不同坡向坡位对毛竹林生长及土壤因子的影响

邓司马， 何国良， 杨 杰， 徐子晴， 张 余， 周文正(.桃江县林业局， 湖南 桃江 43400； .桃江县桃花江国有林场， 湖南 桃江 43400)

不同坡向坡位对毛竹林生长及土壤因子的影响

邓司马1， 何国良1， 杨 杰1， 徐子晴1， 张 余1， 周文正2
(1.桃江县林业局， 湖南 桃江 413400； 2.桃江县桃花江国有林场， 湖南 桃江 413400)

为了探明桃江地区不同坡向坡位对毛竹林生长及土壤因子的影响，对不同坡向坡位毛竹林生长情况调查，土壤因子分析以及毛竹林林分生长指标与土壤因子指标相关性进行分析，结果表明：阳坡地毛竹林林分生长较好，相比较阴坡地，立竹度高，平均胸径低，株高稍高，而枝下高相差不大，毛竹林的生长指标由上坡至下坡逐渐转好，坡向是影响立竹度和平均尖削度主效因子，而且坡位也是影响平均尖削度的显著因子，但是交互作用不明显；阳坡地毛竹林分生物量较大，毛竹凋谢物较多，土壤因子指标明显较高于阴坡地，该时期水解氮和全氮平均值分别达到了100 mg/kg左右和2 g/kg左右，土壤速效磷含量保持在8 mg/kg左右，土壤速效钾含量处于中等偏上的状态(高于60 g/kg)，平均值在70 g/kg以上，下坡土壤因子指标含量明显高于上坡和中坡，坡向是影响速效磷和有机质的显著因子，坡位是影响速效钾的显著因子，是影响有机质的主效因子，两个影响因子在同一水平上交互作用不明显；水解氮与平均株高呈显著相关；速效磷与平均尖削度显著相关；速效钾与立竹度极显著相关，与平均株高显著相关，与平均胸径呈负显著相关；有机质与平均株高显著相关，与平均胸径负显著相关，与立竹度极显著相关。

毛竹林； 生长； 土壤因子； 相关性； 桃江县

毛竹(Phyllostachyspubescens) 又名楠竹、茅竹、江南竹、大竹、猫头竹，为禾本科竹亚科，刚竹属的单子叶植物，原产于我国，是我国南方重要的森林资源之一[1]。目前，我国毛竹栽培面积已达450万hm2，占全国竹林面积的70% 左右。桃江县素有“中国毛竹之乡”的美称，是湖南乃至全国重要的毛竹产地[2]。桃江县现有毛竹林面积5.93万hm2，产竹1.43 亿株，占林业用地面积的41%，毛竹已成为桃江县的支柱产业[3-7]。

我国毛竹在培育经营研究方面已经走在世界的前列，并提出人工经营竹林的产量是竹林结构、立地条件和定向培育技术三者的函数[8]。在竹林养分循环方面，毛竹凋谢物在春季和深秋有两个高峰期，N、P、K积累较漫长，而Ca和Mg向土壤释放[9]。土壤肥力是制约毛竹林高产高效的重要因素，纯林经营期延长，土壤容重增加而养分含量下降。毛竹混交林具有较强的培肥改土性能，土壤理化性质明显优于毛竹纯林[10]。高产竹林和低产竹林的土壤养分土壤有机质全含量在每年的5月处于最低，8月开始缓慢回升，但最终没有恢复到上一年的水平，高产竹林土壤养分耗竭程度大于低产竹林[11-13]。本文通过分析桃江地区不同坡向坡位毛竹林分生长情况，土壤因子指标以及林分生长指标与土壤因子指标的相关性，研究坡向坡位对毛竹林生长以及土壤因子的影响，为毛竹培育提供基础数据。

1 试验区概况

试验地设于桃江县大栗港镇，该区位于湘中偏北，资江下游，属山、岗、丘、平原并有的丘陵地，西南、西北多山，东北地势平坦，平均海拔200 m，属于雪峰山余脉向洞庭湖过渡的山丘地带，亚热带季风性湿润气候，全年日照1579.6 h，桃江县降水量1400～2000 mm，平均气温16.6 ℃。

2 材料与方法

2.1试验材料

2014年10月，在桃江县大栗港镇毛竹林选择向阳面(阳坡)和背阳面(阴坡)分别建立上坡，中坡，下坡3个类型，每个类型建立标准试验地2～3个，每个标准试验地667 m2，阳坡和阴坡坡度相近，缓坡地，微酸性土壤。

2.2研究方法

对每个标准样地采用每株检尺，测定立竹度、立竹胸径、全高、枝下高、尖削度(冠幅)等，在每个标准样地采用“S”曲线法建立5个点采取土样(0～20 cm和20～40 cm各取土样1∶1混合)。

