土壤养分、林分结构和地形因子对毛竹更新的影响_宋贤芬.pdf

第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 20231)福建省科技计划高校产学合作项目(2020N5003);福建高校产学项目(2019N5012)。第一作者简介:宋贤芬，女，1996 年 11 月生，3S 技术与资源优化利用福建省高校重点实验室(福建农林大学)、福建农林大学林学院，硕士研究生。Email:1941347977 qqcom。通信作者:余坤勇，3S 技术与资源优化利用福建省高校重点实验室(福建农林大学)、福建农林大学林学院，教授。Email:yuyku126com。收稿日期:2022 年 6 月 3 日。责任编辑:王广建。土壤养分、林分结构和地形因子对毛竹更新的影响1)宋贤芬赵各进严夏帆陆雪婷刘健余坤勇(福建农林大学，福州，350002)摘要为探究带状采伐后毛竹更新效果以及影响恢复更新的关键因子，以带状采伐后翌年生毛竹纯林为对象，探讨土壤养分、林分结构和地形因子等对毛竹恢复更新的影响。结果表明:土壤养分质量分数对新竹平均胸径、平均高、样地株数影响显著，其中，土壤全碳是影响最显著的因子。原有林分平均高对新竹平均胸径和平均高影响显著，原有林分年龄均匀度直接影响新竹平均高，原有林分结构对新竹株数影响不显著。不同地形的新竹数量存在显著差异，平均胸径和平均高差异不显著;新竹株数在不同地形表现为下坡中坡上坡，阴坡大于阳坡，缓坡大于陡坡;地形因子的交互作用对新竹平均胸径、平均高和株数的影响不显著;土壤养分、林分因子和地形因子的交互作用解释了新竹胸径和竹高的大范围变异。改善带状采伐后翌年的新竹生长更新，可通过控制土壤养分等环境因子来实现。关键词毛竹;带状采伐;土壤养分;林分结构;地形因子分类号S7537Effects of Soil Nutrients，Stand Structure and Topographic Factors on the egeneration of Phyllostachys pubescensbefore Strip Harvesting/Song Xianfen，Zhao Gejin，Yan Xiafan，Lu Xueting，Liu Jian，Yu Kunyong(Fujian Agricul-ture and Forestry University，Fuzhou 350002，P China)/Journal of Northeast Forestry University，2023，51(3):712In order to explore the regeneration effect of Phyllostachys pubescens after strip cutting and the key factors affecting therestoration and regeneration，we studied the effect of soil nutrients，stand structure and topographic factors on the restora-tion and regeneration of P pubescens before the cutting by taking the pure forest of P pubescens in the following year afterstrip cutting as the object The soil nutrient content had a significant effect on Hsinchu s average DBH，average height，and the number of plants in the plot，among which soil total carbon was the most significant factor The average height ofthe original stand had a significant impact on the average diameter at breast height and average height of Hsinchu，the ageuniformity of the original stand directly affected the average height of Hsinchu，and the original stand structure had no sig-nificant effect on the number of Hsinchu trees There are significant differences in the number of Hsinchus in different ter-rains，and there is no significant difference in the average diameter at breast height and average height The number ofHsinchu trees in different terrains is in the descending orders of downslope;middle slope and uphill;shady slope and sun-ny slope;and slope 120 and slope 2140，respectively The interaction of topographic factors has no significant effecton the average diameter at breast height，average height and plant number of Hsinchu The interaction of