光皮桦不同造林密度林分生长效应分析

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摘要：对6年生光皮桦不同造林密度林分生长效应进行了分析,结果表明:光皮桦不同造林密度对林木胸径、冠幅及材积生长差异极显著,树高生长差异不显著。不同造林密度对林分生长的影响,6年生时光皮桦林分蓄积量与造林密度大小成正相关,密度越大,林木分化越早,影响了光皮桦后期的生长。因此,选择合理的造林密度对林分正常生长发育及综合利用是十分重要的。此试验对光皮桦4个不同造林密度处理,以1 100株/hm2最好。

关键词：造林密度;生长效应;光皮桦

收稿日期：20120319

作者简介：许雪英（1978—），女,福建德化人,助理工程师,主要从事森林培育工作。中图分类号：S792.159文献标识码：B文章编号：16749944(2012)05001503

1引言

光皮桦(Betula luminifera H.Winkl)别名亮叶桦,是桦木科(Betulaceae)落叶乔木,高达35m,胸径80cm以上,树形高大,主干通直圆满,是福建省的优良乡土速生用材树种,适应性强,生长快,病虫害少,材质优良,用途广,深受广大林农的喜爱。该树种属浅根系,主根不明显,侧根粗壮发达,具有较强穿透能力和固氮作用,其丰富的凋落物能有效地自肥和改善土壤肥力,喜温暖湿润气候,多分布于向阳干燥山坡或林中林缘空地,萌芽性强,常混生于常绿阔叶林、竹林或其他树种组成的次生混交林中。材质坚硬,结构细腻、纹理通直,是上等的胶合板材、装饰材和造纸原料,被福建省林业厅列为重点推广造林树种之一［1~3］。

2003年以来,大田桃源国有林场为改变以杉木、马尾松“二棵树”长期栽培模式,造成林地地力严重衰退,林木生长量严重下降,制约了可持续经营发展目标等不利局面,适时进行树种结构调整,大力开展乡土阔叶树种栽培研究。从2003年起,先后对本土的木荷、厚朴、拟赤杨、火力楠、花榈木、楠木等造林研究,通过造林试验,进一步系统研究乡土阔叶树种生物学、生态学、造林学、木材学等特性,筛选出最符合当地发展的阔叶树种。开展光皮桦造林密度研究,旨在总结光皮桦人工造林生境及经营模式与技术措施,为大面积推广光皮桦人工林栽培提供理论依据。

实验地位于福建省大田桃源国有林场莲花山保护站,地处戴云山西侧的闽中低山地带,地理位置为东经117°29′15″~117°40′04″,北纬25°49′41″~25°52′01″,为中亚热带季风气候,气候温暖适中,日照充足,雨量充沛,年均气温15.3℃~19.6℃,无霜期255~275d,年降水量1 491.2~1 809.6 mm。土壤主要为红壤、黄壤,土层较深厚、肥沃、湿润.森林植物种类多,以壳斗科(Fagaceae)为主,其次为樟科(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、木犀科(Oleaceae)、竹亚科(Bambusoideae)等［4］。

2材料与方法

2.1研究对象

取自于大田桃源国有林场2004年采伐迹地,经清山、炼山后,于当年11月份进行穴状整地,规格为:60cm×40cm×40cm,施足基肥,2005年春季营造光皮桦试验林。造林后前2年,每年锄草2次,后3年,每年全劈1次,连续抚育5年。

2.2研究方法

试验采用完全随机区组设计,4个密度处理,即35m×35m(800株/hm2);30m×30m(1 100株/hm2);2.5m×2.5m(1 600株/hm2);2.0m×2.0m(2 500株/hm2),3次重复。各试验区立地条件基本一致,样地面积20m×20m,共设12个样地。2010年11月对样地进行全面调查,调查林木胸径、树高、冠幅等生长因子试验数据,计算各调查因子平均值,采用福建省阔叶树二元立木材积公式计算光皮桦单株立木材积,根据林分密度计算林分蓄积量。附福建省阔叶树二元立木材积公式:

V阔=0.000 052 764 291D1.882 161 1H1.009 316 6［5］。

3结果与分析

3.1光皮桦不同密度造林各性状差异性分析

表1光皮桦不同造林密度各性状方差分析

生长性状变异来源自由度离差平方各和均方F值Fa处理31.470.491.63树高区组82.410.301总计113.88F0.05(3,8)=4.07处理33.651.2213.89**F0.01(3,8)=7.59胸径区组80.70.087 5总计114.35处理30.000 078 750.000 026 259.58**材积区组80.000 021 930.000 002 74总计110.000 1处理31.160.38620.92**冠幅区组80.1480.018 5总计111.31

