地形因子對水曲柳中齡林生物量分配的影響

地形因子對水曲柳中齡林生物量分配的影響

frabi柳樹是中國東北林區(qū)的稀有樹種，可以明確地闡明種植與栽培環(huán)境之間的關系，具有重要的經濟和生態(tài)意義。選擇適宜的立地是培育速生、豐產和優(yōu)質人工林的重要前提,因此,有關立地條件與水曲柳人工林生長之間的研究,得到了較多的關注。由于受生長環(huán)境以及分布區(qū)的限制,國外對水曲柳的研究大多集中在日本和韓國盡管針對水曲柳適生立地以及相關領域開展了較多研究,但仍然有些問題有待明確。以往研究中,林分均處于幼齡林階段,隨著林木個體生長發(fā)育的進行,林分的生長狀況如何與立地條件發(fā)生作用并不清楚。此外,過去的研究主要針對林木地上部分生長狀況開展,而對地下生長狀況關注較少。為此,本文以黑龍江省帽兒山地區(qū)水曲柳中齡(21年生)人工純林為例,研究了不同坡向、坡位對水曲柳人工林地上和地下部分生長以及生物量分配的影響,通過結合以往的研究,旨在揭示不同生長發(fā)育時期影響水曲柳人工林生長和生物量分配的主要立地因子,為水曲柳適宜造林地的選擇提供參考。1材料和方法1.1蘇集山水勢區(qū)域研究地點位于東北林業(yè)大學帽兒山實驗林場尖砬溝森林培育實驗站(127°30′~127°34′E,45°21′~45°25′N),屬溫帶大陸性季風氣候區(qū)。該地年均氣溫2.8℃,1月平均溫度-19.6℃,7月平均溫度20.9℃。年平均降水量723mm,年平均蒸發(fā)量1094mm。無霜期120~140d,≥10℃的積溫2526℃。土壤為典型暗棕壤,土層厚度約為40cm。1.2學習方法1.2.1幼林撫育處理研究林分為1986年營造的水曲柳人工純林(2年生苗),株行距為1.5m×2.0m,幼林撫育3年后,再無撫育處理。本實驗區(qū)水曲柳人工林主要分布于溝谷東西兩側山坡上,于2007年10月中旬,分別在東、西坡向上(坡度15°左右),各選取3條帶狀水曲柳純林,在帶內的坡上和坡下各選取1塊樣地(面積約600m1.2.2干預分析與生物量估算生物量的估算采用2004年8月相同林地內的樹干解析數據1.3坡向、坡位對林分生長的影響對每木調查的胸徑、樹高等數據,計算平均值和標準差;通過胸徑與地上或地下生物量的異速生長方程(表1),結合樣地面積與株數,估計林分水平地上和地下生物量;采用雙因素方差分析的方法,檢驗坡向、坡位對林分平均胸徑和優(yōu)勢樹高的影響。所有運算均采用SPSS13.0forWindows完成。2結果與分析2.1坡向和坡位對林木徑級分布的影響無論坡上還是坡下,東向坡林分的平均胸徑、優(yōu)勢木平均高均小于西向。同一坡向上,坡下林分平均胸徑和優(yōu)勢木平均高在西向坡上均大于坡上,但相對差異較小(均<5%),然而東向坡則以坡上林分生長相對較好,其中胸徑相差11.3%,優(yōu)勢樹高相差14.2%。由表2可以看出,坡向和坡位對林木徑級分布有明顯影響。不同坡向比較發(fā)現,同為坡上,生長在西向坡的林分小徑木(2cm徑階)所占比例為18.7%,明顯高于東向(9.7%),而兩個坡向上的中徑階(4~10cm)、大徑階(>12cm)林木株數比較接近;而在坡下,西向坡小徑木所占比例明顯少于東向坡。相同坡向上,坡位對林木徑級分布比例的影響不同。西向坡,坡上2cm和4cm徑級比例高于坡下,但中、大徑級比例低于坡下;而東向坡林木在坡上、坡下的生長情況與西向相反,坡上小徑木比例較小,而中、大徑木比例較大。2.2坡向和坡位對水曲柳生物量分配的影響從表3可以看出,坡向和坡位對水曲柳林分地上、地下生物量均有影響。東向坡和西向坡相比,二者在坡上的地上或地下生物量上相差都很小(均<5.0%),而在坡下,西向坡都明顯高于東向坡,地上生物量相差32.6%,地下生物量相差40.0%。地上與地下生物量分配在不同坡向和坡位存在差異,且受坡向影響較大。東向坡水曲柳林分地上與地下生物量之比在坡上、坡下都明顯高于西向,分別相差3.1%和13.2%;而坡位之間的差異相對較小,其中東向坡林分地上與地下生物量之比在坡下比坡上高5.9%,但是西向坡呈相反趨勢相差3.7%。坡向和坡位對水曲柳林分總生物量也有影響。相同坡位,西向坡林分地上與地下生物量之和均高于東向坡,尤其在坡下差異大(平均差異為34%);不同坡位上,西向坡總生物量以坡下較大(平均相差9.8%),東向坡則相反,平均差異為20%左右。2.3坡位和坡位對水曲柳胸徑生長的影響由表4可知,坡向對水曲柳林分樹高生長有顯著影響(P<0.05),而對水曲柳胸徑生長影響不顯著;但是坡位對水曲柳林分高和胸徑生長均沒有顯著影響(P>0.05)。如果把優(yōu)勢木平均高作為立地質量評價的指標,對于水曲柳中齡林林分,坡向是比坡位影響立地質量評價更加重要的指標。3討論3.1坡度和坡度對水曲柳中齡林生長的影響從坡向看,西向坡水曲柳林分生長好于東向坡,因西向坡環(huán)境更接近陰坡,故本結果與范志強等以往研究發(fā)現,本地區(qū)有較明顯的逆溫現象3.2坡向作用在正行礦物質生活中的應用在本研究中,不同坡向與坡位條件下,林分地上生物量占總生物量的比例變化范圍為79.1%(西向坡下)~81.0%(東向坡下),這比溫帶森林和北方森林地上生物量所占的比例(73%~79%)稍高本研究表明坡向對總生物量和地上、地下組分的影響均較大,這與其他研究一致,盡管方差分析表明坡向的作用并不顯著。劉增文等雖然林分地上、地下生物量在不同坡向差異較大,但是,坡向和坡位對水曲柳生物量分配的影響相對較小,只有將坡下林分進行比較時,西向坡地上與地下生物量之比才明顯低于東向坡(相差約10%)?？赡艿脑蛟谟?在個體水平上,與胸徑大的林木相比,胸徑越小的林木,越傾向于向地上分配更多的生物量。例如,依據表1中的回歸關系,直徑4cm樹木個體地上與地下生物量的比值為4.77,而直徑10cm個體的對應值為3.48。從表2可以看出,在西向坡,坡下林分具有較高的粗直徑個體的比例(>12%),而東向坡下則以小直徑樹木個體占絕對多數,如4cm徑階占了43.6%,這些結果表明徑級分布比例對林分水平上生物量分配格局有重要的影響。4坡向和坡向對林分生長和生物量分配的影響坡向和坡位對水曲柳中齡林林分的生長有重要影響。坡向對林分平均胸徑和優(yōu)勢樹高的影響要大于坡位,且坡向對優(yōu)勢樹高有顯著的影響(P<0.05)?？傮w而言,西向坡林分生長狀況好于東向坡,而且坡下與坡上林分生長狀況的優(yōu)劣,強烈地受到坡向的影響。在林分水平上,總生物量和地上、地