不同林分條件下林下大葉芹生長狀況研究

不同林分條件下林下大葉芹生長狀況研究

大葉蓮藕是遼東山區野生蔬菜的代表。目前關于大葉芹的研究主要集中于催芽技術1材料和方法1.1試驗設計及森林類型遼寧省東部山區是長白山脈的西南延伸部分,海拔在256~670m,屬于中低山地。氣候為東部山地濕潤季風氣候,年平均氣溫一般為5~8℃;夏季炎熱多雨,冬季較長且多雪,年降水量在700~1100mm,且多集中在7~8月。全年蒸發量1117.4mm;無霜期為120~125d;全年的平均日照在2300h以上;植物生長季在4~9月;其森林資源豐富,植物種類2000多種,主要森林類型包括櫟林、闊葉雜木林、紅松林、落葉松林等。本試驗于遼寧省清原縣灣甸子鎮砍椽溝村進行,地理位置位于東經125°11′12.7″,北緯41°57′54.4″處,所處林地中分為人工林和天然次生林,其中人工林多為落葉松林,個別為紅松林,天然次生林主要由椴樹(Tiliatuan)、楊樹(Populusalba)和柞樹(Quercusmongolica)等闊葉樹構成的雜木林,與林下對照的全光坡耕地為同一山谷中的坡耕地。試驗地為各種林型下及全光坡耕地(作為對照)種植大葉芹,林下大葉芹于2004~2014年陸續種植,面積約20hm1.2不同坡向,確定觀測標準地及觀測時段通過對林地的踏查,針對大葉芹的生物學特性和所處林分的不同林分類型、不同坡位、不同坡向等條件,選擇了典型的10塊試驗林地和1塊作為對照試驗的全光坡耕地(除沒有林木以外,與1號樣地坡位、坡向、坡度等條件相似)。調查其立地上的喬木種類和坡位,用羅盤儀測定方位角以確定其坡向,并計算其坡度,結果見表1。在每一塊樣地內,均按“Z”形分布均勻設置10m×10m觀測標準地,每個標準地內隨機設3塊30cm×30cm的小樣方。在每一塊標準地的樣方中設置觀測點,觀測內容分別為每塊標準地的地下、地表、地上的溫度等氣候因子;大葉芹生長期為每年的4月中旬到5月中上旬,前期約為4月中旬;中期為4月下旬;后期(采菜期)為5月中上旬,本次試驗觀測時段為2015年4月16~18日(第一階段),2015年4月23~25日(第二階段)和2015年5月6~8日(第三階段);每天觀測時間為6:00~18:00,時隔2h觀測1次;地上觀測高度3cm,地下觀測深度10cm;重復讀數4~6次后取平均值。在同一品種生長的中期和后期,在11塊標準地內隨機的3個樣方中,每塊標準地取10株大葉芹,分別測量每株的株高、展葉數以及質量。大葉芹階段生長量計算公式:式中:△S為階段生長量(cm);S2結果與分析2.1大葉芹生長狀況第4位各樣地中生長差異是由樣地中所有環境因子共同作用的結果,對樣地差異的分析相當于對各環境因子的組合模式進行分析。本部分探討不同立地條件下的10塊林下樣地(1~10號樣地)之間、林下與全光坡耕地(11號樣地)之間的生長的差異。其中7號和9號樣地大葉芹苗齡為2年,相關研究由表3可知,生長中期林下各樣地之間的株高前4名排序為:5號>2號>4號>10號;生長后期林下株高與中期大致一致,有細微差別,株高前4名排序為5號>2號>10號>4號;展葉數前4名排序為4號>2號>5號>10號,由此可以看出生長狀況比較好的樣地為2號、4號、5號和10號。由表1可知,2號、5號和10號樣地同屬于人工落葉松林環境,而4號和5號樣地同位于半陽坡,這說明人工落葉松林下和半陽坡大葉芹長勢最好。樣地11為全光坡耕地,它的生長中期和末期的株高和展葉數均明顯低于其他樣地的響應指標。從生長中期開始就可以看出,大部分林下的株高大約為全光坡耕地上株高的3倍,而生長末期依舊延續了這一生長狀態。并且由表2的方差分析可以看出,各標準地對于株高的影響均達到了極顯著水平(p<0.01),不同樣地條件對生長末期展葉數的影響也達到顯著水平(p<0,05),而不同樣地條件對于生長中期展葉數的影響不顯著(p>0.05)。