間伐強度對華北落葉松人工林生長效應的研究

陳東莉,郭晉平,杜寧寧,郭小宇

(山西農(nóng)業(yè)大學林學院,山西 太谷 030801)

華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii May.)系松科落葉松屬落葉喬木,為我國華北地區(qū)營造速生豐產(chǎn)林和防護林的重要樹種,具有速生豐產(chǎn)性好、材質優(yōu)、適應性強、適生范圍廣等優(yōu)點。除在華北有大面積天然分布外,在東北、西北的部分地區(qū)也有分布。在山西省主要分布于太岳山、關帝山、管涔山、五臺山、恒山等主要林區(qū),不僅有大面積的天然林,在人工林中也占有重要的地位。早期營造的華北落葉松人工林,造林密度較大,撫育間伐不及時,林木分化嚴重,出現(xiàn)了造林成活率較低、造林后生長緩慢、成林時間長等問題。通過對不同間伐強度華北落葉松生長效應的研究,以選擇合適的間伐強度使林木生長達到最優(yōu)狀態(tài)。

1 研究地區(qū)概況

試驗地點設在山西省關帝山國有林管理局的三道川林場。三道川林場地處溫帶大陸性山地氣候區(qū) ,年平均氣溫 8.85°C,1月份均溫 -7.7°C,極端最低氣溫 -19.6°C,7月份均溫 23.0°C,極端最高氣溫 34.5°C;無霜期年際變化幅度較大,平均無霜期 100 d～ 120 d;年均降水量 550 mm,每年降水量的 65%集中于 7月至 9月;海拔 1 300 m～ 2 169 m;土壤多為褐土。

2 試驗地設置及研究方法

試驗地點位于三道川林場的五一溝、丁羊溝、李山溝、南介溝 ,平均海拔 1 729 m,坡度 16°～ 22°,土層厚度 60 cm以上。造林前是以雜木為主的次生林,1990年進行穴狀整地,并栽植 3年生的華北落葉松幼苗。2007年進行間伐試驗,之前林分從未進行過任何撫育。

2007年 7月在 20年生華北落葉松人工林中建立 20 m×20 m的標準地,對標準地的林況等進行調查和每木檢尺。間伐強度設計按林分分化結果分為優(yōu)勢木、次優(yōu)勢木、中級木、被壓木、伐死木 5類,并依據(jù)砍劣留優(yōu)、砍大留小、砍密留稀的原則選擇間伐木,采用 4種不同強度處理,即弱度間伐、中度間伐、強度間伐和對照(未間伐)標準地,每種間伐強度重復3次,共12塊標準地。間伐強度以單位面積株數(shù)確定,現(xiàn)試驗林分別保留5 000株/hm2,5 200株 /hm2, 5 500株 /hm2, 4 000株 /hm2,4 350株 /hm2, 4 500株 /hm2, 3 500株 /hm2,3 720株 /hm2, 3 800株 /hm2, 2 500株 /hm2,2 700株 /hm2,2 800株 /hm2。同時記錄每塊標準地的基本情況,見表1。

表1 標準地基本情況

3 結果分析

3.1 間伐強度對保留木胸徑生長的影響

間伐強度對保留木胸徑生長的影響見表2。

表2 不同處理對胸徑生長量的影響

由表2看出,林分胸徑生長量隨間伐強度的增加而增加。間伐 3 a后對照、弱度間伐、中度間伐、強度間伐的生長率分別為 11.69%,14.08%,15.35%,18.96%。 3 a后,經(jīng)過弱度、中度、強度間伐的林分胸徑生長量分別比對照增加了 10.9%,56.4%,77.2%。方差分析顯示不同間伐強度的林分胸徑生長量差異達到顯著(P＜0.05),經(jīng) LSD多重比較可以看出強度間伐與中度間伐、弱度間伐、對照比較,胸徑生長量差異顯著,中度間伐與弱度間伐、對照比較,胸徑生長量差異顯著,弱度間伐與對照比較差異不顯著。這是由于撫育間伐后保留木生長空間擴大,林內(nèi)光照充分,林分個體對水肥競爭減少,加快了林分生長,故林分平均胸徑增長較快。

