不同造林密度對泡桐幼林生長和林分蓄積量的影響

毛碧輝 呂成群 黃寶靈

摘要 [目的]研究造林密度對泡桐幼林生長和林分蓄積量的影響。[方法]在廣西自治區(qū)南寧市江南區(qū)蘇圩鎮(zhèn)，采用隨機區(qū)組試驗設計研究不同造林密度（625、833、1 111、1 666株/hm2）對2年生泡桐生長、材積、蓄積量的影響，經(jīng)過定位觀測，探討種群密度與胸徑、樹高、立木單株材積、冠幅、蓄積量、枝下高等的作用規(guī)律和相關模型。[結果]造林密度對胸徑、冠幅及材積和蓄積量的影響達極顯著水平；造林密度對樹高、枝下高的影響達顯著水平。[結論]泡桐幼林的合理造林密度在1 111～1 666株/hm2。

關鍵詞 泡桐；造林密度；蓄積量；生長

中圖分類號 S727 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）20-0102-04

Abstract [Objective] To study effects of different planting densities on saplings growth and stand volume of Paulownia.[Method] Effects of different planting densities （625，833，1 111，1 666 trees/hm2）on the growth， volume， and accumulation of 2yearold Paulownia were studied with randomized block in Suwei District，Nanning，Guangxi Autonomous Region.The functional rule and correlation model between the population density of Paulownia and DHB，height， individual standing volume， crow cover， volume of forestcrop， live braches height were observed and analyzed.[Result]Effects of density on the DBH， the crow cover， the individual standing volume， the volume of forestcrop were extremely significant， and effects of density on tree height and height under the branches were significant.[Conclusion] The reasonable density of Paulownia was suggested to be between 1 111 and 1 666 trees/hm2 .

Key words Paulownia；Planting density；Stand volume；Growth

泡桐（Paulownia）為玄參科泡桐屬喬木樹種的通稱，為我國著名的特有速生鄉(xiāng)土樹種，與桉樹（Eucalyptus）、麻瘋樹（Euphor biaceae）并稱為世界最速生的三大用材樹種[1-3]，其具有速生、輕質、適應范圍廣、栽種容易等特點，是我國主要的人工造林樹種之一。泡桐用途十分廣泛，生長非常迅速，其材質輕、不翹裂，又具有耐酸耐腐、防濕隔熱等特點，是樂器、家具、建筑裝飾品及造紙等的良好材料，且特別適合制作膠合板、絕緣材料等[4-6]。然而，由于泡桐生長迅速，輪伐周期短，大量的木材輸出必然消耗大量的土壤養(yǎng)分，致使地力下降。為了達到可持續(xù)經(jīng)營的目的，必須通過合適的經(jīng)營措施來補充地力，合理種植密度已成為泡桐集約經(jīng)營的一項關鍵技術措施。目前國內(nèi)人工林發(fā)展迅速，對人工林密度方面的研究較多，主要集中在馬尾松[7 ]、桉樹[8 ]杉木[9-10]等，而關于我國泡桐人工林密度效應研究很少，其經(jīng)營措施大多憑經(jīng)驗進行，泡桐人工林的經(jīng)濟效益未能最大化。因此，探索合理的泡桐人工林種植密度，是擺在林業(yè)科技工作者面前的一項重要課題。筆者研究我國泡桐速生豐產(chǎn)林種植的最適密度，以期為我國泡桐速生豐產(chǎn)人工林建設、科學指導種植密度提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市江南區(qū)蘇圩鎮(zhèn)（22°34′N，108°03′E），年平均氣溫21.4 ℃，海拔130 m，氣壓100 kPa。位于北回歸線以南，屬亞熱帶季風氣候的少雨高溫氣候區(qū)。降雨集中在6—9月，干濕季節(jié)分明，蒸發(fā)量較大。年降雨量1 213 mm，年蒸發(fā)量1 415 mm。試驗地設在立地條件基本一致的林地內(nèi)，地形平緩，坡度5°左右，土層深厚，紅壤，表土層較薄，肥力中下，造林前為桉樹殘林地或荒草地。

1.2 試驗材料 試驗材料為白花泡桐新品種綠桐1號。

1.3 試驗設計

在經(jīng)營條件相同的前提下，采用隨機區(qū)組試驗設計，共設4種不同密度，株行距分別為4 m× 4 m（625株/hm2）、3 m× 4 m（833株/hm2）、3 m×3 m（1 111 株/hm2）、2 m× 3 m（1 666株/hm2）。3次重復，共12個小區(qū)，每個小區(qū)之間設有保護帶。

