不同坡向、坡位對白花泡桐幼齡林生長的影響

摘要：在福建省大田縣桃源鎮(zhèn)蘭玉村開展不同坡向和坡位白花泡桐造林對比試驗，結(jié)果表明：坡向以陽坡的白花泡桐生長量最大，半陽坡其次，陰坡最低；坡位以下坡位的白花泡桐生長量最大，中坡其次，上坡最低；坡向和坡位及交互作用對白花泡桐的生長量有顯著和極顯著影響；聚類分析結(jié)果顯示，2年生和3年生的白花泡桐均分為六類，均將陽坡上坡、半陽坡上坡和陰坡中坡列為一類，但2年生的白花泡桐將陽坡中坡和陰坡下坡列為一類，而3年生的白花泡桐則將半陽坡中坡和陽坡中坡列為一類。本研究為了解不同坡位和坡向條件下白花泡桐的生態(tài)適應性及推動白花泡桐造林技術的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

關鍵詞：白花泡桐；坡向；坡位；幼齡林；生長指標

Effects of different aspects and slope positions on the growth of young forests ofPaulownia fortune

Yang Guo-qiang

（Forestry Bureau ofDatian County， DatianFujian， 366100， China）

Abstract：A comparative experiment on the afforestation of Paulownia fortunei was conducted in Lanyu Village， Taoyuan Town， Datian County， Fujian Province， under different aspects and slope positions. The results showed that： the growth of P.fortunei was greatest on sunny slopes， followed by semi-sunny slopes， and lowest on shady slopes; regarding slope position， the growth was highest on lower slopes， followed by middle slopes， and lowest on upper slopes. Both slope aspect and position， as well as their interaction， had significant and highly significant effects on the growth of P.fortunei. Cluster analysis indicated that both 2a and 3aof P.fortunei could be categorized into six classes， with sunny upper slopes， semi-sunny upper slopes， and shady middle slopes grouped together. However， for 2a ofP.fortunei， sunny middle slopes and shady lower slopes were classified as one group， while for 3a ofP.fortunei， semi-sunny middle slopes and sunny middle slopes were classified as one group. This study provides a theoretical basis for understanding the ecological adaptability of P.fortunei under different aspects and slope positions， as well as for promoting the sustainable development of afforestation techniques for this species

Keywords： Paulownia truncatum; aspects; slope positions; young forest; growth index

白花泡桐（Paulownia fortunei）是我國優(yōu)質(zhì)、速生和多功能的樹種，具有根系發(fā)達、生長迅速、防風固沙的作用，被廣泛應用在我國農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)建設中[1]。林木的生長是通過與所處立地條件相互適應和相互作用來實現(xiàn)的，作為重要的速生樹種，其栽培和生長受多種環(huán)境因素的影響，其中坡向和坡位是關鍵的立地因素之一，可能對白花泡桐的生長、發(fā)育及其生態(tài)功能產(chǎn)生顯著影響[2-4]。坡向?qū)α帜旧a(chǎn)的影響包括多方面，首先不同的坡向接收太陽輻射的量和質(zhì)不同，進而影響林木的光合作用，其次坡向也是影響地面熱量分布和土壤水分狀況的重要因素，而白花泡桐對水分的需求較高，因此在不同坡向上造林，白花泡桐的生長狀況會有所不同[3]。坡位對林木的影響則包括土壤肥力及水土流失的程度差異，通常下坡的土壤條件最佳且相對穩(wěn)定，枝葉水分蒸發(fā)作用較弱，白花泡桐在不同坡位的土壤環(huán)境中，其生長速度和木材質(zhì)量也可能存在顯著差異[3]。國內(nèi)外學者針對坡向和坡位對白花泡桐生長的影響進行了大量研究[5，6]。研究表明，合理選擇坡向和坡位對提高白花泡桐的生長速度、木材質(zhì)量和生態(tài)效益具有重要作用。尤其在我國南方多山地區(qū)，坡向和坡位的合理利用可以顯著提高泡桐林的生產(chǎn)力和可持續(xù)性[7]。深入研究坡向和坡位對白花泡桐生長的影響，有助于科學指導泡桐的栽培管理，優(yōu)化林地選擇，提高泡桐林的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時，通過了解不同坡位和坡向條件下泡桐的生態(tài)適應性，可以為白花泡桐在生態(tài)修復、防護林建設等方面的應用提供理論基礎，推動白花泡桐造林技術的可持續(xù)發(fā)展。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省大田縣桃源鎮(zhèn)蘭玉村（117°35'48.41"～117°36'29.356"33 E，25°46'26.234"～25°47'8.208" N），林班4大班2、3、4、8小班，9大班2、3小班，造林面積25.5hm2。試驗地海拔560～660m，平均坡度23°，年平均氣溫18.3 ℃，年無霜期230～311 d，年降雨量1040～2435 mm。土壤為紅壤，立地質(zhì)量等級為Ⅱ類地。

