施肥对毛竹胸高断面积的影响

唐世刚 金爱武 蔡梦蝶 鲁赛阳 沈玉玉 沈 琴

（浙江丽水学院生态学院 浙江丽水 323000）

在森林群落中，林分胸高断面积分布是林分结构的基本规律之一，反应了木材蓄积量和林分密度，是研究林木及其林种结构的基础。前人对单木生长的胸高断面积有了比较多的研究[1-4]，而关于毛竹的研究报道较少，施肥是毛竹林经营的主要措施之一，是林地补充养分的主要来源，为了获得较好的经济效益，在经营中往往通过施肥以补充土壤养分，以充分发挥毛竹林地的生产力，而关于施肥对毛竹胸高断面积影响的研究尚未见报导。因此，探讨不同施肥条件下毛竹胸高断面积的分布特点，可为毛竹可持续高效经营提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

龙泉市位于浙江省西南部，北纬 28°04′，东经119°07′，东西宽70.25 km，南北长70.8 km，总面积3 059 km2，亚热带季风气候，自然资源丰富，林木蓄积量达1 018万m3，森林覆盖率达78.4%，是浙江省毛竹中心产区之一，竹林面积仅次于浙江安吉，居浙江省第二位，调查样地位于龙泉市的山溪口村和小黄南村。

1.2 试验方法

试验设4种处理：2003年至2007年每年5月施肥，连续施5年（处理A）；2004年和2006年每年5月施肥，共施2次（处理B）；2006年6月施肥，共施肥1次（处理C）、不施肥(CK)。施肥类型为毛竹专用复合肥，每种处理选取立地条件和竹林结构一致的样地3块，样地面积均为20 m×30 m，于2007年调查样地的毛竹胸高断面积。样地土壤理化性质见表1。

表1 供试土壤基本理化性质

1.3 数据分析方法

胸高断面积的累计频率 F(S)，设频率的增加量d F/dS正比于累计频率并且受到最大频率的限制[5-8]，那么频率分布函数F的Logistic方程可以写成:

式中，k、a、b为常数，S为胸高断面积，F为相对累计频率。Logitic方程采用Origin 7.5拟合[9-10]。

对Logistic方程进行一阶导数和二阶导数，可得Logistic曲线分布的3个关键点[11-14]：

该3点对应相应的胸高断面积，将Logistic曲线分成4段：第一段(0～t1)、第二段（t1～t2）、第三段（t2～t3）、第四段（t3～∞），计算出不同施肥处理下胸高断面积分布情况的差异。

2 结果与讨论

2.1 施肥对胸高断面积的影响

图1为不同施肥条件下毛竹的平均胸高断面积，从图中可以看到，连续施肥可增加毛竹的胸高断面积，与不施肥的对照相比，连续2～5年的施肥，使胸高断面积增加了12.5%～14.5%（p＜0.05），而施肥1年后的胸高断面积与对照没有显著差异（p＞0.05）。这说明随着施肥年限的增加，毛竹胸高断面积会持续增大，持续施肥增大毛竹胸高断面积的效果更为明显。

毛竹林土壤理化性质与胸高断面积的冗余分析结果显示（图2），毛竹的胸高断面积和土壤的全氮含量呈负相关，从表1也可看出，与不施肥的对照处理相比，连续5年施肥后，土壤中全氮的含量下降了17%，这可能是因为连续向土壤中补充氮元素，提高了毛竹林的生产力，特别是出笋量的提高，而挖笋会带走土壤中大量的氮元素。同时，连续施肥增加了毛竹的胸高断面积，这在一定程度上也提高了毛竹对氮元素的吸收效率。毛竹的胸高断面积和土壤的速效钾含量呈正相关，而与有效磷的相关性较弱，其机理尚待进一步探讨。

图2 土壤理化性质与胸高断面积的冗余分析（RDA）

图1 不同施肥处理下毛竹胸高断面积

2.2 施肥对胸高断面积分布的影响

Logistic 曲线是一种常用曲线, 前人曾进行过多方面的研究，Logistic方程一般用于植物的生长或单一种群的增长，用来描述生长或增长过程与时间的关系[15-18]，而用于毛竹胸高断面积分布的研究相对较少，本文通过Logistic方程研究毛竹胸高断面积的分布，这为毛竹胸高断面积分布研究提供了另一种途径。

从4种施肥类型的Logistic方程回归拟合结果（表2）可以看出：无论施肥或不施肥处理的毛竹胸高断面积分布均遵循Logistic分布，拟合系数R2＞0.99。总的来说，施肥的年限与参数a呈一定的负相关，但与参数b、k不存在明显的相关性。

表2 不同处理下Logistic方程参数

施肥使毛竹胸高断面积的分布有所变化，从表3可知，在连续5年施肥处理下，胸高断面积在23.1～35.8 cm2（即t1～t3区间）的毛竹占总分株的55.7%，而胸高断面积大于35.8 cm2的毛竹占总分株的24.24%；不施肥的对照处理，胸高断面积在21.7～32.2 cm2（t1～t3区间）的毛竹占总分株的59.5%，大于32.2 cm2的毛竹占总分株的18.9%。说明施肥可有效提高毛竹林中胸高断面积较大的毛竹比例。

表3 不同处理下Logistic方程4个区间比例（%）

3 小结

竹林土壤养分供应不足会影响竹材、竹笋的产量和品质，还会导致竹林开花大量枯死，因此，施肥是竹林（特别是笋用林）丰产培育的重要措施。结果表明：

（1）施肥可有效地增加毛竹的胸高断面积，且随着施肥年份的持续，这种效果更为明显。

（2）毛竹的胸高断面积与土壤的全氮含量呈负相关，与速效钾含量呈正相关，而与有效磷的相关性较弱。

（3）施肥与不施肥条件下的毛竹胸高断面积分布均符合Logistic方程，同时，持续的施肥管理还能增加大径竹在毛竹林中所占的比例。

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