透光撫育對紅松生長及干形的影響

呂躍東，劉忠玲，姚 穎，王慶成，呂躍偉，郭樹平*

(1．黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱150081;2．東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，哈爾濱150040)

紅松(Pinus koraiensis)是我國東北林區(qū)特有的珍貴用材和經(jīng)濟(jì)樹種，其根、葉、花、果和木材都具有較高的經(jīng)濟(jì)用途［1］。紅松作為重要的經(jīng)濟(jì)樹種是由它的生物學(xué)特性和經(jīng)濟(jì)價值所決定的，紅松雖然主要以用材為主［2-6］，但同時它又是果樹，除松仁外，其果鱗、花粉和松脂都具有廣泛的用途，經(jīng)濟(jì)價值較高，種仁是營養(yǎng)豐富的保健食品［7-10］。目前國內(nèi)紅松干性研究內(nèi)容較多，但紅松透光撫育對紅松干性研究較少。本文采用不同透光強度對紅松林進(jìn)行透光撫育，通過調(diào)查林分內(nèi)各種指標(biāo)，研究其樹種組成結(jié)構(gòu)、林分蓄積量和紅松蓄積生產(chǎn)力，旨在尋找透光撫育對紅松干性的影響規(guī)律，為定向培育紅松用材林提供理論依據(jù)。

1 研究地概況

試驗林地位于東北林業(yè)大學(xué)老爺嶺生態(tài)定位站。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 127°18'0″～ 127°41'6″，北緯45°2'20″～45°18'16″;地處張廣才嶺西坡，境內(nèi)以山區(qū)丘陵地貌為主，年平均氣溫2．4℃，年大于等于10℃以上積溫2 300℃左右，無霜期125d左右，年平均降水量700 mm。

2 研究方法

所調(diào)查紅松林為1967年在撂荒地上營造的紅松人工林，由于大量闊葉樹種的侵入，形成人天混群落。先期闊葉樹的生長逐漸超過紅松，對紅松的進(jìn)一步生長產(chǎn)生抑制作用，1976年實施以伐除紅松林冠上層闊葉樹的透光撫育試驗。采取了全透光(伐除紅松林冠以上全部闊葉樹)、半透光(伐除紅松林冠以上一半闊葉樹)和對照(未伐除闊葉樹)三種處理方式［11］。

按照全透光、半透光和對照三種處理方式各設(shè)置3塊30 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，然后將每塊標(biāo)準(zhǔn)地劃分為24個5 m×5 m的小樣地。在每個小樣地中調(diào)查喬木樹種的種類、胸徑、樹高、密度及頻度等，研究其樹種組成結(jié)構(gòu)、林分蓄積量和紅松蓄積生產(chǎn)力［12］。

3 結(jié)果與分析

3．1 透光撫育對群落樹種組成的影響

不同透光撫育強度使人工林群落樹種組成結(jié)構(gòu)有所差異，隨著撫育強度呈梯度變化見表1。通過計算全透光、半透光、對照群落的組成樹種的重要值，分析不同透光強度對群落樹種組成結(jié)構(gòu)的影響。全透光群落組成結(jié)構(gòu)為8株紅松1株水曲柳;半透光群落組成結(jié)構(gòu)為6株紅松1水曲柳1株其他;對照群落組成結(jié)構(gòu)為5株紅松1株蒙古櫟1株水曲柳1株核桃楸1株白樺1株其他。半透光群落紅松的優(yōu)勢地位較全透樣地有所下降，對照群落紅松的優(yōu)勢地位不及全透光和半透光群落。

由此可見，紅松人工林群落主要樹種組成結(jié)構(gòu)隨著透光強度的增大趨于簡單，但紅松的優(yōu)勢地位有所增加，這充分表明，伐除闊葉樹的透光強度的調(diào)整，既是林分郁閉度的調(diào)整，也是闊葉樹比例的調(diào)整，這對紅松的生長，培育紅松針闊混交林具有重要意義。

表1 不同透光強度紅松人工林群落組成Tab．1 The community composition of korean pine plantation with different transmittance intensities

3．2 透光撫育對紅松蓄積生產(chǎn)力的影響

利用黑龍江主要樹種材積表計算紅松和林分蓄積量，根據(jù)紅松平均樹齡，計算蓄積生產(chǎn)力。

不同透光強度的群落蓄積量有所不同。全透光群落蓄積量為238．09 m3/hm2，半透光群落蓄積量為 245．02 m3/hm2，對照為 183．22 m3/hm2(如圖 1所示)，半透光群落最大，對照群落最小紅松蓄積生產(chǎn)力沿透光強度梯度呈規(guī)律性變化，沿由大到小的透光強度，紅松蓄積生產(chǎn)力依次為3．13、2．60、1．25 m3/hm2·a-1(如圖2 所示)。

