华南丘陵区坡向和坡位对西南桦和灰木莲生长的影响

陈耀辉，赵志刚 ，李保彬，王春胜 ，许伟兵，郭俊杰 ，黎新宇，曾 杰

（1. 广东省东江林场，广东 紫金 517465；2. 中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520）

华南丘陵区坡向和坡位对西南桦和灰木莲生长的影响

陈耀辉1，赵志刚2，李保彬1，王春胜2，许伟兵1，郭俊杰2，黎新宇1，曾 杰2

（1. 广东省东江林场，广东 紫金 517465；2. 中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520）

以广东省东江林场引种的7年生西南桦Betula alnoidas和灰木莲Magnoliaceae glanca人工林为对象，分别于阳坡和阴坡设置样带调查其生长表现，分析华南丘陵山地坡向和坡位对2个树种生长的影响，为其人工林规模发展提供技术支撑。结果表明：（1）西南桦胸径在坡向间差异不显著（P＞0.05），坡位间差异极显著（P＜0.01），其树高在坡向和坡位间均差异极显著，灰木莲胸径和树高在坡向和坡位间均差异极显著，两个树种胸径和树高在坡位间的差异均高于坡向间，且总体上表现出随坡位升高而减小的趋势。（2）2者冠幅的变化规律与胸径一致；西南桦冠长在阳坡随坡位升高而减小，在阴坡则随坡位升高而增大，而灰木莲冠长在阴坡随坡位升高而增大，在阳坡的坡位间差异不显著。（3）西南桦活枝下高和死枝下高仅在阳坡的坡位间差异显著（P＜0.05），而灰木莲在坡向和坡位间均差异显著；西南桦活枝下高和死枝下高均大于灰木莲，而灰木莲的死枝宿存区段长度大于西南桦。（4）综合生长及自然整枝能力分析可知，坡向和坡位对灰木莲的影响大于西南桦；从早期生长表现来看，灰木莲在阴坡较阳坡适宜，且最宜在下坡种植，而西南桦则在阴坡及阳坡的中下坡均适宜。

坡向；坡位；西南桦；灰木莲；立地选择

坡向和坡位是造林选地的主要地形因子，可影响水热条件以及土壤养分空间分布特征[1-3]，对于林木生长具有重要影响[4-9]。南方丘陵山区的山体相对较小，加之热量高、降水充沛、坡向和坡位等立地因子对树种的影响往往被忽视，当前一些珍贵阔叶树种处于大规模发展初期，大多尚未开展针对性的立地分类研究[10]，林业生产中为了方便操作往往采取简单的集中连片造林，因此导致一些树种生长不良，难以成林成材[11-12]，不但影响到一些树种的健康发展，也对林业生产造成较大的负面影响[13]。

西南桦和灰木莲2个珍贵阔叶树种在华南地区生长表现较好，在营建用材林和生态公益林中使用较为普遍。2个树种虽然均为速生树种，但其生物学和生态学特性存在明显差异，对立地的要求也各不相同。西南桦Betula alnoides天然分布于我国云南、广西等地，属强阳性树种，其适应性强，生长迅速，木材优良，应用广泛[14,15]，其人工林在西南和华南地区发展迅速，成为我国热带南亚热带地区重要的用材林造林树种之一。灰木莲Magnoliaceae glanca原产越南及印度尼西亚，干形通直，具早期速生特性，喜暖热气候，不耐干旱、瘠薄，亦适生于热带南亚热带地区，在我国福建、广东、广西和海南等地引种普遍生长良好，亦成为华南地区造林常用的重要珍贵阔叶树种之一[10,16]。然而2个树种人工林在发展过程中均产生由于立地选择不当而引起的诸多问题，如生长不良、成林困难、虫害发生严重等[15]，甚至影响到其在一些地区的发展，因此极其有必要开展不同树种的立地选择研究，以提高林分质量和产量。