有机质采用重铬酸钾外加热法；全氮采用开氏法；水解氮采用碱解法；速效磷采用双酸法；速效钾采用火焰光度法[14]。

3 结果与分析

3.1不同坡向坡位对毛竹林分生长的影响

毛竹是阳性树种，从不同坡向分析(见表1)，在阳坡地毛竹林林分生长较好，立竹度稍高于阴坡地，但是平均胸径低于阴坡地，株高稍高，枝下高与阴坡地毛竹相差不大，阳坡地毛竹尖削度变化不大较为整齐，平均值3.2左右，而阴坡地由于光照时间不同导致尖削度差异较大。从不同坡位分析，由于上坡土壤养分流失导致中下坡养分汇集，无论阳坡还是阴坡，毛竹林的生长由上而下逐渐转好。

通过毛竹林生长指标方差分析(见表2)，坡向对立竹度影响极显著，坡位对平均株高影响显著，坡向坡位对平均尖削度影响显著，尤其坡向影响极显著，坡向坡位对平均胸径与平均枝下高影响不显著。坡向是影响平均立竹度和平均尖削度主效因子，而且坡位也是影响平均尖削度的显著因子，但是交互作用不明显，可能两个影响因子在一个水平上出现相互抵消的作用，或外部因素的影响(例如施肥，耕作等)。

3.2不同坡向坡位对土壤养分含量的影响

通过对比分析不同坡向土壤因子指标(见表3)，阳坡地毛竹林分生物量较大，毛竹凋谢物较多，土壤因子指标较高于阴坡地，尤其是有机质的含量，比阴坡地高出了9%左右，土壤全氮是衡量土壤氮素总潜在水平高低的指标，该时期土壤水解氮和全氮平均值分别达到了100 mg/kg左右和2 g/kg左右，在同期处于较高水平，说明土壤供氮能力强；阳坡地与阴坡地速效磷的含量变化相差不大，主要是因为该时期毛竹生长缓慢，对磷的需求减少；阳坡地与阴坡地速效钾的含量区别不大，钾是竹子茎秆及鞭生长所需的重要元素[15-16]，土壤速效钾含量处于中等偏上的状态(高于60 g/kg)，平均值在70 g/kg以上，说明该地区土壤养分供给能力较强。根据不同坡位分析，由于地心引力作用，上坡土壤养分逐渐向下部汇集，下坡土壤因子指标含量明显高于上坡和中坡。

表1 不同坡向坡位毛竹林分生长分析Tab 1 ThestructureofdifferentslopepositionofPhyllostachyspubescens坡向坡位立竹度平均胸径(cm)平均株高(m)平均枝下高(m)平均尖削度上坡1829 2612 656 213 28阳坡中坡1989 2112 237 653 21下坡2158 9213 267 843 23上坡15610 5811 636 492 87阴坡中坡1669 9612 136 963 96下坡17210 0212 457 984 45

表2 毛竹林分生长指标方差分析Tab 2 VarianceanalysisofPhyllostachyspubescensstandgrowthindex因子立竹度平均胸径平均株高平均枝下高平均尖削度F值P值F值P值F值P值F值P值F值P值坡向16 50250 0035∗∗0 18360 13410 51790 17120 89130 79410 54280 0026∗∗坡位8 80290 43260 34190 11700 41320 0264∗0 49010 02420 80870 0462∗交互作用1 52640 46240 26450 06230 48211 04650 63750 50610 72810 6752 注：∗P<0 05，∗∗P<0 01。

表3 不同坡向坡位土壤因子指标分析Tab 3 Analysisofsoilfactorsindifferentslopepositions坡向坡位水解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效钾(mg/kg)有机质(g/kg)全氮(g/kg)上坡102 368 0372 9848 791 76阳坡中坡99 568 8675 6850 641 89下坡112 239 6579 2352 342 03上坡98 677 3670 6545 981 35阴坡中坡98 798 0371 5446 251 45下坡100 029 2373 6548 631 96

根据土壤因子指标方差分析(见表4)，坡向对速效磷和有机质含量影响显著，坡位对速效钾影响显著，对有机质影响极显著。坡向是影响速效磷和有机质的显著因子，坡位是影响速效钾的显著因子，是影响有机质的主效因子，而不同的地形条件由于放牧，人为活动等导致两个影响因子在同一水平上交互作用不明显。

表4 土壤因子指标方差分析Tab 4 Varianceanalysisofsoilfactorindex因子水解氮速效磷速效钾有机质全氮F值P值F值P值F值P值F值P值F值P值坡向6 65560 36530 81000 0364∗3 13461 12451 77550 0392∗0 13500 1295坡位0 74720 51290 94740 11701 54080 0357∗1 45860 0064∗∗0 32711 0365交互作用3 62460 45631 15240 52612 54610 59841 58761 02340 25610 6830 注：∗P<0 05，∗∗P<0 01。

3.3毛竹林分生长指标与土壤因子相关性研究

通过林分生长指标与土壤因子相关性分析(见表5)，水解氮与平均株高呈显著相关；速效磷与平均尖削度显著相关；速效钾与立竹度极显著相关，与平均株高显著相关，与平均胸径呈负显著相关；有机质与平均株高显著相关，与平均胸径负显著相关，与立竹度极显著相关。水解氮可以促进毛竹林株高的生长；速效磷的增加会增大毛竹林的尖削度；速效钾可以促进毛竹林立竹度以及株高的增长，限制胸径的增长；有机质可促进毛竹林高度的生长，增大毛竹林的立竹度，从而减缓了胸径的增长。

