東北東部樟子松幼林生長(zhǎng)與立地因子關(guān)系研究

沈海龍 崔曉坤 孫海龍 趙德海

摘 要：為了解東北東部山地引種區(qū)樟子松人工幼林生長(zhǎng)與立地因子的關(guān)系，采用樣地調(diào)查和平均木與優(yōu)勢(shì)木解析方法，調(diào)查和收集樣地與解析木資料，利用數(shù)量化理論I計(jì)算各立地因子得分值，并檢測(cè)生長(zhǎng)指標(biāo)與立地因子的相關(guān)性。研究結(jié)果表明，研究區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)的主導(dǎo)立地因子有所不同，影響小興安嶺南部引種區(qū)樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子是坡位、坡度和土層厚度，而張廣才嶺西坡的主導(dǎo)立地因子是土層厚度;張廣才嶺東坡的是坡度和黑土層厚度;長(zhǎng)白山地以土層厚度和坡度為主導(dǎo)因子，大黑山南部以坡度為主導(dǎo)因子，大黑山北部以坡位為主導(dǎo)因子。綜合本研究和相關(guān)研究結(jié)果可推出結(jié)論：土層厚度是影響東北東部山地引種區(qū)樟子松人工幼林生長(zhǎng)發(fā)育的主導(dǎo)因子，凡能增加土層厚度的坡度、坡向和坡位都有利于樟子松林的生長(zhǎng)發(fā)育。

關(guān)鍵詞：樟子松，人工幼林，生長(zhǎng)指標(biāo)，立地因子

Abstract：The objective of this study is to explore the relationships between stand growth and site factors in young Mongolian Scots pine （Pinus sylvertris var. mongolica） plantations across the introduction areas in the eastern mountainous region of Northeast China. Using the method of plot investigation and analysis of average and dominant tree， the data of sample plots and stem analysis trees were investigated and collected. General linear model （GLM） approach was used to quantify the effects of site factors on stand growth， with correction for the effects of stand conditions. Our study showed that the main site factors varied greatly across the region. Slope position， steepness， and soil layer depth in the southern part of Xiaoxinganling mountains， soil layer depth in the western part of Zhangguangcailing mountain， slope steepness and the depth of black soil layer in the eastern part of Zhangguangcailing mountain， soil layer depth and slope steepness in Changbaishan mountain， slope steepness in the southern part of Daheishan mountain， and slope position in the northern part of Daheishan mountain were main site factors， respectively. Our findings， together with other related research results， suggested that soil thickness was the leading factor， and the slope steepness， orientation and position associated with the increase depth of the soil layer would enhance the growth of Mongolian Scots pine plantations in the eastern mountainous region of Northeast China.

Keywords：Pinus sylvertris var. mongolica; young plantation; growth index; site factors

0 引言

具有重要生態(tài)防護(hù)和木材生產(chǎn)功能的樟子松（Pinus sylvestris L. var. mongolica Litv.）被廣泛引種到東北東部的長(zhǎng)白山和小興安嶺林區(qū)，成為該區(qū)域重要造林樹種之一[1]。但是，該區(qū)域的樟子松人工林近年來(lái)出現(xiàn)了一些衰退或生長(zhǎng)不良的情況，與立地選擇不當(dāng)有一定關(guān)系。沈海龍等[2]曾對(duì)該區(qū)域樟子松人工林生長(zhǎng)與氣候因子相關(guān)關(guān)系進(jìn)行過(guò)分析;吳祥云[3-4]對(duì)遼東山地樟子松人工林生長(zhǎng)與立地質(zhì)量關(guān)系做過(guò)研究;其他的樟子松立地研究[5-12]，針對(duì)的都不是該地區(qū)。國(guó)外對(duì)樟子松的原種歐洲赤松的立地有較為豐富的研究[13-15]。但是，針對(duì)東北東部的長(zhǎng)白山和小興安嶺的樟子松引種區(qū)，尚未發(fā)現(xiàn)在整體上進(jìn)行立地與生長(zhǎng)關(guān)系的研究報(bào)道。前期研究表明[1-2]，在該區(qū)域范圍內(nèi)，降水量和積溫對(duì)樟子松生長(zhǎng)的影響較大，以20 a優(yōu)勢(shì)木高為基準(zhǔn)的立地指數(shù)在不同地區(qū)的差異較大，整體上跨越了5～13 m等9個(gè)級(jí)別（1 m為一個(gè)級(jí)別）。因此，本研究選擇東北東部山地區(qū)域，通過(guò)廣泛的調(diào)查和資料收集，對(duì)樟子松幼林生長(zhǎng)與立地條件的關(guān)系進(jìn)行分析，以期了解掌握樟子松人工林培育的適宜立地條件，為提高樟子松人工林培育水平提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)和研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