1.4 測定項目與方法

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行整理，采用SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 不同造林密度對泡桐生長的影響

2.1.1 不同造林密度對泡桐胸徑的影響。由圖1A可知，各造林密度之間的平均胸徑存在顯著差異，且625株/hm2林分平均胸徑顯著高于833株/hm2林分，833株/hm2林分平均胸徑顯著高于1 111株/hm2林分，1 111株/hm2林分平均胸徑顯著高于1 666株/hm2。其中，造林密度625株/hm2的泡桐平均胸徑為14.6 cm，密度增加至1 666株/hm2時，平均胸徑降低28.0%。泡桐林分平均胸徑隨造林密度的增加而減少。而當密度減少時，胸徑隨之增大。

2.1.2 不同造林密度對泡桐樹高的影響。由圖1B可知，泡桐造林密度1 111和1 667株/hm2的平均樹高無顯著差異，但均顯著高于造林密度為625和833株/hm2林分的平均樹高，造林密度為625與833株/hm2的平均樹高無顯著差異。造林密度為625株/hm2的泡桐平均樹高為10.53 m，密度增加至1 111株/hm2時，平均樹高增加6%。泡桐林分平均樹高總體隨造林密度增加而升高。

2.1.3 不同造林密度對泡桐冠幅的影響。

由圖1C可知，泡桐造林密度625株/hm2林分的平均冠幅與其他林分間差異顯著；顯著高于其他林分的平均冠幅，造林密度為833、1 111、1 666株/hm2林分間無顯著差異，在4個造林密度中，625株/hm2林分的冠幅最大（4.7 m），密度增加至1 666株/hm2時，冠幅降低了44%。

2.1.4 不同造林密度對泡桐枝下高的影響。

由圖1D可知，泡桐造林密度為833、1 111、1 666株/hm2林分的平均枝下高均無顯著差異，但1 111、1 666株/hm2林分平均枝下高均顯著高于625株/hm2林分，造林密度為625株/hm2林分的平均枝下高最?。?.5 m），造林密度增加至1 666株/hm2時平均枝下高增長120%。枝下高總體隨造林密度的增加而增加。

2.2 不同造林密度對泡桐材積的影響

2.2.1 不同造林密度對泡桐單株立木材積的影響。

由圖2A可知，不同泡桐造林密度間單株立木材積具有顯著差異，密度625株/hm2林分單株立木材積顯著高于密度833株/hm2林分單株材積，密度833株/hm2林分單株立木材積顯著高于密度1 111株/hm2林分單株立木材積，密度1 111株/hm2林分單株立木材積顯著高于1 666株/hm2林分單株立木材積。造林密度625株/hm2林分單株立木材積為0.088 192 m3，密度增加至1 666株/hm2時，單株立木材積降低44%。泡桐單株立木材積隨造林密度的增加而顯著減少。

2.2.2 不同造林密度對泡桐林分蓄積的影響。

由圖2B可知，泡桐造林密度為1 666株/hm2的林分蓄積最大，與1 111株/hm2林分無顯著差異，但顯著高于833和625株/hm2林分，625株/hm2林分蓄積最小，顯著低于其他林分，造林密度625株/hm2的林分蓄積為55.120 m3/hm2，密度增加至1 666株/hm2時，林分蓄積增加了49%。這表明泡桐林分蓄積總體隨造林密度增加而增加。

2.3 造林密度與各生長性狀的相關性

由表1可知，泡桐胸徑、材積分別與造林密度呈極顯著負相關關系，即泡桐林分胸徑、材積隨造林密度增加而減少，方差分析結果表明，造林密度對胸徑、材積的影響達極顯著水平（P<0.01），這與大量樹種造林研究結果一致[11-12]；泡桐蓄積量與造林密度呈極顯著正相關，即蓄積量隨造林密度增加而增大，這是由于林分蓄積量是由林分密度與單株材積的乘積計算得到，而這2個因子互為消長，因此林分蓄積取決于哪個因子處于支配地位。研究表明，密度較低時，造林密度處于支配地位，林分蓄積量隨密度增加而增加，而當密度增加到一定程度時，林分蓄積量不隨造林密度變化，保持在一定水平[13-15]。在該試驗中，造林密度較低，造林密度本身起主導地位，方差分析結果表明，造林密度對蓄積量的影響極顯著。各生長性狀之間的相關性分析表明，胸徑與單株材積、胸徑與冠幅以及枝下高與蓄積量存在顯著正相關關系，胸徑與蓄積量、胸徑與枝下高存在顯著負相關關系，方差分析結果表明，胸徑對單株材積、蓄積量、枝下高、冠幅的影響極顯著，其中胸徑與單株材積呈極顯著正相關關系，這與前人的研究結果一致[11，13]，枝下高對蓄積量影響極顯著，且兩者間存在顯著正相關關系。