2 試驗方法

2.1 試驗設計

于2024年4月，在試驗地的陰坡、半陽坡和陽坡的下坡、中坡、上坡部位選擇具有代表性的區(qū)域隨機設置20m×20m正方形標準樣地54個，對標準樣地內(nèi)白花泡桐的胸徑、高度、冠幅、株數(shù)進行每木調(diào)查。

2.2 調(diào)查分析

使用aov（）函數(shù)對坡向坡位對白花泡桐各項生長指標進行雙因素方差分析；使用NbClust包的hclust（）函數(shù)進行基于歐氏距離聚類算法對白花泡桐幼齡林生長狀況在不同坡向坡位的聚類分析，采用R語言4.4.1進行以上分析。

3 結(jié)果與分析

3.1坡向和坡位對不同年生白花泡桐生長狀況影響

2a生白花泡桐的胸徑均值為11.85±3.70cm，變異系數(shù)為31.22%；樹高均值為6.73±1.96 m，變異系數(shù)為29.12%；冠幅均值為5.26±1.57 m2，變異系數(shù)為29.85 %。3a生白花泡桐的胸徑均值為14.48±3.86cm，變異系數(shù)為26.66 %；樹高均值為9.52±1.87m，變異系數(shù)為19.64%；冠幅均值為7.13±1.98 m2，變異系數(shù)為27.77 %。胸徑、樹高和冠幅的變異系數(shù)整體較大，說明白花泡桐幼林受坡向、坡位的影響較大。

在同一坡向，2a和3a生白花泡桐得到胸徑、樹高和冠幅均隨坡向從陽坡到陰坡表現(xiàn)出遞減趨勢，且3a生白花泡桐的各項生長指標均高于2a（表1）。

坡位對2a和3a生白花泡桐的影響也表現(xiàn)出從上坡到下坡逐漸增加的趨勢，且3a生白花泡桐的各項生長指標也均高于2a（表2）。

3.2坡向和坡位及其交互作用對白花泡桐生長指標的影響

對白花泡桐的胸徑、樹高和冠幅等生長指標作坡向、坡位的雙因素方差分析（表3），結(jié)果顯示：坡向、坡位及兩者交互作用對2a和3a生白花泡桐的胸徑、樹高和冠幅均有顯著影響（P<0.05），其中對樹高和冠幅的影響達到極顯著水平（P<0.01）。

3.3白花泡桐幼齡林生長狀況在不同坡向、坡位的聚類分析

采用歐氏距離聚類算法對9個坡向和坡位的胸徑、樹高和冠幅等生長指標進行聚類，最佳聚類分析結(jié)果表明，2a生和3a生的白花泡桐均分成六類，但不同生長年限的生長指標聚類結(jié)果略微存在差異，均將陽坡上坡、半陽坡上坡和陰坡中坡列為一類。具體來講，2a生白花泡桐的第一類為陰坡上坡；第二類為半陽坡上坡、陰坡中坡和陽坡上坡；第三類為陽坡下坡；第四類為半陽坡中坡；第五類為半陽坡下坡；第六類為陽坡中坡和陰坡下坡。對3a生白花泡桐來說，第一類為半陽坡下坡；第二類為陽坡下坡；第三類為陰坡下坡；第四類為半陽坡中坡和陽坡中坡；第五類為陰坡上坡；第六類為半陽坡上坡、陽坡上坡和陰坡中坡。