本研究选择西南桦和灰木莲7年生人工林为对象，重点分析坡向和坡位两个重要立地因子对其生长的影响，从立地和树种特性两方面综合分析树种的立地适应性，为开展其立地选择、实现适地适树提供依据，从而促进其人工林的健康可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广东省河源市紫金县古竹镇广东省国营东江林场奎溪工区 （N23°25′5″，E114°40′0″）。该地区属低山丘陵地形，土壤为赤红壤，主要由花岗岩及部分砂岩发育而成，土壤肥力偏低。该区域属南亚热带季风气候，年均气温20.9～21.5 ℃，最热极端气温37 ℃，最冷极端气温零下2 ℃，年均降水量1 600～1 900 mm。调查林分为西南桦×灰木莲混交林，面积为15 hm2，海拔150～180 m，营建于2008年4月，采用带状混交，混交比例为4∶3，造林株行距2 m×3 m，按照生产上的常规措施进行造林和抚育管理，保存率平均为85%。

1.2 生长调查与数据分析

2015年4月分别在阴坡和阳坡的西南桦和灰木莲人工林各设置3条20 m宽的样带，于上、中、下坡分别设置20 m×20 m样地，即每个坡向每个坡位各3块样地，共设置18块样地，调查树高、胸径、活枝下高、死枝下高和冠幅，根据树高、活枝下高和死枝下高分别计算冠长、死枝宿存区段长度。采用SPSS13.0软件进行方差分析和多重比较 （Duncan法，P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 坡向和坡位对胸径和树高的影响

西南桦胸径在坡向间差异不显著 （P＞0.05），而树高差异极显著 （P＜0.01）。西南桦胸径和树高在阳坡随坡位升高均显著下降；在阴坡的坡位间差异不显著。西南桦胸径和树高在阳坡下坡均高于阴坡下坡，阳坡上坡低于阴坡上坡，而在中坡、阳坡和阴坡间胸径和树高均相近 （见图1）。灰木莲胸径和树高在坡向、坡位间均差异极显著，在阳坡和阴坡均随坡位升高而下降，且阴坡高于阳坡；两个坡向的相同坡位间差异随坡位升高而加大，且树高差异大于胸径 （见图1）。

比较而言，在研究区域内西南桦的生长表现优于灰木莲，两者间的树高差异大于胸径差异，西南桦的平均胸径和树高比灰木莲分别高31%和51%。2个树种在阳坡的差异较阴坡更为明显，在阳坡西南桦的胸径和树高分别比灰木莲高56%和71%，而在阴坡分别高13%和34%；上坡的差异（68%和73%） 较中下坡 （19%和41%） 高。由此可知，坡向和坡位对灰木莲的影响较西南桦显著，灰木莲在阴坡的中、下坡和阳坡的下坡表现较好，而西南桦除在阳坡上坡表现较差外均表现较好。

2.2 坡向和坡位对树冠特征的影响

西南桦的冠幅在坡向间差异不显著（P＞0.05），而灰木莲的冠幅在坡向间差异极显著（P＜0.01），2个树种的冠幅在坡位间均差异极显著。西南桦的平均冠幅大于灰木莲，两者在阳坡的差异大于阴坡。

2个树种的冠长、冠高比在坡向和坡位间的变化规律则明显不同。在阳坡，西南桦冠长随坡位升高而下降，冠高比则变化不明显；在阴坡，其冠长和冠高比均随坡位升高而增加。灰木莲则表现出与之相反的变化规律，其冠长在阴坡随坡位升高而下降，在阳坡变化不明显；而冠高比在阴坡变化不明显，在阳坡随坡位升高而增加 （见图2）。西南桦冠长在阳坡大于阴坡，而灰木莲则阴坡大于阳坡。两个树种比较，在阳坡西南桦的冠长大于灰木莲，而在阴坡灰木莲的冠长大于西南桦。而无论在阴坡或阳坡，西南桦的冠高比均低于灰木莲。综合来看，西南桦的平均冠幅大于灰木莲，除阳坡的下坡外，其冠长和冠高比总体上均低于灰木莲 （见图2）。

图1西南桦和灰木莲胸径和树高的坡向和坡位间比较Fig.1 DBH and tree height differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