圖1 紅松人工林群落蓄積量Fig．1 The volume of pine plantation community

圖2 紅松人工林紅松蓄積生產(chǎn)力Fig．2 The productivity of korean pine plantation

沿由小到大的透光強度，人天混群落紅松蓄積生產(chǎn)力呈遞增趨勢，群落蓄積量則表現(xiàn)為半透光群落最大。這可能是因為半透光既解放了紅松，也給保留的闊葉樹提供了良好的生長空間，二者的綜合效應(yīng)使群落蓄積量表現(xiàn)為最大。從總體上看，透光群落蓄積量及紅松蓄積生產(chǎn)力較不透光群落要大。

3．3 紅松林分密度與紅松干形的變化規(guī)律

以東北林業(yè)大學(xué)老爺嶺生態(tài)定位站人工林為對象，分別選取44、33、26a生紅松人工林為調(diào)查對象，共設(shè)置6塊樣地，每塊樣地大小為30 m×20 m，在樣地內(nèi)每木檢尺，檢尺結(jié)果見表2。通過數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明紅松尖削度隨著紅松人工林林分密度的增大而減小(如圖3所示)，說明林分密度越大紅松尖削度越低，主干形質(zhì)越好。同時隨著林分密度的增大紅松分叉率降低(如圖4所示)，當(dāng)密度為2 000株/hm2左右時，分叉率趨于穩(wěn)定。同時發(fā)現(xiàn)林木高徑比對主干形質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響，高徑比越大，形數(shù)也越大，如圖5所示。通過以上結(jié)果可以看出，紅松主干形受林分密度影響很大。

圖3 不同林分密度紅松尖削度變化規(guī)律Fig．3 The variations of korean pine taper with different stand densities

圖4 不同林分密度紅松分叉率變化Fig．4 The variations of korean pine bifurcation rate with different densities

圖5 紅松高徑比與尖削度的關(guān)系Fig．5 The relationship between height to diameter ratio and taper degree for korean pine

表2 不同密度下紅松生長情況Tab．2 Pine growth under different densities

4 結(jié)論

(1)紅松人工林群落主要樹種組成結(jié)構(gòu)隨著透光強度的增大趨于簡單，但紅松的優(yōu)勢地位有所增加。

(2)隨著透光強度的增大，紅松人工林中紅松蓄積生產(chǎn)力呈遞增趨勢，群落蓄積量則表現(xiàn)為半透光群落最大。

(3)隨著紅松人工林林分密度的增加，紅松尖削度越低，主干形質(zhì)越好，同時分叉率也隨之降低;紅松的高徑比對主干形質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響，高徑比越大，形數(shù)也越大。

［1］周 正，王維華．紅松叉干問題的探討［J］．東北林學(xué)院學(xué)報，1982，2(Z1):52-57．

［2］王 戰(zhàn)．小興安嶺林區(qū)附近紅松結(jié)實規(guī)律［M］．北京:科學(xué)出版社，1959．

［3］趙西平，周 洋，郭平平．幼齡雪松干形的變異性［J］．福建林業(yè)科技，2013，40(1):53-46．

［4］葉金山，楊文萍．泡桐假二叉分枝機理［J］．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37(2):6-8．

［5］胡春祥，楊勝利，賈煒瑋．落葉松人工林樹干形狀模型和可變參數(shù)［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2011，22(7):1796-1700．

［6］劉繼國，王景章．紅松人工林林木分杈原因及其防治措施的研究［J］．林業(yè)科學(xué)，1965，10(4):313-317．

［7］倪素凡．關(guān)于紅松林樹干分杈的調(diào)查研究［J］．林業(yè)科學(xué)，1982，18(1):98-102．

［8］崔智松，吳 瑤．林隙透光撫育對紅松林分徑級結(jié)構(gòu)的影響［J］．林業(yè)科技，2014，19(4)48-49．

［9］何玉琦．紅松分杈對各測樹指標(biāo)的影響研究［J］．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1988，16(5):15-19．

［10］中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所．紅松林［M］．北京:中國林業(yè)出版社，1982．

［11］王艷梅，牛曉峰，劉 震，等．泡桐生長停止和頂芽死亡過程中的光合特性研究［J］．北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，31(6):121-126．

［12］葉金山，孟 偉，謝 青，等．蘭考泡桐無性系自然接干性狀的遺傳變異研究［J］．西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23(6):83-86．