)于中坡位陽坡與中坡位半陽坡；上坡位陽坡、上坡位半陽坡、中坡位陰坡和下坡位陰坡間差異不顯著，顯著劣于中坡位陽坡與中坡位半陽坡；上坡位陰坡顯著劣于其它坡位坡向。同時也發(fā)現(xiàn)了極端天氣對山蒼子的生長有較大的影響。

關(guān)鍵詞：山蒼子；坡位；坡向

Influence of slope position and orientation on the growth of 2-year-old

Litsea cubeba

Lu Shuqing（Ningde Forestry Comprehensive Service Center，Ningde 352100，China）

Abstract：This article takes the experimental forest of Litsea japonica established in 2023 as the research object， and analyzes the differences in characteristics such as ground diameter， tree height， crown width， whole plant dry weight， and leaf dry weight between slope positions and orientations of 2-year-old Litsea japonica. The results showed that there were significant differences in ground diameter， tree height， crown width， whole plant stem mass， and leaf stem mass between slope positions and orientations; There is no significant difference between the downhill sunny slope and the downhill semi sunny slope， but it is significantly better than the midslope sunny slope and the midslope semi sunny slope; There is no significant difference between the uphill sunny slope， the uphill semi sunny slope， the midslope shady slope， and the downhill shady slope， which is significantly worse than the midslope sunny slope and the midslope semi sunny slope; The uphill slope is significantly worse than the other slopes in terms of slope orientation.It was also found that extreme weather has a significant impact on the growth of Litsea cubeba.

key words：Litsea cubeba， slope position， slope direction

山蒼子（Litsea cubeba）系樟科（Lauraceae）木姜子屬（Litsea Lam.）灌木或落葉小喬木，別名木姜子、山胡椒、山雞椒等，主要分布在亞洲東部、大洋洲及太平洋諸島[1]。山蒼子在我國共有46種，主要分布于長江流域的四川、湖北、湖南、福建等省份的山地和丘陵陽坡[2， 3]。山蒼子是一種芳香油料樹種，同時也是藥材樹種，以野生資源為主，人工種植較少[4]。我國是全世界最大的山蒼子油生產(chǎn)國和出口國，年出口量不斷增加，暢銷歐美國家[5]。因此，進行區(qū)域試驗并開展不同立地條件因素對山蒼子生長影響的相關(guān)試驗就顯得尤為重要[6， 7]。

通過影響植株生長過程中所必需的光照、水分、溫度、養(yǎng)分等因素的分布，坡位、坡向等地形因子對植株的生長產(chǎn)生間接影響[8]。在其它條件一致的情況下，坡位、坡向?qū)χ仓晟L性狀的表型表現(xiàn)影響很大[9-11]。土壤的組分、厚度、質(zhì)地等均受坡位影響，上坡位的土壤穩(wěn)定性比下坡位差[12]。

本研究的目的是通過對比5個山蒼子優(yōu)良家系半同胞子代在本地區(qū)的生長表現(xiàn)以及分析坡位、坡向等因素對山蒼子生長性狀表型表現(xiàn)的影響，為山蒼子良種選擇與栽培提供可靠的評估參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建省屏南縣雙溪鎮(zhèn)，東經(jīng)119°05′36″，北緯27°02′24″，海拔900m，屬中亞熱帶山地氣候，四季分明，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，夏季最高氣溫不超過33℃，冬季最低氣溫不低于零下5℃，年均降雨量1800mm。土壤類型為紅壤。

1.2 試驗設(shè)計

試驗材料為2021年從中國林科院亞熱帶植物研究所引進的5個山蒼子優(yōu)良家系（f3，f27，f8，f29，f4），2022年容器育苗，發(fā)芽率為87.6%，2023年春造林。f27、f8、f29、f4均在當(dāng)年2-3月開花，遇屏南霜凍期，出現(xiàn)大規(guī)模凍傷后發(fā)黑現(xiàn)象，故本試驗以f3為試驗對象。采用坡位、坡向兩因素析因設(shè)計，坡位設(shè)上坡、中坡、下坡三個水平，坡向設(shè)陰坡、半陽坡、陽坡三個水平，共9個處理（表1）。每個樣地大小為20m×20m，同坡位樣地水平對齊，同坡向樣地垂直對齊。2024年春對樣地內(nèi)單株進行每木檢尺，調(diào)查地徑、樹高、冠幅生長量數(shù)據(jù)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果從每個樣地內(nèi)選取三株標(biāo)準(zhǔn)木，在105℃烘箱中烘干至恒重后測量根、莖、葉各部分的質(zhì)量，并計算地下、地上兩部分質(zhì)量的比值（差異不顯著）。