表5 林分生长指标与土壤因子相关性分析Tab 5 Correlationanalysisofforestgrowthindexesandsoilfactor指标立竹度平均胸径平均株高平均枝下高平均尖削度水解氮相关系数0 802-0 6930 885∗0 5270 279P值0 0550 1270 0190 2830 592速效磷相关系数0 783-0 6460 7840 4390 873∗P值0 0650 1660 0650 3840 023速效钾相关系数0 969∗∗-0 833∗0 841∗0 7050 617P值0 0010 0390 0360 1170 192有机质相关系数0 975∗∗-0 886∗0 827∗0 6220 573P值0 0010 0190 0430 1870 234全氮相关系数0 805-0 7470 8070 2910 731P值0 0530 0880 0520 5760 099 注：∗在0 05水平(双侧)上显著相关；∗∗在0 01水平(双侧)上显著相关。

4 结论与讨论

桃江是毛竹的主产区，土壤条件适合毛竹的生长，不同坡向坡位对毛竹林生长及土壤因子影响较大，由于阳坡地接触阳光时间长，以及毛竹自身的凋谢物使得阳坡地毛竹林生长及土壤因子比阴坡地表现好，同时由于地心引力的作用，下坡毛竹林的生长及土壤因子比上坡和中坡表现好。

(1) 阳坡地毛竹林分生长较好，相比较阴坡地，立竹度高，平均胸径低，株高稍高，而枝下高相差不大；由于上坡土壤养分流失导致中下坡养分汇集，无论阳坡还是阴坡，毛竹林的生长由上而下逐渐转好；坡向是影响立竹度和平均尖削度主效因子，而且坡位也是影响平均尖削度的显著因子，但是交互作用不明显。

(2) 阳坡地毛竹林分生物量较大，毛竹凋谢物较多，土壤因子指标明显较高于阴坡地，尤其是有机质的含量，比阴坡地高出了9%左右，该时期土壤水解氮和全氮平均值分别达到了100 mg/kg左右和2 g/kg左右，土壤速效磷含量保持在8 mg/kg左右，土壤速效钾含量处于中等偏上的状态(高于60 g/kg)，平均值在70 g/kg以上；无论阳坡地还是阴坡地，下坡土壤因子指标含量明显高于上坡和中坡；坡向是影响速效磷和有机质的显著因子，坡位是影响速效钾的显著因子，是影响有机质的主效因子，两个影响因子在同一水平上交互作用不明显。

(3) 水解氮与平均株高呈显著相关；速效磷与平均尖削度显著相关；速效钾与立竹度极显著相关，与平均株高显著相关，与平均胸径呈负显著相关；有机质与平均株高显著相关，与平均胸径负显著相关，与平均立竹度极显著相关。

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EffectsofdifferentslopepositionsonthegrowthofPhyllostachyspubescensandsoilfactors

DENG Sima1, HE Guoliang1, YANG Jie1, XU Ziqing1,ZHANG Yu1, ZHOU Wenzheng2

(1.Forestry Bureau of Taojiang County ,Taojiang 413400, China;2.State-owned Forest Farm of Taohuajiang in Taojiang, Taojiang 413400, China)

In order to explore the different slope position and influence on the growth ofPhyllostachyspubescensand soil factors in Taojiang area, through the different direction and position of slopePhyllostachyspubescensgrowth survey, factor analysis and analysis of soil of bamboo forest growth index and growth index of soil factor correlation found better compared to the sunny bamboo forest, bamboo shade, high, average at low height is slightly higher, and branch height difference,Phyllostachyspubescens's growth index by up to the downhill slope is gradually improved, the average effect of bamboo and the average taper main effect factor, and slope position also affect significantly the average taper factor, but the interaction is not obvious; sunny hair forest biomass is larger, more bamboo withered, index of soil factor is significantly higher than that of shady, hydrolysis nitrogen and total nitrogen in this period the average value reached about 100mg/kg and 2 g/kg, the content of soil available phosphorus is maintained at about 8 mg/kg, soil available potassium content in the medium state (above 60 g/kg), the average value is over 70 g/kg, slope soil factors are significantly higher than that in the uphill and the slope, the slope is a significant factor in available phosphorus and organic matter, slope position is the significant factor affecting potassium,and is the main factor affecting organic matter, the effect of two factors on the same level of interaction is not obvious; the hydrolysis nitrogen and the average plant height is significantly correlated, available phosphorus and the average taper is significantly related; available potassium and the average density is significantly correlated with the average strain.High significant correlation is negatively correlated with the average DBH; organic matter is significantly correlated with average plant height， significantly correlated with DBH negative, significantly correlated with the average density.

Phyllostachyspubescens; growth; soil factors; relevance; Taojiang County

2016-03-29

S 795.7; S 718.5

A

1003 — 5710(2016)03 — 0079 — 04

10.3969/j.issn. 1003 — 5710.2016.03.015

(文字编校：龚玉子)