不同坡向、坡位对白花泡桐幼龄林生长的影响

摘要：在福建省大田县桃源镇兰玉村开展不同坡向和坡位白花泡桐造林对比试验，结果表明：坡向以阳坡的白花泡桐生长量最大，半阳坡其次，阴坡最低；坡位以下坡位的白花泡桐生长量最大，中坡其次，上坡最低；坡向和坡位及交互作用对白花泡桐的生长量有显著和极显著影响；聚类分析结果显示，2年生和3年生的白花泡桐均分为六类，均将阳坡上坡、半阳坡上坡和阴坡中坡列为一类，但2年生的白花泡桐将阳坡中坡和阴坡下坡列为一类，而3年生的白花泡桐则将半阳坡中坡和阳坡中坡列为一类。本研究为了解不同坡位和坡向条件下白花泡桐的生态适应性及推动白花泡桐造林技术的可持续发展提供理论依据。

关键词：白花泡桐；坡向；坡位；幼龄林；生长指标

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）是我国优质、速生和多功能的树种，具有根系发达、生长迅速、防风固沙的作用，被广泛应用在我国农林业生产建设中[1]。林木的生长是通过与所处立地条件相互适应和相互作用来实现的，作为重要的速生树种，其栽培和生长受多种环境因素的影响，其中坡向和坡位是关键的立地因素之一，可能对白花泡桐的生长、发育及其生态功能产生显著影响[2-4]。坡向对林木生产的影响包括多方面，首先不同的坡向接收太阳辐射的量和质不同，进而影响林木的光合作用，其次坡向也是影响地面热量分布和土壤水分状况的重要因素，而白花泡桐对水分的需求较高，因此在不同坡向上造林，白花泡桐的生长状况会有所不同[3]。坡位对林木的影响则包括土壤肥力及水土流失的程度差异，通常下坡的土壤条件最佳且相对稳定，枝叶水分蒸发作用较弱，白花泡桐在不同坡位的土壤环境中，其生长速度和木材质量也可能存在显著差异[3]。国内外学者针对坡向和坡位对白花泡桐生长的影响进行了大量研究[5，6]。研究表明，合理选择坡向和坡位对提高白花泡桐的生长速度、木材质量和生态效益具有重要作用。尤其在我国南方多山地区，坡向和坡位的合理利用可以显著提高泡桐林的生产力和可持续性[7]。深入研究坡向和坡位对白花泡桐生长的影响，有助于科学指导泡桐的栽培管理，优化林地选择，提高泡桐林的产量和质量。同时，通过了解不同坡位和坡向条件下泡桐的生态适应性，可以为白花泡桐在生态修复、防护林建设等方面的应用提供理论基础，推动白花泡桐造林技术的可持续发展。

1 试验地概况

试验地位于福建省大田县桃源镇兰玉村（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，造林面积25.5hm2。试验地海拔560～660m，平均坡度23°，年平均气温18.3 ℃，年无霜期230～311 d，年降雨量1040～2435 mm。土壤为红壤，立地质量等级为Ⅱ类地。

2 试验方法

2.1 试验设计

于2024年4月，在试验地的阴坡、半阳坡和阳坡的下坡、中坡、上坡部位选择具有代表性的区域随机设置20m×20m正方形标准样地54个，对标准样地内白花泡桐的胸径、高度、冠幅、株数进行每木调查。

2.2 调查分析

使用aov（）函数对坡向坡位对白花泡桐各项生长指标进行双因素方差分析；使用NbClust包的hclust（）函数进行基于欧氏距离聚类算法对白花泡桐幼龄林生长状况在不同坡向坡位的聚类分析，采用R语言4.4.1进行以上分析。

3 结果与分析

3.1坡向和坡位对不同年生白花泡桐生长状况影响

2a生白花泡桐的胸径均值为11.85±3.70cm，变异系数为31.22%；树高均值为6.73±1.96 m，变异系数为29.12%；冠幅均值为5.26±1.57 m2，变异系数为29.85 %。3a生白花泡桐的胸径均值为14.48±3.86cm，变异系数为26.66 %；树高均值为9.52±1.87m，变异系数为19.64%；冠幅均值为7.13±1.98 m2，变异系数为27.77 %。胸径、树高和冠幅的变异系数整体较大，说明白花泡桐幼林受坡向、坡位的影响较大。

在同一坡向，2a和3a生白花泡桐得到胸径、树高和冠幅均随坡向从阳坡到阴坡表现出递减趋势，且3a生白花泡桐的各项生长指标均高于2a（表1）。

坡位对2a和3a生白花泡桐的影响也表现出从上坡到下坡逐渐增加的趋势，且3a生白花泡桐的各项生长指标也均高于2a（表2）。

3.2坡向和坡位及其交互作用对白花泡桐生长指标的影响

对白花泡桐的胸径、树高和冠幅等生长指标作坡向、坡位的双因素方差分析（表3），结果显示：坡向、坡位及两者交互作用对2a和3a生白花泡桐的胸径、树高和冠幅均有显著影响（P<0.05），其中对树高和冠幅的影响达到极显著水平（P<0.01）。