1.3 統(tǒng)計分析方法

使用R語言進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與相關(guān)圖形的繪制，具體模型為：

（1）

其中， 是第 個坡位第 個坡向的第 個單株的觀察值， 是總體均值， 是第i個坡位效應(yīng)， 是第j個坡向效應(yīng)， 是第i個坡位與第j個坡向的互作效應(yīng)， 是機誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長性狀表型變異分析

通過表2可以發(fā)現(xiàn)，2年生山蒼子地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量等性狀在坡位間、坡向間、坡位×坡向間差異均顯著，說明坡位、坡向等立地條件因素對幼林期山蒼子的生長量有著較大影響。

2.2 坡位、坡向?qū)?年生山蒼子地徑的影響

不同坡位、坡向?qū)?年上山蒼子地徑的影響見圖1?？梢?，下坡位陽坡（4.6cm）、下坡位半陽坡（4.6cm）顯著優(yōu)于中坡位陽坡（4.2cm）、中坡位半陽坡（4.1cm），中坡位陽坡、中坡位半陽坡顯著優(yōu)于上坡位陽坡（3.1cm）、上坡位半陽坡（3.1cm）、中坡位陰坡（3.2cm）和下坡位陰坡（3.6cm），上坡位陰坡（2.1cm）顯著劣于其它坡位坡向；相同坡位在陽坡、半陽坡間差異不顯著。

2.3 坡位、坡向?qū)?年生山蒼子樹高的影響

不同坡位、坡向?qū)?年上山蒼子樹高的影響見圖2?？梢姡缕挛魂柶拢?.5m）、下坡位半陽坡（1.4m）顯著優(yōu)于中坡位陽坡（1.4m）、中坡位半陽坡（1.4m），中坡位陽坡、中坡位半陽坡顯著優(yōu)于上坡位陽坡（1.2m）、上坡位半陽坡（1.2m）、中坡位陰坡（1.1m）和下坡位陰坡（1.2m），上坡位陰坡（0.6m）顯著劣于其它坡位坡向；相同坡位在陽坡、半陽坡間差異不顯著。

2.4 坡位、坡向?qū)?年生山蒼子冠幅的影響

不同坡位、坡向?qū)?年上山蒼子冠幅的影響見圖3?？梢?，下坡位陽坡（1.6m）、下坡位半陽坡（1.7m）顯著優(yōu)于中坡位陽坡（1.4m）、中坡位半陽坡（1.5m），中坡位陽坡、中坡位半陽坡顯著優(yōu)于上坡位陽坡（1.1m）、上坡位半陽坡（1.0m）、中坡位陰坡（1.2m）和下坡位陰坡（1.2m），上坡位陰坡（0.9m）顯著劣于其它坡位坡向；相同坡位在陽坡、半陽坡間差異不顯著。

2.5 坡位、坡向?qū)?年生山蒼子全株干質(zhì)量的影響

不同坡位、坡向?qū)?年上山蒼子全株干質(zhì)量的影響見圖4?？梢?，下坡位陽坡（256.6g）、下坡位半陽坡（172.5g）顯著優(yōu)于中坡位陽坡（127.2g）、中坡位半陽坡（168.2g），中坡位陽坡、中坡位半陽坡顯著優(yōu)于上坡位陽坡（79.8g）、上坡位半陽坡（77.6g）、中坡位陰坡（90.6g）和下坡位陰坡（92.7g），上坡位陰坡（49.6g）顯著劣于其它坡位坡向；相同坡位在陽坡、半陽坡間差異不顯著。

2.6 坡位、坡向?qū)?年生山蒼子葉干質(zhì)量的影響

不同坡位、坡向?qū)?年上山蒼子葉干質(zhì)量的影響見圖5。可見，下坡位陽坡（60.4g）、下坡位半陽坡（48.5g）顯著優(yōu)于中坡位陽坡（43.1g）、中坡位半陽坡（42.0g），中坡位陽坡、中坡位半陽坡顯著優(yōu)于上坡位陽坡（20.5g）、上坡位半陽坡（25.9g）、中坡位陰坡（36.7g）和下坡位陰坡（30.2g），上坡位陰坡（16.2g）顯著劣于其它坡位坡向；相同坡位在陽坡、半陽坡間差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