2.3 坡向和坡位对自然整枝能力的影响

西南桦的活枝下高和死枝下高在阳坡的坡位间均差异极显著 （P＜0.01），而在阴坡差异不显著 （P＞0.05）；灰木莲则在坡位间和坡向间均差异极显著，总体上表现出随坡位升高而下降的变化趋势 （见图3）。西南桦的平均活枝下高约为灰木莲的2倍，死枝下高约为灰木莲的5倍，但西南桦死枝宿存区段长度较灰木莲低26%左右。西南桦活枝下高和死枝下高占树高的比例均值在阳坡和阴坡分别为66%和45%、69%和52%，而灰木莲则为45%和10%、3%和18%。由此可见，西南桦的整枝能力高于灰木莲，2个树种在阴坡的整枝能力均高于阳坡。

西南桦的死枝宿存区段长度占树高的比例在阳坡和阴坡分别为21%和17%，占自然整枝区段长度 （即活枝下高） 分别为31%和25%，灰木莲对应的比例分别为35%和34%、75%和66%。由此可见，西南桦和灰木莲的死枝宿存区段长度在阳坡均高于阴坡，灰木莲的自然整枝高度低于西南桦，而死枝宿存区段长度及其占树干和整枝区段的比例均高于西南桦，进一步说明灰木莲早期自然整枝能力较差，这些差异除受立地的影响外，还与树种的木材性质和分枝结构等特性有关[17]。

3 结论与讨论

图2 西南桦和灰木莲的树冠特征的坡向和坡位间比较Fig.2 Crown differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

图3 西南桦和灰木莲的自然整枝的坡向和坡位间比较Fig.3 Natural pruning capacity differences of Betula alnoides and Magnoliaceae glance among slope aspects and positions

（1） 当前南方珍贵阔叶树种人工林发展迅速，但一些地区大规模造林效果并不理想[10,11,13]，这主要与立地选择不当有关。通过对广东省东江林场引种的西南桦和灰木莲的生长表现进行比较分析显示，坡向和坡位对西南桦和灰木莲的生长具有显著影响，但影响程度在2个树种间存在明显差异。在阳坡，西南桦生长对坡位较为敏感，随坡位升高胸径和树高下降，在阴坡则差异较小；其树高和胸径在阳坡中下部高于或接近阴坡，而在上部则低于阴坡，反映出其作为先锋树种的喜光特性以及作为速生树种的喜水喜肥特性[14-15]。灰木莲的各项生长指标在阴坡和阳坡总体上均表现出随坡位升高而下降的趋势，其在阴坡的生长表现优于阳坡，反映其对水肥条件的要求较高，以及早期具有一定的耐荫性[10,16]。比较而言，西南桦在该地区的适应性和早期生长表现均优于灰木莲，西南桦适宜在阴坡以及阳坡的中下部种植，灰木莲则更适宜在阴坡下部种植。

（2）坡向和坡位不但对西南桦和灰木莲的胸径和树高的影响显著，而且影响其林分内个体竞争和自然整枝情况。西南桦和灰木莲的冠幅、活枝下高和死枝下高对坡向和坡位的响应基本上与胸径和树高一致。灰木莲的整枝强度低于西南桦，但死枝宿存区段长度大于西南桦，这主要与两个树种生物学特性差异有关[17]。西南桦冠长在阳坡随坡位升高而下降，但在阴坡其冠长及冠高比均升高，这可能与西南桦属于强阳性树种[14,15]，在阴坡采取增加冠长提高光合能力来维持生长或提高竞争能力有关。而灰木莲的冠长在阴坡的坡位间变化与其他生长指标变化趋势一致，在阳坡其冠长在坡位间差异不显著，调查时该树种中下坡林分已经郁闭，树冠特征反映了立地和竞争的影响，在上坡由于生长较差，林分尚未郁闭，整枝高度小，间接反映出其树种耐荫性较高和对水分条件要求高等特性[10,16]。