3 結論與討論

該研究結果表明，不同造林密度對泡桐胸徑、冠幅、單株材積、蓄積量有極顯著影響，其中，胸徑、冠幅、單株材積與密度呈極顯著負相關關系，即隨著造林密度的增加，胸徑、冠幅、單株材積顯著減少，蓄積量與密度呈極顯著正相關關系，即隨著造林密度的增加，林分蓄積量顯著增加。造林密度對樹高和枝下高有顯著影響，造林密度為615～1 111株/hm2時，隨著密度的增加，樹高總體呈增長趨勢。而造林密度為1 111～1 666株/hm2時，隨著造林密度的增加，樹高無明顯變化，枝下高隨之增加。

泡桐的胸徑、冠幅和單株材積總體隨造林密度的增加而減少。這是由于在密度較小的林分中，林木有足夠的養(yǎng)分和伸展空間，因此胸徑、冠幅生長較快，但隨著林分密度的增大，種內(nèi)競爭加劇，林木對陽光、水分、土壤有機質競爭更加激烈，林木生長受到更多限制因子的影響，從而使得林木的生長受到影響，生長相對緩慢，這種現(xiàn)象與種群密度競爭效應相一致[11]。

泡桐冠幅與林木胸徑呈顯著正相關關系（r=0.685，P=0.000），與以往研究結果一致[16-17]，造林密度對泡桐單株材積的影響主要是通過對胸徑的影響[18]。

泡桐的樹高、枝下高、蓄積量總體隨造林密度的增加而增加，造林密度對樹高影響較為復雜，由于樹種不同，造林密度對樹高的影響也不同，研究表明，密度對樹高生長影響較小[17-19]， 而有些研究則認為樹高隨造林密度的增加而降低[10，20]。泡桐幼林樹高隨著造林密度的增加總體升高，與徐勃等[11]對青楊的研究結果基本一致。泡桐屬喜光速生樹種，又是闊葉樹種，對光照的競爭十分激烈，對光的競爭促進了樹高的生長。密度大的林分郁閉較早，光僅從樹冠上方照到樹木上，從而促進了泡桐幼林向上生長，爭取更多的光照[11，21]。研究表明，樹木枝下高隨著造林密度的增加而增加，這是由于造林密度的增加，林分地上部分空間減少導致林木形成自然整枝，使得枝下高隨著造林密度增加而增加[22-23]。該研究中也得到了一致的結論。

林分蓄積量受造林密度和單株材積的影響，該試驗的泡桐林分蓄積主要受造林密度的影響，呈極顯著正相關關系（r=0.884，P=0.000）。王玉芬[13]、陳健波等[14]、田宇明[15]研究認為在較小的林分密度范圍內(nèi)，密度本身起主要作用，林分蓄積量隨密度增加而增加，當密度增加到一定程度后，個體間競爭效應增強，立木單株材積和密度對林分蓄積量作用達到平衡，此時林分蓄積量保持在一定水平，不再隨林分密度的增大而增大。研究表明，林分蓄積量隨造林密度增加而呈拋物線變化趨勢[11]。

探索人工林合理造林密度一直是林業(yè)研究者關注的熱點問題，馬尾松[7]、桉樹[8]、杉樹[9]等樹種造林密度試驗結果表明，單株材積隨造林密度增加而減小，而林分蓄積量則隨造林密度增加而增加。這均與該研究結果相符。

綜上所述，該研究通過對不同造林密度泡桐生長指標進行測定與分析，發(fā)現(xiàn)造林密度為625～1 666株/hm2時，泡桐幼林林分蓄積量隨造林密度的增加而增加，合理造林密度應在1 111～1 116株/hm2。但由于試驗林僅為2年生幼林，此結果只能初步確定泡桐人工林的合理密度，而隨著林齡的增加，人工林水分、光照、土壤等生長因子隨之改變，因此造林密度對泡桐的影響也在變化，故應長期動態(tài)研究一個輪伐期，才能確定一個科學合適的造林密度。

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