章古臺沙地3種針葉樹生長規(guī)律對比研究

摘要 [目的]研究章古臺沙地3種針葉樹生長規(guī)律。[方法]通過對章古臺沙地樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）、油松（Prnus tabulaeformis）、赤松（Prnus densiflora）3種針葉樹的解析木進(jìn)行分析，比較3種針葉樹的生長特點(diǎn)。[結(jié)果]8～16 a 3種針葉樹的胸徑和樹高生長較快，16 a以后生長逐漸變緩。24 a以后赤松的樹高生長比樟子松、油松快，32 a以后胸徑生長比樟子松、油松快。樟子松和油松8～24 a時(shí)材積連年生長量增長較快，赤松在33～40 a時(shí)材積生長明顯加快，最高可達(dá)0.014 2m3/a。[結(jié)論]該研究可為掌握針葉樹種在沙地上的生長規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 章古臺；樟子松；油松；赤松；生長規(guī)律

中圖分類號 S791 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）18-0140-03

Abstract [Objective]To study the growth rhythm of 3 kinds of conifer in Zhanggutai sandy land.[Method]Through the analysis to the analytic trees of Pinus sylvestris var.mongolica，Pinus tabulaeformis and Pinus densiflora in Zhanggutai sandy land，the growth characteristics of 3 coniferous trees were compared.[Result]The results showed that the DBH and tree height of the 3 kinds of conifer grow faster in 8-16 years old，gradually grow slowly after 16 years old.The tree height and DBH of Pinus densiflora grow faster than Pinus sylvestris var.mongolica and Pinus tabulaeformis after 24 years old and 32 years old，respectively.Pinus sylvestris var.mongolica and Pinus tabulaeformis have rapid growth of volume current annual increment in 8-24 years old，the volume of Pinus densiflora significantly grows faster in 33-40 years old，which can up to 0.014 2 m3/a.[Conclusion]The study can provide a scientific basis for mastering the growth regularity of conifer in the sandy land.

Key words Zhanggutai；Pinus sylvestris var.mongolica；Pinus tabulaeformis；Pinus densiflora；Growth rhythm

研究針葉樹在沙地上的生長規(guī)律，對于掌握針葉樹在沙地的生長動態(tài)、制訂有效的經(jīng)營措施和提高森林資源質(zhì)量有著重要的意義[1]。遼寧省章古臺沙地是我國最早引種針葉樹進(jìn)行防沙治沙的地區(qū)，1955年開始，引種到章古臺沙地的針葉樹有樟子松（Pinus sylvestris var.mongocica）、油松（Pinus tabulaeformis）、赤松（Pinus densiflora Sieb.et Zucc.）、華東落葉松（Larix principisrupprechtii Mayr）、班克松（Rinus banksiana Lamb.）、長白松[Pinus syluestriformis （Takenouchi）T.Wang ex Cheng]等10余種[2-3]，其中，樟子松作為我國三北地區(qū)主要的造林針葉樹之一被大面積推廣。20世紀(jì)90年代章古臺沙地開始出現(xiàn)部分較大樹齡的樟子松衰退現(xiàn)象，人們開始關(guān)注其他針葉樹種的生長情況，樟子松、油松、赤松已經(jīng)在章古臺沙地生長超過40年，并形成了一定規(guī)模的林分。以往研究多從單一樹種出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥?、氣候等因子研究樹木在沙地上的生長規(guī)律，特別是對樟子松生長規(guī)律的研究較多[4-8]。筆者對42年生樟子松、油松、赤松的生長規(guī)律進(jìn)行研究，對比3種針葉樹在沙地上生長的特點(diǎn)，以期為今后的科研和生產(chǎn)提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于科爾沁沙地南緣的章古臺沙地（ 121°53′～122°22′ E，42°43′～42°51′ N），隸屬遼寧省阜新市彰武縣，屬暖溫帶亞濕潤干旱氣候區(qū)。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是干旱多風(fēng)，年降水量500 mm左右，多集中于6—8月，年蒸發(fā)量約為降水量的3倍，空氣相對濕度60.4%。年均氣溫6.1 ℃，平均無霜期154 d，年均風(fēng)速3.0～3.7 m/s。土壤類型以風(fēng)沙土為主，有機(jī)質(zhì)及其他養(yǎng)分含量較低。

章古臺沙地地處蒙古植被與華北植物區(qū)系交匯地帶，共有維管束植物89科338屬570余種。該區(qū)植被類型因人為干預(yù)形成了以樟子松、油松、赤松為主的固沙針葉林，林下有少量伴生植物，包括小葉鼠李（Rhamnus parvifolia）、家榆（Ulmus pumila）、桑樹（Morus alba）、胡枝子（Lespedeza bicolor）等灌木，隱子草（Cleistogenes chinensis）、寸苔草（Carex duriuscula）、女婁菜（Melandrium apricum）、野艾蒿（Artemisia umbrosa）等草本植物。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)定

在章古臺沙地的樟子松、油松、赤松人工純林中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地，立地類型為平緩沙地，其中樟子松、油松、樟子松均為42年生，初植密度為1 665株/hm2。除樟子松林因衰退過重，2011年進(jìn)行了一次衛(wèi)生伐外，其他林分經(jīng)營嚴(yán)格按照《遼寧省森林經(jīng)營規(guī)程》開展，2011年以前間伐強(qiáng)度相同。在3種針葉林中設(shè)置0.1 hm2標(biāo)準(zhǔn)地，基本情況見表1。采用每木檢尺的方法測定標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有樹木的胸徑和樹高，樹高精度為0.01 m，胸徑精度為0.1 cm。