4 討論

泡桐于2014年納入《國家儲備林樹種目錄》的優(yōu)良速生樹種，也是目前全球最環(huán)保的速生樹種之一，白花泡桐作為我國南方較為常用的造林樹種之一，探究立地條件對于白花泡桐生長狀況的影響對于指導造林實踐具有重要意義。

坡位和坡向不僅僅代表位置的概念，它們綜合反映了人工林對于溫度、水分、養(yǎng)分和光照等生態(tài)梯度的適應，大量研究表明，坡向和坡位對土壤養(yǎng)分剖面也產(chǎn)生著重要影響，如對土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷和有效鉀等，這是由于土壤性質(zhì)和養(yǎng)分在降雨侵蝕過程中再分配導致的[8]。本研究發(fā)現(xiàn)坡位和坡位及交互作用對2a生和3a生白花泡桐胸徑、樹高和冠幅等生長因子的影響均達到顯著或極顯著水平，表明土壤立地條件是影響白花泡桐人工林生長狀況的重要因素之一。張順平等[5]在湖北省咸寧市淺山丘陵區(qū)的研究也表明坡向、坡位及交互作用顯著影響泡桐的各項生長指標和質(zhì)量。但龐宏東等[2]在湖北省荊門市的研究卻發(fā)現(xiàn)坡向和坡位等立地因子對泡桐人工林的生長量沒有顯著影響。研究結(jié)果的差異也從一方面表明，影響人工林生長的因素眾多，可能除了立地條件外，還會受到品種品系、造林方式及后期管護水平等影響。鑒于此，后期研究中，應統(tǒng)一品種和管理水平，結(jié)合考慮坡向和坡位如何通過影響土壤養(yǎng)分的分配情況進而影響白花泡桐的生長。

白花泡桐作為強陽喜光樹種，造林過程中優(yōu)先考慮光照充足的陽坡和上坡，以滿足白花泡桐對光照的需求。本研究也發(fā)現(xiàn)，在陽坡和下坡的白花泡桐各項生長指標均最高，分析其原因，陽坡和下坡的地勢平坦、光照充足，有利于白花泡桐光合作用的加強，從而使白花泡桐的各項生長指標有較高的生長量。

本研究對9個坡向和坡位的胸徑、樹高和冠幅等生長指標進行聚類，2年生和3年生的最佳聚類結(jié)果均為六類，且均將陽坡上坡、半陽坡上坡和陰坡中坡列為一類，主要區(qū)別是2年生的白花泡桐將陽坡中坡和陰坡下坡列為一類，而3年生的白花泡桐則將半陽坡中坡和陽坡中坡列為一類。以上結(jié)果表明2年生的白花泡桐可能是由于林木在初期生長階段對生長環(huán)境的適應性較弱，對光照的需求尚未完全體現(xiàn)。而在3年生時，白花泡桐的生長狀況相對成熟，能夠更好地適應不同的光照條件，說明其對環(huán)境的選擇更加精細化[6]。也反映出隨著林木樹齡的增長，白花泡桐可能會調(diào)整其生長策略，以便更有效地利用周圍環(huán)境的資源。這種變化可能是由于競爭加劇或者生態(tài)位的選擇導致的。

本次研究中的數(shù)據(jù)主要來源于2年和3年生的白花泡桐人工林，此階段尚處于幼林，且調(diào)查樣地數(shù)量有限，其結(jié)果也只能初步反映人工林前期的生長情況，但人工林前期生長狀況的優(yōu)劣也往往會貫串整個林木的生長周期，因此，對于整個區(qū)域的造林技術仍有一定的指導意義。

參考文獻：

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[7] 林建，韋柳端，藍柳鳳，等.不同坡向坡位對桉樹造林成活率的影響及生長效應分析[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2024，49（03）：29-34.

[8] 龔世豪，查同剛，張曉霞，等.晉西黃土區(qū)典型林分凋落物-土壤養(yǎng)分對降雨再分配變化的響應[J].生態(tài)學報，2024，（17）：1-12.