將不同樣地下的生長狀況進行多重比較,可以看出,除1號樣地外,大葉芹生長于全光坡耕地或林下,其株高和展葉數都有顯著差異。而1號樣地與全光坡耕地11號樣地的株高和展葉數相近,是由于1號樣地位于距離11號樣地很近的天然林緣,植被不多,因而光照條件相近。由其他樣地的數據(表3)可以看出,立地條件對大葉芹的生長影響較大,通過調查,林下樣地的土壤條件和小氣候比林外全光坡耕地上的條件好很多,豐厚的枯枝落葉層保存了土壤的養分,控制水土流失,而且根據光照強度和郁閉度的調查,在生長的第一和第二階段,落葉松林下生長區域屬于略微遮陰的程度,由于大葉芹的生長期早于喬木的出芽期,所以郁閉度沒有那么大,但是枝干還是會存在略微遮陰的狀態。2.2不同坡度對林下生長狀況的影響通過對樣地的選擇和分析,選取主要存在的5種影響因子:林分類型(天然次生林、人工落葉松林和人工紅松林)、坡向(半陰坡和半陽坡)、坡位(上坡和下坡)、坡度(5~10°,10~15°,15~20°,20~25°)和苗齡(<3年和≥3年)進行多因素方差分析。由表4可知,林型、坡向以及坡度對株高均有極顯著影響(p<0.01),坡位和苗齡有顯著影響(p<0.05),由F值可以看出相較其他影響因子來說,苗齡對大葉芹的株高的影響程度相對較弱,而坡向對株高的影響最大。由表5可知,人工落葉松林下的株高要顯著高于天然次生林和人工紅松林下。遮陰度為0.3~0.6時,最適合其生長,遮陰度過大和過小都不適合其生長由圖1可知,在坡度為5~20°的時候,株高呈現遞增趨勢,相差約5cm,而在坡度為20~25°的時候,則株高明顯降低,僅為最高平均株高的30%左右,這說明在一定的坡度范圍內,坡度的增加會對大葉芹的株高產生促進作用,在坡度為15~20°的時候最有利于大葉芹生長,其次為10~15°,而坡度過陡則不利于大葉芹生長。做坡度對林下株高影響的多重比較,結果表明,4個坡度互相之間的影響均達到顯著和極顯著差異。通過調查發現,位于上坡的株高較下坡略高,陽坡的株高顯著高于陰坡,這可能是因為在上坡和陽坡的大葉芹能接受到更多光照,同時又有上面的喬木遮擋。另外,苗齡在3年以上的株高顯著高于3年以內。這說明播種前3年,大葉芹的長勢較弱,3年之后才可以用來大面積收獲。2.2.2坡度、苗齡對展葉數的影響展葉數的影響做多因素方差分析,由表6可知,林型和坡位對展葉數影響不顯著,苗齡對展葉數有顯著影響(p<0.05)。而坡向和坡度對展葉數有極顯著影響(p<0.01)。通過調查發現,半陽坡展葉數多于半陰坡,這和株高半陽坡好于半陰坡相一致,充分說明半陽坡的生長狀況好于半陰坡。通過對展葉數受坡度影響做多重比較發現,坡度為5~20°時,坡度對展葉數沒有顯著影響,而它們與坡度為20~25°時相比差異極顯著。坡度為5~20°時的展葉數明顯多于坡度為20~25°時的展葉數。苗齡大于3年的展葉數多于苗齡小于3年的,這與苗齡大于和小于3年時的株高比較結果一致。通過對苗齡大于3年的大葉芹做單因素方差分析發現,當苗齡大于3年時,苗齡對大葉芹株高的影響不顯著。2.3地表溫度分布由表7可知,生長階段對生長量沒有顯著影響,這說明在生長期間,其株高的生長速度沒有變化。這是由于研究地區在大葉芹成菜的生長階段內氣溫起伏不定(表8),各樣地地表(地面上3cm處)溫度平均值分別為:第一階段10.7℃;第二階段15.5℃;第三階段12.5℃,不呈現出線性上升趨勢,因而大葉芹的生長也沒有出現后期顯著高于前期的現象。3對林下生長的影響無論從株高還是展葉數來看,林下和作為對照的全光坡耕地的生長狀況差異極大,林下要明顯好于全光坡耕地上,從方差分析的結果看,這一影響達到極顯著水平。林下大葉芹株高為全光坡耕地的3倍,而且在所有林下生長的色澤也都明顯好于全光坡耕