1.3 生長規(guī)律研究 3種針葉樹生長規(guī)律研究采用樹干解析法，即在選擇的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)各選擇3株標(biāo)準(zhǔn)木做解析木，2 m區(qū)分段截取圓盤，即在0、1、1.3、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0 m處截取圓盤，所有圓盤均進(jìn)行刨光處理，使得年輪更加容易識別。按4年1個(gè)齡級進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)格按解析木的技術(shù)要領(lǐng)進(jìn)行判讀，繪制解析曲線，測算解析木的胸徑、樹高、材積生長過程。

2 結(jié)果與分析

2.1 胸徑生長對比 從圖1可以看出，3種針葉樹在8～16 a時(shí)胸徑連年生長較快，其中樟子松胸徑連年生長量最大值出現(xiàn)在9～12 a，為0.912 cm/a；油松和赤松在這一階段，胸徑連年生長量最大值出現(xiàn)在13～16 a，為0.638、0.713 cm/a。以后隨著樹齡的增大，胸徑連年生長量呈下降趨勢，個(gè)別時(shí)段胸徑生長量較大，特別是赤松，可能與這一時(shí)段降水量較大及林分經(jīng)營措施等有關(guān)。

從圖2可以看出，3種針葉樹在8～12 a時(shí)胸徑生長差別不大，12～36 a樟子松的胸徑總生長量大于油松和赤松，36 a以后，赤松的胸徑總生長量高于樟子松和油松。

2.2 樹高生長對比

從圖3～5可以看出，8～16 a時(shí)3種針葉樹的樹高連年生長較快，其中樟子松樹高連年生長量最大值出現(xiàn)在9～16 a，為0.425 m/a；油松和赤松在這一階段，最大值出現(xiàn)在13～16 a，分別為0.600、0.575 m/a，這與胸徑生長的規(guī)律基本一致。以后，隨著樹齡的增大，樹高連年生長量呈下降趨勢，3種針葉樹的樹高連年生長量在20 a左右時(shí)開始低于樹高平均生長量。與胸徑生長相同，樹高在個(gè)別時(shí)段生長量較大，特別是赤松。

從圖6可見，3種針葉樹在0～16 a樹高生長差別不大，赤松和樟子松在16 a左右時(shí)樹高生長超過油松，赤松在24 a左右時(shí)樹高生長超過樟子松，隨著林齡的增長這種趨勢越來越明顯。

2.3 材積生長對比

從圖7～9可以看出，8～24 a樟子松和油松材積連年生長量呈現(xiàn)較快增長趨勢，25～32 a材積生長緩慢，33～36 a略有加快，36 a以后呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。赤松在32 a以前材積連年生長量緩慢，33～40 a時(shí)材積生長明顯加快，最高為0.014 2 m3/a，40 a以后呈下降趨勢。從圖10可以看出，32 a以前，單株針葉樹的材積總生長量最大的是樟子松，其次是赤松，油松最小。32 a以后赤松的材積生長加快，明顯超過樟子松。

3種針葉樹的材積平均生長量增長趨勢表現(xiàn)平穩(wěn)，42 a材積生長開始下降，但材積連年生長量仍大于材積平均生長量，說明該調(diào)查的3種針葉林尚未達(dá)到數(shù)量成熟齡。

3 結(jié)論與討論

（1）該研究結(jié)果表明，在章古臺沙地，樟子松、油松、赤松的胸徑生長速生期均出現(xiàn)在8～16 a，16 a以后隨著樹齡的增大，胸徑生長量逐漸下降。在32 a以前，樟子松胸徑總生長量最大，赤松與油松胸徑總生長量差別不大，32 a以后赤松的胸徑生長比樟子松、油松快，胸徑總生長量超過樟子松，油松最小。

（2）3種針葉樹的樹高生長速生期也出現(xiàn)在8～16 a，以后逐漸下降。在16 a以前3種針葉樹的樹高總生長量差別不大，24 a左右赤松的樹高生長比樟子松、油松快。

（3）8～24 a的樟子松和油松材積連年生長量呈現(xiàn)較快的增長趨勢，8～32 a赤松的材積連年生長量增長緩慢，33～40 a材積生長明顯加快，最高可達(dá)0.014 2 m3/a。42 a單株樹木的材積總生長量最大的是赤松，其次是樟子松，最小的是油松。3種針葉林尚未達(dá)到數(shù)量成熟齡。

（4）從胸徑與樹高的連年、平均生長曲線來看，3種針葉樹的生長曲線有明顯的起伏，這說明這3種針葉樹生長易受氣象因子和森林經(jīng)營措施的影響，特別是赤松林分，這些影響需要進(jìn)一步的研究。據(jù)報(bào)道，赤松在章古臺沙地早期生長不如樟子松[9-10]，該研究也證明赤松早期生長與樟子松和油松區(qū)別不明顯，但32 a以后，赤松的生長量明顯高于樟子松和油松；截至目前，在章古臺沙地未發(fā)現(xiàn)赤松有明顯的病蟲害，也未出現(xiàn)衰退現(xiàn)象。以往的研究成果證明，赤松具有較高抗逆性[11]，能在章古臺沙地天然更新[12]。樟子松在三北地區(qū)多處引種地發(fā)生衰退，赤松在章古臺沙地表現(xiàn)良好，說明赤松是一種值得在半干旱地區(qū)推廣試驗(yàn)的固沙造林針葉樹種。

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