（3）坡向和坡位是林业生产中重要的立地因子，坡向主要是影响光照条件，坡位则影响土壤养分和水分等的再分配[9]。在华南地区由于纬度较低，光照条件较好，尤其是在丘陵地区山体相对不高，坡向以及坡位的差异更容易被忽视。以往研究较多关注坡位效应，涉及的树种多表现出对坡位的明显响应，而往往对坡向不够重视[4-10]，坡向的作用不但影响光照资源再分配，而且可影响到不同坡向的水分蒸发状况，加剧土壤水分和养分等在坡向和坡位间的分化[9]，进而影响植物的适应性和生长表现。本研究中西南桦和灰木莲在阳坡的坡位间变化幅度均高于阴坡，说明丘陵地区坡向的影响十分明显，而2个树种在阴坡和阳坡的生长差异则与2个树种的生物学和生态学特性差异有关，西南桦属于强阳性先锋树种，在阴坡和阳坡均适应性较强，而灰木莲属于早期耐荫性树种，对水分条件要求高，在阳坡生长较差且坡位间差异大。研究表明在华南低山丘陵地区坡向、坡位效应十分明显，坡向和坡位均可影响林木的生长发育，但影响程度因树种而异。因此，应针对不同生物学和生态学特性的树种开展不同地区的坡向和坡位效应研究，以便在大规模造林时根据树种特性科学合理选择立地[11,13]，严格贯彻适地适树原则以提高林分产量和质量。

[1] 朱德兰, 吴发启. 不同地形部位土壤水分的年变化分析[J].中国水土保持科学, 2003, 1(4): 28-31.

[2] 周邦社, 杨新兵. 植被和坡向对土壤温度与土壤热通量变化的影响[J]. 河北农业大学学, 2011, 34(2): 80-85.

[3] 陈 晨, 刘丹辉, 吴键军, 等. 东灵山地区辽东栎叶性状与地形因子关系[J]. 生态学杂志, 2015, 34(8): 2131-2139.

[4] 方志伟. 不同坡位对香樟生长发育的影响[J]. 福建林业科技,1997, 24(4): 20-22.

[5] 梁淑娟, 潘 攀, 孙志虎, 等. 坡位对水曲柳及胡桃楸生长的影响[J]. 东北林业大学学报, 2005, 33(3): 18-19.

[6] 刘 鑫, 满秀玲, 陈立明, 等. 坡位对小叶杨人工林生长及土壤养分空间差异的影响[J]. 水土保持学报, 2007,21(5):76-81.

[7] 王向荣, 孙海龙, 余 鑫, 等. 坡向和坡位对水曲柳中龄林生长的影响[J]. 山西农业大学学报:自然科学版,2011, 31(1):76-81.

[8] 刘帅成, 李志辉, 李 艳, 等. 不同坡位对福建柏生长影响的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2014, 34(12): 52-55.

[9] 张顺平, 乔 杰, 孙向阳, 等. 坡向、坡位对泡桐人工林土壤养分空间分布的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2015,35(1): 109-116.

[10] 卢立华, 何日明, 农瑞红, 等. 坡位对灰木莲生长的影响[J].林业科学研究, 2012, 25(6): 789-794.

[11] 孙长忠, 沈国舫. 我国人工林生产力问题的研究Ⅱ—影响我国人工林生产力的人为因素与社会因素探讨[J]. 林业科学,2001, 37(4): 26-34.

[12] 陈淑容. 不同立地因子对楠木生长的影响[J]. 福建林学院学报, 2010, 30(2): 157-160.

[13] 盛炜彤. 人工林的生物学稳定性与可持续经营[J]. 世界林业研究, 2001, 14(6), 14-21.

[14] 曾 杰, 郑海水, 翁启杰, 等. 我国西南桦的地理分布与适生条件[J]. 林业科学研究,1999,12(5): 479-484.

[15] 曾 杰, 郭文福, 赵志刚, 等. 我国西南桦研究的回顾与展望[J]. 林业科学研究, 2006, 19(3): 379-384.

[16] 韦善华, 覃 静, 朱贤良, 等. 南宁地区灰木莲人工林生长规律研究[J]. 西北林学院学报, 2011, 26(5): 174-178.

[17] O’Hara KL. Pruning wounds and occlusion: A long-standing conundrum in forestry[J]. Journal of Forestry, 2007,105:131-138.

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

国家“十二五”科技支撑项目 （2012BAD21B0102）

陈耀辉，工程师 通讯作者：赵志刚，副研究员；E-mail： zhaozhigang1979@126.com

陈耀辉，赵志刚，李保彬，等.华南丘陵区坡向和坡位对西南桦和灰木莲生长的影响[J].中南林业科技大学学报，2017,37(1): 33-37.

[本文编校：谢荣秀]