3.2 間伐強度對保留木樹高生長量的影響

間伐強度對保留木樹高生長量的影響見表3。

表3 不同處理對樹高生長量的影響

從表3可以看出,林分樹高生長量表現(xiàn)為強度間伐＞中度間伐＞弱度間伐＞對照。經(jīng)過弱度、中度、強度間伐,3 a后林分樹高的生長量分別增加了15.9%,42.8%,57.9%,樹高的生長率隨著間伐強度的增加而增加。方差分析說明不同間伐強度的林分高生長量差異顯著(P＜0.05),經(jīng) LSD多重比較可以看出強度間伐與對照、弱度間伐、中度間伐比較,樹高生長量差異顯著,中度間伐與弱度間伐、對照比較差異顯著,弱度間伐與對照比較差異不顯著。這表明間伐強度對樹高生長量有顯著作用,因為華北落葉松是喜陽樹種,間伐后林分內(nèi)得到了充足的光照,改善了林分的生長環(huán)境,促使林分生長加快,故強度間伐后樹高生長較快。

3.3 間伐強度對保留木蓄積量的影響

林木單位蓄積量決定于單株胸徑、樹高和單位面積株數(shù),隨著間伐強度的加大,單株胸徑和樹高隨之提高,但單位面積株數(shù)卻隨之降低,現(xiàn)將不同間伐強度的保留木蓄積量進行比較,結果見表4。

從表4可以看出,林分蓄積量隨著間伐強度的變化而變化,不同間伐強度對單位華北落葉松的蓄積量影響的順序為:中度間伐＞強度間伐＞弱度間伐＞對照。經(jīng)過弱度、中度、強度間伐,3 a后林分蓄積量分別增加了 10.7%,30.4%,26.9%。方差分析說明不同間伐強度的林分蓄積生長量差異顯著(P＜0.05),經(jīng) LSD多重比較可以看出,中度間伐與對照、弱度間伐比較,林分蓄積量差異顯著,中度間伐與強度間伐比較差異不顯著,強度間伐與對照、弱度間伐比較差異顯著,弱度間伐與對照比較差異顯著。由此可見,間伐后保留密度為3 500株 /hm2～3 800株 /hm2時,林分生長最佳。雖然中度間伐林分比強度間伐林木的蓄積生長量高,但是單位面積內(nèi)中度間伐林分比強度間伐林分的保留木株數(shù)多,所以中度間伐林分的蓄積生長率小于強度間伐林分。

表4 不同處理對蓄積量的影響

4 結論

從試驗結果分析看出,強度間伐對保留木胸徑和樹高的生長量影響都比較顯著,這是由于華北落葉松是陽性樹種,撫育間伐后林內(nèi)光照條件得到改善,減小了林分的郁閉度,保留木生長空間得到擴大,林分個體對水肥的競爭減少,加快了林分生長。此外,間伐除去了林下非目的樹種和胸徑、樹高較小的林木,故林分平均胸徑和樹高增長較快。

強度間伐對林分蓄積量的影響不是最大,因為強度間伐使單位面積株數(shù)減少,雖然單株生長量大,但單位面積生長量未趕上中度間伐的林分,弱度間伐后蓄積生長量小于中度間伐和強度間伐。對照的株數(shù)最多,但小徑材多,單株材積生長量少,材積生長量低于間伐的林分。因此,我們在對華北落葉松的經(jīng)營過程中,必須定期對過密林分進行中度間伐,不僅能促進林木的生長發(fā)育,提高林分質量,取得長遠的經(jīng)濟效益,而且也可獲取近期的經(jīng)濟效益。

研究認為,對初始密度為 5 000株 /hm2～5 500株 /hm2的落葉松林分實施不同強度間伐后,不同間伐強度對華北落葉松人工林單株胸徑的影響存在顯著性差異,對華北落葉松樹高生長影響差異也顯著,同時也影響單位面積華北落葉松的蓄積量。初次間伐效果較為明顯的是中度間伐,間伐后保留密度為 3 500株 /hm2～ 3 800株 /hm2。所以,粗放經(jīng)營(不采用撫育間伐經(jīng)營措施)已嚴重制約著華北落葉松人工林的生長。因此,在林分生長過程中,留有足夠的生長空間可全面有效地促進林分各因子的生長,使林分達到最優(yōu)的生長狀態(tài)。

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