为合理选择光皮桦人工造林模式及推广工作,通过对光皮桦不同造林密度造林模式调查数据进行方差分析(表1),结果表明:光皮桦不同造林密度间的胸径、冠幅、单株材积存在极显著差异;树高差异性不显著。

3.1.1光皮桦不同造林密度对胸径生长的影响

从表1可知,光皮桦胸径不同造林密度间存在极显著差异,经LSD检验及多重比较(表2)可以看出,光皮桦胸径生长以造林密度1 100株/hm2最好,6年生时光皮桦平均胸径达6.93cm,年平均生长量为1.16cm,其次为1 600株/hm2,胸径达6.23cm,年平均生长量为104cm,造林密度2 500株/hm2胸径生长量最差,平均胸径为5.40m,年平均生长量为0.90cm,造林密度1 100株/hm2与1 600株/hm2、800株/hm2、2 500株/hm2胸径生长相比较差异均达极显著,不同造林密度光皮桦胸径均值比较从大到小排列次序为:1 100株/hm2＞1 600株/hm2＞800株/hm2＞2 500株/hm2。

表2光皮桦不同造林密度胸径平均值多重比较

造林密度xixi-x4xi-x1xi-x31 100x2=6.931.53**0.96**0.7**1 600x3=6.230.83**0.26800x1=5.970.57*2 500x4=5.40

注:①LSD0.05=0.39,LSD0.01=0.61;② **表示极显著差,*表示显著差异

3.1.2光皮桦不同造林密度对冠幅生长的影响

从表1可知,光皮桦不同造林密度间冠幅生长存在极显著差异,经LSD检验及多重比较(表3)可以看出,6年生时光皮桦冠幅生长以造林密度1 100株/hm2最好,平均冠幅达3.61m,其次为1 600株/hm2,平均冠幅达3.14m,造林密度2 500株/hm2冠幅生长量最差,平均冠幅为2.76m,造林密度1 100株/hm2与1 600株/hm2、800株/hm2、2 500株/hm2冠幅生长相比较差异均达极显著,不同造林密度光皮桦冠幅均值比较从大到小排列次序为:1 100株/hm2＞1 600株/hm2＞800株/hm2＞2 500株/hm2。

表3光皮桦不同造林密度冠幅平均值多重比较

造林密度xixi-x4xi-x1xi-x31 100x2=3.610.85**0.63**0.46**1 600x3=3.140.38**0.16800x1=2.980.22*2 500x4=2.76

注:①LSD0.05=0.18,LSD0.01=0.28;② **表示极显著差,*表示显著差异

3.1.3光皮桦不同造林密度对单株材积生长的影响

通过对光皮桦试验地全面调查,计算出不同造林密度3次重复的平均胸径、平均树高数据。根据福建省阔叶树二元立木材积公式计算不同造林密度平均单株材积,从表1可知,光皮桦不同造林密度间单株材积生长存在极显著差异,虽然不同造林密度对树高生长差异不显著,但不同造林密度对直径生长影响较大,进而影响了材积的生长。经LSD检验及多重比较(表4)可以看出,6年生时光皮桦材积生长以造林密度1 100株/hm2最好,单株材积达0.016 1m3,其次为1 600株/hm2,平均单株材积达0.012 5m3,造林密度2 500株/hm2平均单株材积生长最差,平均值为0.002m3,造林密度1 100株/hm2与1 600株/hm2、800株/hm2、2 500株/hm2平均单株材积生长相比较差异均达极显著。不同造林密度光皮桦平均单株材积比较从大到小排列次序为:1 100株/hm2＞1 600株/hm2＞800株/hm2＞2 500株/hm2。

表4光皮桦不同造林密度单株材积平均值多重比较

造林密度xixi-x4xi-x1xi-x31 100x2=0.016 10.006 9**0.005 2**0.003 6**1 600x3=0.012 50.003 3*0.001 6800x1=0.01090.001 72 500x4=0.009 2

注:①LSD0.05=0.002 2,LSD0.01=0.003 4;② **表示极显著差,*表示显著差异

3.26年生不同造林密度对光皮桦林分生长的影响

从表5可知,6年生光皮桦不同造林密度林分生长量随造林密度加大林分蓄积量也增加,在一定密度范围、一定生长年限范围内,蓄积量与林分密度呈正相关。如造林密度为2 500株/hm2比密度为800株/hm2的蓄积量净增164%,但是胸径和材积的生长,前者比后者分别净减10.6%和15.6%。其原因是一定阶段内高密度林分蓄积量生长优势,是由一定面积上林木株数决定的,但由于密度过大,林木个体生存空间小,生长发育不良,下层林木因受上层标木影响,木材利用率及经济价值低;而林木个体胸径和材积生长,在幼龄阶段因受造林密度的影响,密度大的林分郁闭早,林木个体生长营养空间和光照条件竞争激烈,直接影响树冠、胸径和单株材积的生长。由于密度差异,造成林木树冠生长空间差异,而树冠的大小关系到同化器官叶面积的大小,而树冠的伸展又与造林密度密切相关。密度大限制了树冠的生长发育,也必然影响直径的生长。直径在一定密度范围内随密度增加而减少。