soil nutrients，stand factors and topographic factors explained the large-scale variation in DBH and bamboo height in Hsinchu Improvingthe growth and regeneration of Hsinchu in the following year after strip cutting can be achieved by controlling environmentalfactors such as soil nutrientsKeywordsPhyllostachys edulis;Strip cutting;Soil nutrients;Stand structure;Terrain factor毛竹(Phyllostachys edulis)是我国南方主要竹种，根据第九次全国森林资源调查结果显示，毛竹资源面积占竹林资源 7296%1。但是随着毛竹经营成本的增加、人力资源的紧缺以及经营难度提高等因素的影响2，部分区域的毛竹林逐渐出现荒芜的现象，极大地影响了毛竹资源的有效利用。带状采伐是一种效率高、成本低的采伐方式3。毛竹资源的规模化、机械化经营是解决成本上升、人力资源不足、区域竹资源荒芜的关键。植被恢复与生态系统的演化高度相关，地形、土壤、植被、水文都会导致植被动态分布格局、物种、生物量和群落结构的空间异质性4。幼苗更新与环境条件、林分结构、人为干扰等因子相关5;土壤养分是立地质量重要组成成分，也直接影响林地的生产力水平和植被更新6;土壤氮、磷是限制林分发育的重要元素，也是限制毛竹的生长的营养元素7;林分状况不同，其幼林的恢复更新状况也有所差异8，竹龄和林分密度直接影响幼苗的更新密度9;地形是重新分配自然资源的主要因素之一10，地形通过影响土壤水分、温度、光照的移动分配影响幼苗的生长11，坡向和坡位等地形因子影响植物的物种数量、生物量和碳储量的分布1213。毛竹带状采伐后林下群落结构动态14、土壤微生物群落结构15 及土壤理化性质的变化16 等对毛DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.020竹林的恢复更新具有重要影响。为了揭示毛竹带状采伐恢复更新的趋势，以及采伐前土壤养分、林分结构和地形因子对带状采伐后毛竹恢复更新的影响，制定更有效的毛竹经营措施，促进区域林农的经济收入。本研究以福建省永安市上坪乡毛竹林作为对象，布设 28 个面积为 20 m9 m 的样地，实施带状采伐处理，分析带状采伐前林分资源对采伐后 1 年生毛竹林恢复更新的影响，为带状采伐经营技术提供理论基础。1研究区概况研究区位于永安市上坪乡，上坪乡位于永安市东部，距市区 22 km，海拔 1 120 m，属高山区，昼夜温差大，气温539，与青水、槐南乡交接，交通便利。土壤类型主要以黄壤为主，乔木主要有少量马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lan-ceolata)，灌木主要有石楠(Photinia serrulata)、冬青(Ilex chinensis)、山茶(Camellia japonica)、红花檵木(Loropetalum chinense)、鹅掌柴(Schefflera octophyl-la)等，草本主要有沿阶草(Ophiopogon bodinieri)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)、狗 脊(Cibotiumbarometz)、冷水花(Pilea notata)等。2材料与方法21方案设计及样地设置2020 年 12 月，在研究区布设 28 个面积为 20 m9 m 的毛竹纯林样地，样地之间的隔离带大于 3 m。在每个样地内进行林分和地形调查，并采集土壤用于理化性质测定。2020 年 12 月对设置的所有样地进行采伐处理，翌年 4 月份在毛竹的出笋期对新竹进行调查。22数据获取及处理221林分因子林分因子包括空间结构和非空间结构因子。空间结构因子包括角尺度和大小比数等;非空间结构因子包括平均胸径、平均树高、林分年龄、林分密度等。2020 年 12 月，对样地内胸径大于 3 cm 的所有毛竹每木检尺，包括胸径和竹高调查，记录每棵毛竹的年龄，年龄包含度竹、度竹、度竹等，并实测每株毛竹的相对位置。在 2021 年 4 月，对带状采伐后恢复更新的 1 年生毛竹进行调查，调查中要求只测定毛竹胸径大于 3 cm 的毛竹，记录毛竹胸径、树高、株数。将采集到的数据进行整理，计算林分平均胸径;根据不同龄级毛竹株数的分布均匀程度来代表年龄结构17。年龄均匀度(A):A=Si=1PilnPilnS。式中:S 为龄级数，Pi是第 i 龄级的株数比例。根据毛竹的相对坐标及胸径计算角尺度和大小比数，参考仇建习等18 林分结构参数计算方法。角尺度是最近相邻木角小于标准角 a0的个数占相邻木 4 株的比例，用公式表示为:Wi=144j=1aij。式中:Wi为第 i 株对象竹角尺度，当第 j 个 a 角小于标准角 a0时，aij=1，反之，aij=0。大小比数是大于对象木的最近相邻木占所考察的 4 株最近相邻木的比例，公式为:Ui=144j=1Kij。式中:Ui为第 i 株对象竹大小比数;相邻竹 j 胸径大于对象竹 i 时，Kij=1，反之，Kij=0。222地形因子实际调查每个样地的地形因子，调查内容包括坡度、坡向、坡位。以样地的分布情况为基础，将地形因子分为不同水平。参考范叶青等19 的划分标准，将坡度分为缓坡、陡坡;坡位分为上坡、中坡和下坡;坡向分为阴坡(北面、东北面、东面、东南面)和阳坡(南面、西南面、西面、西北面)。223土壤样品采集及测定土壤采集时间为 2020 年 12 月。在样地内沿对角线选择 3 个点进行土样采集，每个点深挖 40 cm，去掉土壤表层凋落物，