2種密度下樟子松單株生物量和生長量的比較

韓輝，張柏習，孫海紅，劉曉峰，于致龍

（1.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000；2.阜新市林業(yè)局，遼寧 阜新 123000；3.遼寧省青山保護局，遼寧 沈陽 110036）

樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）天然分布于我國大興安嶺和呼倫貝爾草原，1955年遼寧省固沙造林研究所與中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所共同在章古臺進行樟子松治沙造林試驗成功以來，因其具有較強的抗旱性和良好的速生性，成為我國三北地區(qū)主要的造林樹種之一。自1991年在章古臺較大林齡樟子松人工林出現(xiàn)衰弱死亡[1－3]現(xiàn)象以來，對樟子松人工林適宜密度的探討成為了研究熱點[4－9]，比較一致的結論認為丘間低地的林分長勢好于沙丘頂部的林分，密度小的林分生長勢好于密度大的林分，密度宜疏不宜密。本文試對不同密度林分內林木單株生物量、生長量及林下植被做以調查，探索樟子松人工林經營的密度問題。

1 試驗地概況和研究方法

1.1 試驗地概況

該項研究在遼寧省固沙造林研究所章古臺實驗林場進行，該實驗林場位于科爾沁沙地東南緣，地理位置42°43′N，122°22′E，年均氣溫6.3℃，全年無霜期150～160d，年均降水量475.5mm，60%～70%集中在6—8月，年蒸發(fā)量1 553.2mm，約為降水量的3.27倍。該區(qū)土壤以風沙土為主，沙土顆粒均勻，沙層厚度126～128m，沙層的顏色和機械粒徑成層更迭分布，變化比較明顯，沙土瘠薄，有機質含量較低，一般為0.3～0.99g·kg－1。主要代表性植物有色木槭（Acermono）、山里紅（Crataegus pinnatifidavar.major）、白榆（Ulmuspumila）、大果榆（Ulmusmacrocarpa）、山杏（Armeniacasibirica）、胡枝子（Lespedezabicolor）、差巴嘎蒿（Artemisiahalodendron）、中 華 隱 子 草 （Cleistogenes chinensis）等。

1.2 研究方法

在實驗林場三家子工區(qū)選擇林齡一致，密度分別為404株·hm－2和810株·hm－2林地作為調查樣地，兩塊樣地距離100m，這2種林分都是由1 420株·hm－2的林分在2000年年底采取不同的間伐強度措施而來，并于當年封育至今。分別在2個林分內設置25m×40m標準地（表1），標準地內每木檢尺，選出平均木作為解析木，用解析木法調查林木單株生物量。用樣方法調查草本和灌木。2006年開始每年秋季調查胸徑生長量。

表1 樟子松試驗地基本情況

1.3 數(shù)據處理

數(shù)據的處理采用Excel 2003進行。

2 結果與分析

2.1 樟子松單株生物量比較

表2 2種密度下樟子松單株生物量比較

404株·hm－2林分單株林木各部位即1年生針葉、2年生針葉、3年生針葉、枝、樹干、樹根、全株樹的干質量分別為810株·hm－2林分單株林木對應 部 位 的163%、221%、289%、183%、147%、176%、163%（表2），說明減小林分密度能顯著增加單株個體的生物量。

2.2 根系生長比較

根系調查時，以樹干的根部為中心，調查半徑為1.0m、深度為1.5m內的根系。調查發(fā)現(xiàn)：試驗地1內單株具有粗大水平根9條，根頸部水平根直徑范圍為3.4～10.7cm，距根頸部1.0m遠水平根直徑范圍為1.9～4.9cm，有5條垂直根從4條粗大的水平根上向下生長，垂直根貼近水平根處直徑范圍為3.0～4.2cm，向下1.0m處直徑范圍為1.1～1.5cm；試驗地2內單株具有粗大水平根6條，根頸部直徑范圍為3.6～7.5cm，距根頸部1.0m遠水平根直徑范圍為1.8～3.1cm，觀測到根頸部另外有細小水平根11條，細小水平根貼近根頸處直徑為2.0～2.5cm，1m遠處直徑為0.8～1.2cm，有1條主根，主根距地面以下0.45m處直徑為6.5cm，距地面1.0m深處直徑為4.7cm。兩試驗地內的樟子松水平根多生長在地面以下10～50cm內。相比較而言，試驗地1內粗大水平根數(shù)量多、粗壯程度好，試驗地1無主根，試驗地2有垂直主根。調查發(fā)現(xiàn)兩地塊土壤質地有差別，這應是有無垂直主根的原因，這里不做研究。