3.3白花泡桐幼龄林生长状况在不同坡向、坡位的聚类分析

采用欧氏距离聚类算法对9个坡向和坡位的胸径、树高和冠幅等生长指标进行聚类，最佳聚类分析结果表明，2a生和3a生的白花泡桐均分成六类，但不同生长年限的生长指标聚类结果略微存在差异，均将阳坡上坡、半阳坡上坡和阴坡中坡列为一类。具体来讲，2a生白花泡桐的第一类为阴坡上坡；第二类为半阳坡上坡、阴坡中坡和阳坡上坡；第三类为阳坡下坡；第四类为半阳坡中坡；第五类为半阳坡下坡；第六类为阳坡中坡和阴坡下坡。对3a生白花泡桐来说，第一类为半阳坡下坡；第二类为阳坡下坡；第三类为阴坡下坡；第四类为半阳坡中坡和阳坡中坡；第五类为阴坡上坡；第六类为半阳坡上坡、阳坡上坡和阴坡中坡。

4 讨论

泡桐于2014年纳入《国家储备林树种目录》的优良速生树种，也是目前全球最环保的速生树种之一，白花泡桐作为我国南方较为常用的造林树种之一，探究立地条件对于白花泡桐生长状况的影响对于指导造林实践具有重要意义。

坡位和坡向不仅仅代表位置的概念，它们综合反映了人工林对于温度、水分、养分和光照等生态梯度的适应，大量研究表明，坡向和坡位对土壤养分剖面也产生着重要影响，如对土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾等，这是由于土壤性质和养分在降雨侵蚀过程中再分配导致的[8]。本研究发现坡位和坡位及交互作用对2a生和3a生白花泡桐胸径、树高和冠幅等生长因子的影响均达到显著或极显著水平，表明土壤立地条件是影响白花泡桐人工林生长状况的重要因素之一。张顺平等[5]在湖北省咸宁市浅山丘陵区的研究也表明坡向、坡位及交互作用显著影响泡桐的各项生长指标和质量。但庞宏东等[2]在湖北省荆门市的研究却发现坡向和坡位等立地因子对泡桐人工林的生长量没有显著影响。研究结果的差异也从一方面表明，影响人工林生长的因素众多，可能除了立地条件外，还会受到品种品系、造林方式及后期管护水平等影响。鉴于此，后期研究中，应统一品种和管理水平，结合考虑坡向和坡位如何通过影响土壤养分的分配情况进而影响白花泡桐的生长。

白花泡桐作为强阳喜光树种，造林过程中优先考虑光照充足的阳坡和上坡，以满足白花泡桐对光照的需求。本研究也发现，在阳坡和下坡的白花泡桐各项生长指标均最高，分析其原因，阳坡和下坡的地势平坦、光照充足，有利于白花泡桐光合作用的加强，从而使白花泡桐的各项生长指标有较高的生长量。

本研究对9个坡向和坡位的胸径、树高和冠幅等生长指标进行聚类，2年生和3年生的最佳聚类结果均为六类，且均将阳坡上坡、半阳坡上坡和阴坡中坡列为一类，主要区别是2年生的白花泡桐将阳坡中坡和阴坡下坡列为一类，而3年生的白花泡桐则将半阳坡中坡和阳坡中坡列为一类。以上结果表明2年生的白花泡桐可能是由于林木在初期生长阶段对生长环境的适应性较弱，对光照的需求尚未完全体现。而在3年生时，白花泡桐的生长状况相对成熟，能够更好地适应不同的光照条件，说明其对环境的选择更加精细化[6]。也反映出随着林木树龄的增长，白花泡桐可能会调整其生长策略，以便更有效地利用周围环境的资源。这种变化可能是由于竞争加剧或者生态位的选择导致的。

本次研究中的数据主要来源于2年和3年生的白花泡桐人工林，此阶段尚处于幼林，且调查样地数量有限，其结果也只能初步反映人工林前期的生长情况，但人工林前期生长状况的优劣也往往会贯串整个林木的生长周期，因此，对于整个区域的造林技术仍有一定的指导意义。

参考文献：

[1]吕志海.不同种源白花泡桐幼林期生长特性研究[D].中南林业科技大学，2013.

[2]庞宏东，李玲，崔鸿侠，等.不同立地因子对泡桐人工林生长量及土壤理化性质的影响[J].东北林业大学学报，2021，49（07）：28-32.

[3]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（01）：109-116.

[4]林建，韦柳端，蓝柳凤，等.不同坡向坡位对桉树造林成活率的影响及生长效应分析[J].林业调查规划，2024，49（03）：29-34.

[5]张顺平，乔杰，王保平，等.低山丘陵区坡向、坡位对泡桐幼龄林生长的影响[J].东北林业大学学报，2013，41（12）：1-4.

[6]张顺平.不同坡向坡位土壤理化性质与泡桐生长关系的研究[D].北京林业大学，2014.

[7] 林建，韦柳端，蓝柳凤，等.不同坡向坡位对桉树造林成活率的影响及生长效应分析[J].林业调查规划，2024，49（03）：29-34.

[8] 龚世豪，查同刚，张晓霞，等.晋西黄土区典型林分凋落物-土壤养分对降雨再分配变化的响应[J].生态学报，2024，（17）：1-12.