表56年生光皮桦不同造林密度林分生长情况表

造林密度/(株·hm2)株行距/(m×m)林龄/年平均胸径/cm平均树高/m平均冠幅/m单株材积/m3林分蓄积量/(m3·hm2)8003.5×3.565.97 7.00 2.98 0.010 9 8.720 01 1003.0×3.066.93 7.80 3.61 0.016 1 17.710 01 6002.5×2.566.23 7.40 3.14 0.012 5 20.000 02 5002.0×2.065.40 6.90 2.76 0.009 2 23.000 0

3.36年生不同造林密度对光皮桦林分径阶分布的影响

造林密度在培育森林成林成长过程中起着巨大作用,初植密度大有利于幼林树冠早郁闭,能加强幼林对不良环境因子的抗性,减缓与杂草竞争,保持林分的稳定性,增强对林地环境的保护作用。但密度大林分过早郁闭也有不良作用。由于生长空间受到限制会引起种内竞争,林木过早分化并自然稀疏,需人为进行干预,才能促进林木树冠和直径发育正常,增强林木抗逆能力［6］。光皮桦属喜光树种,造林密度大小对林木个体生长发育影响较大。密度大的林分,由于郁闭早,种内竞争剧烈,个体分化过早,不利于实生苗木培育的人工林,林木个体生长参差不齐而降低其单位面积的林木蓄积量。从表6可知,密度为2 500株/hm2光皮桦林分,6年生时,平均胸径6cm以上林木只占39%,而密度为1 100株/hm2、1 600株/hm2、800株/hm2的光皮桦林分,其平均胸径6cm以上的林木分别占81.0%、797%、755%。因此造林密度大小,一方面影响林分产量,另一方面影响树木成材指标直径分布规格,而掌握好合理的造林密度,是提高林分生产力的重要途径之一。试验证明:造林密度为1 100株/hm2光皮桦林分,其林木个体间径阶分布较为均匀,平均直径、平均冠幅、单株立木材积生长尤为突出,同时单位面积林分蓄积量也较高,生产上值得借鉴。

表66年生不同造林密度光皮桦径阶结构百分率

造林密度

(株/hm2)各径阶株数百分率/%4cm5cm6cm7cm8cm9cm10cm11cm6cm以上株数

占比例(/%)8007.317.226.120.612.79.66.575.51 1006.612.430.426.512.56.53.71.481.01 6007.213.132.225.310.67.83.879.72 50022.638.417.59.65.14.22.639.0

2012年5月绿色科技第5期4结语

(1)造林密度是森林经营中可以人为控制的因子。在一定的密度范围内,密度越大,有利于林分早郁闭,提高林分对不良环境因子的抗性,但易引起种内竞争,加快林木分化,影响林地生产力;密度越小,光照条件充足,营养空间较大有利于树冠和直径生长,但林分产量较低。

(2)造林密度的选择,要根据造林树种的生物学、生态学、造林学等特性,依据收获目标,在经营过程中,通过人为干预,适时进行调整。在一定密度范围内,初植密度可适当大些,经营密度根据林木生长过程需要,通过卫生伐、疏伐或抚育间伐进行调整,确定合理的林分密度。

(3)光皮桦为喜光速生树种,侧根粗壮发达,对光照条件要求较高,造林密度宜希。本试验4个造林密度处理,以1 100株/hm2较为合适。

(4)加大光皮桦良种培育力度,充分利用光皮桦适应性强、生长快、材质优良等特性,大力推广光皮桦造林,加快树种结构调整步伐,对保护生物多样性、防止地力衰退、提高人工林生态质量、实现森林可持续经营,具有十分重要的意义。

参考文献：

［1］ 陈存及,陈伙法.阔叶树栽培［M］.北京:中国林业出版社,2000.

［2］ 福建省林业厅.福建省主要珍贵用材树种造林技术手册［R］.福州:福建省林业厅,2008.

［3］ 黄承标,邓绍林.桂西北光皮桦和马尾松人工幼林生长量的比较研究［J］.广西科学院学报,2001,17(3):97~99.

［4］ 中国科学院编辑委员会.中国植物志［M］.北京:科学出版社,2010.

［5］ 福建省林业厅.福建省森林资源规划设计调查技术规定［R］.福州:福建省林业厅,2006.

［6］ 沈国舫.森林培育学［M］.北京:中国林业出版社,2001:64~65.