2.3 輪枝生長比較

以生長在主干上的年份為結點進行統(tǒng)計，從2011年生長的輪枝開始調查，調查每一層輪枝的活枝數(shù)量、死枝數(shù)量、輪枝長度（表3）。

表3 2種密度下樟子松單株輪枝生長比較

試驗地1內單株活輪枝數(shù)量81個，死輪枝數(shù)量0個，輪枝加權平均長度121cm，試驗地2內單株活輪枝數(shù)量51個，死輪枝數(shù)量17個，輪枝加權平均長度97cm。發(fā)現(xiàn)試驗地2的林木輪枝有從最下層向上逐層死亡的現(xiàn)象發(fā)生，試驗地1未見此現(xiàn)象。2000—2002年降水量分別為377.1、311.4和289.6 mm，遠遠低于年均值475.5mm，810株·hm－2林分在這幾年里輪枝的生長狀況很弱，并且該層輪枝在隨后的幾年里很快就死掉了，只在主干上留下了小木樁，而404株·hm－2林分該層次輪枝的生長狀況很健康。從輪枝生活力、數(shù)量、長度綜合比較，在極端干旱年份里（2007、2009年）或持續(xù)干旱的年份里（2000—2002年）404株·hm－2林分的輪枝生長勢好于810株·hm－2林分。

2.4 胸徑生長比較

圖1 2種密度下樟子松胸徑生長比較

從圖1可以看出，間伐6年后，胸徑總生長量試驗地1逐年高于試驗地2，連年生長量試驗地1一直高于試驗地2。間伐14年后，平均胸徑試驗地1比試驗地2高10.7%。調查發(fā)現(xiàn)試驗地2里有林木單株死亡現(xiàn)象和個別單株胸徑生長量嚴重滯長的現(xiàn)象，試驗地1里未發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象。這可為樟子松人工林在不同林齡時段的間伐強度提供有利參考。

2.5 林下草本比較

2011年9月調查林分草本生物量，分為地上部分和地下部分，地下部分為地下0～20cm以內，見表4。從林下枯枝落葉層厚度、草本生物量比較，試驗地1均高于試驗地2。由于試驗地1密度小，草本優(yōu)勢度高，草本蓋度高于試驗地2，但在草本種類、灌木蓋度、灌木種類方面試驗地2高于試驗地1。

表4 2種密度下草本生物量及林下植被比較

3 結論與討論

樟子松404株·hm－2林分的單株生物量干重、根系粗壯程度、輪枝生長量高于810株·hm－2林分，間伐14年后，胸徑生長量前者比后者高10.7%，草本蓋度前者高于后者，草本種類、灌木種類前者低于后者。

間伐前1 420株·hm－2林分內很難見到胡枝子、鼠李等灌木，草本也很少，采取不同間伐強度后，在最初幾年里密度小的林分內草本生長勢、蓋度遠遠好于密度大的林分，密度大的林分也只是在近幾年出現(xiàn)較多的草本和灌木，這可能是林內出現(xiàn)衰弱林木后透光好的結果。實踐證明要想使樟子松人工林經營成喬灌草的近自然景觀應該采取減小林分密度和減少人為破壞的保護措施。

[1]原戈.遼寧省沙地樟子松人工林衰退原因與治理對策[J].遼寧林業(yè)科技，2000（6）：1－4

[2]焦樹仁.遼寧省章古臺樟子松固沙林提早衰弱的原因與防治措施[J].林業(yè)科學，2001（2）：131－138

[3]宋曉東，劉桂榮，陳江燕，等.樟子松枯死原因與防治技術研究[J].北華大學學報：自然科學版，2003（2）：166－169，177

[4]曾德慧，姜鳳歧.從水量平衡角度探討沙地樟子松人工林的合理密度[J].防護林科技，1995（1）：4－7，26

[5]劉朝霞，呂榮，常金寶，等.沙地樟子松人工林適宜初植密度的確定及中齡林期密度調控研究[J].內蒙古林業(yè)科技，1998（1）：9－12，33

[6]崔國發(fā).固沙林水分平衡與植被建設可適度探討[J].北京林業(yè)大學學報，1998（6）：93－98

[7]張秋良，常金寶.沙地樟子松人工林初植密度及其調控研究[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2001（3）：39－41

[8]移小勇，趙哈林，崔建垣，等.科爾沁沙地不同密度（小面積）樟子松人工林生長狀況[J].生態(tài)學報，2006（4）：1200－1206

[9]張日升，肖巍，于紅軍，等.沙地樟子松人工林合理經營密度的研究[J].遼寧林業(yè)科技，2014（4）：12－15.