人工林培育的核心問題之一就是針對不同的區(qū)域環(huán)境以及小尺度上的不同的坡位、坡向等立地條件，選擇與之相適應(yīng)的品種，采用不同的經(jīng)營方式，以實現(xiàn)提高產(chǎn)量、增加經(jīng)營收益的目的[13-15]。本文研究了坡位、坡向?qū)?年生山蒼子地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量等生長性狀的影響。結(jié)果表明，地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量在坡位間、坡向間、坡位×坡向間差異均顯著。各坡位山蒼子生長表現(xiàn)為下坡位最優(yōu)，中坡位次之，上坡位最差。各坡向山蒼子生長表現(xiàn)為陽坡最優(yōu)，半陽坡次之，陰坡最差。通過侵蝕過程，上坡位土壤逐漸轉(zhuǎn)移至下坡位，使得上坡位土壤肥力降低、下坡位土壤肥力提高，從而造成了不同坡位間林木生長量的顯著差異[12]。山蒼子植株光合速率與光輻射強度呈顯著正相關(guān)[3]。袁雪麗[7]通過對3個區(qū)域69個樣地的山蒼子人工林生長量與坡度、坡向、土壤厚度、土壤質(zhì)地、地貌等立地條件的相關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)這5個因子與山蒼子樹高性狀生長量擬合復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.47，在0.01水平顯著；同時發(fā)現(xiàn)山蒼子果實精油含量與光照水平呈正相關(guān)，在0.05水平顯著。說明坡位、坡向?qū)ι缴n子生長性狀的表型表現(xiàn)有著極其重要的影響，與本文研究結(jié)果一致。

2年生山蒼子地徑、樹高、冠幅、全株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量等生長性狀表型表現(xiàn)在下坡位陽坡、下坡位半陽坡間差異不顯著，同時顯著優(yōu)于中坡位陽坡、中坡位半陽坡，可能是因為2年生幼株對光照需求較弱，半陽坡的光輻射強度已能滿足其光合作用最大需求；也可能是因為山蒼子尚未郁閉，林地其它植物生長茂盛，與山蒼子幼株產(chǎn)生了激烈的競爭，限制了山蒼子對光、水、肥的獲取，從而降低了樣地光照對山蒼子植株生長的促進作用。 下坡位陰坡、中坡位陰坡生長性狀表型表現(xiàn)雖然優(yōu)于上坡位陽坡、上坡位半陽坡，但差異不顯著，可能是因為中下坡位雖然水肥條件優(yōu)于上坡，有利于植株生長，但陰坡光照不足，從而限制了植株固有遺傳潛力的充分表達。

上坡位陰坡生長顯著低于其它坡位、坡向，在山蒼子栽培種植時需要考慮避免栽種在該立地條件下，使用耐陰、耐瘠薄的其它樹種進行替換。上坡位水、肥條件較差，對山蒼子植株生長有較大的影響，在墾地方式、施肥措施等經(jīng)營管理方面需要加以重視，增強該立地條件的固水、保肥效果[16-18]。需要進一步探索下坡位陽坡、下坡位半陽坡生長差異不顯著的原因，如果是林地雜草對植株產(chǎn)生的影響，那么就需要在除草時間、除草頻次、除草方式上進行進一步的優(yōu)化；如果是因為該區(qū)域的光照條件已經(jīng)充分滿足了2年生山蒼子生長所需，那么在評估山蒼子適種區(qū)域時，本地區(qū)的光照條件就可以作為一個重要參考。

本次區(qū)域試驗共設(shè)計5個優(yōu)良家系，其中4個在移栽當(dāng)年2-3月開花，遇霜凍期而遭受大面積凍害，f3在次年春開花，未受凍害影響。造林當(dāng)年移栽的幼苗抵抗力較弱，開花后難以承受霜凍期的傷害，在本區(qū)域栽植時需要選擇生殖生長較晚的山蒼子品種，或者通過一定的方式推遲生殖生長開始的林齡，以避免凍害對植株生長所造成的影響。夏征等[19]研究了立地質(zhì)量、氣候變化、林地種間競爭等因素對種植于山地的山蒼子生長的影響，發(fā)現(xiàn)極端天氣和較差的立地條件是導(dǎo)致山蒼子生長衰弱、遭受大面積蟲害的最重要的兩個因素，二者導(dǎo)致的蟲害率分別為9.8%和92.7%、致死率為21.7%和34.8，并且在林分郁閉前山蒼子在種間競爭中易處于劣勢，導(dǎo)致長勢衰退。該報告結(jié)論與本研究所發(fā)現(xiàn)的問題一致。山蒼子作為重要的高附加值經(jīng)濟樹種，進行大規(guī)模人工林推廣種植，無疑可以大幅提高經(jīng)營收益。由于目前我國山蒼子林主要以天然實生林為主，人工林種植尚處于區(qū)域推廣狀態(tài)，為了減少負面因素所造成的不必要的經(jīng)濟損失，通過營建區(qū)域試驗林和小尺度立地條件試驗林來確立山蒼子的適種區(qū)域和其對立地條件的要求就顯得尤為重要。

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