本項(xiàng)研究選定的區(qū)域包括小興安嶺山脈的南部（黑龍江省南岔林業(yè)局木曾、帶嶺林業(yè)局松青和大青川至郎鄉(xiāng)林業(yè)局小白一帶）和東南邊緣（黑龍江省南岔林業(yè)局浩良河一帶），長(zhǎng)白山脈北部的張廣才嶺（西坡小嶺余脈黑龍江省尚志市帽兒山和一面坡一帶，東坡黑龍江省海林林業(yè)局橫道河子和三部落一帶）和完達(dá)山（黑龍江省東方紅林業(yè)局東林林場(chǎng)和佳木斯市孟家崗林場(chǎng)），中心地帶的長(zhǎng)白山地以北（黑龍江省穆棱林業(yè)局紅石經(jīng)營(yíng)所、寧安市鹿道鎮(zhèn)、吉林省敦化市寒蔥嶺林場(chǎng)等）和以西地區(qū)（臨江林業(yè)局鬧枝林場(chǎng)、松江河林業(yè)局漫江林場(chǎng)和通化縣林業(yè)局西北岔林場(chǎng)），以及西北部余脈的大黑山以南（吉林省遼源市周邊）和以北地區(qū)（吉林省長(zhǎng)春市凈月潭周邊和土門嶺林場(chǎng)）等，樟子松沒(méi)有天然分布，目前栽培的樟子松均為引種。該區(qū)域基本氣候條件和土壤、植被等參見叢健等[1]的描述。

1.2 研究方法

樣地調(diào)查采用常規(guī)方法進(jìn)行每木檢尺（實(shí)測(cè)值）;等株徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法測(cè)定平均直徑和選擇解析木;樹高曲線法測(cè)定林分平均樹高;3株優(yōu)勢(shì)木法測(cè)定優(yōu)勢(shì)木高;利用削度方程[16]計(jì)算材積和蓄積;剖面法測(cè)定黑土層（腐殖質(zhì)層）厚和土層厚度，確定土壤類別。坡位根據(jù)調(diào)查時(shí)樣地所處相對(duì)位置記載，其中山麓指山坡下部的延伸部分，階地表示樣地處于整體上比較平緩的地段。坡向按照南和西南為陽(yáng)坡，東、西和東南為半陽(yáng)坡，北和東北為陰坡，西北為半陰坡記載。同時(shí)收集了各地已有調(diào)查資料。共計(jì)調(diào)查樣地139塊，收集樣地調(diào)查資料308塊;調(diào)查解析木123株;收集302株解析木資料。利用優(yōu)勢(shì)木解析木樹高（實(shí)測(cè)）生長(zhǎng)進(jìn)程結(jié)果和樣地資料，確定各調(diào)查樣地的20 a優(yōu)勢(shì)木高。采用數(shù)量化理論Ⅰ方法，分不同地區(qū)對(duì)樟子松生長(zhǎng)與立地因子關(guān)系進(jìn)行分析，并進(jìn)行偏相關(guān)和復(fù)相關(guān)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樟子松人工林生長(zhǎng)與坡位的關(guān)系

表1—表6的結(jié)果表明，在小興安嶺南坡和東南坡地區(qū)、完達(dá)山地區(qū)，坡位是影響樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子之一（偏相關(guān)幾乎都達(dá)顯著或極顯著水平）。張廣才嶺中部東坡（海林地區(qū)）和大黑山北部，坡位具有一定的影響力（20 a優(yōu)勢(shì)木高的相關(guān)性達(dá)到顯著水平）;而在張廣才嶺西坡（尚志地區(qū)）、長(zhǎng)白山地北部和西部，以及大黑山南部地區(qū)，坡位不是主導(dǎo)影響因子（偏相關(guān)性均未達(dá)顯著水平）。在小興安嶺南坡和東南部地區(qū)，以階地生長(zhǎng)最佳（得分值最高），其次為坡面各部分（上、中、下，得分值中等），山麓和山脊部生長(zhǎng)最差（得分值最低）;在張廣才嶺地區(qū)，則以坡中部最好，但西坡以坡上部（含山脊）次之，坡下部（含山麓，階地）較差，而東部則是坡下部次之，坡上部最差;完達(dá)山地區(qū)以坡下部為最好，依次為坡中部次之，坡上部最差;長(zhǎng)白山地北部（含老爺嶺南部）和大黑山南部以坡上部為最好，坡下部次之，坡中部最差，大黑山北部是坡下部最好，坡上部次之，坡中部最差，而長(zhǎng)白山地西部無(wú)統(tǒng)一表現(xiàn)格局。

2.2 樟子松人工林生長(zhǎng)與坡向的關(guān)系

表1—表6結(jié)果表明，坡向不是影響樟子松人工林生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子（相關(guān)性幾乎都未達(dá)顯著水平），僅在小興安嶺東南部，坡向與優(yōu)勢(shì)木高的相關(guān)性達(dá)到顯著水平;在小興安嶺南坡和東南部，以半陰坡的較好（得分值較高），陰坡和半陽(yáng)坡次之，陽(yáng)坡最差;在張廣才嶺西坡，以陰坡較好，平坡次之，陽(yáng)坡較差;在張廣才嶺東坡，以陽(yáng)坡生長(zhǎng)好于陰坡;在完達(dá)山地區(qū)，陰坡好于階地，階地好于陽(yáng)坡;長(zhǎng)白山地和大黑山區(qū)格局不明顯。

2.3 樟子松人工林生長(zhǎng)與坡度的關(guān)系

表1—表6的結(jié)果表明，小興安嶺南坡和東南部、張廣才嶺東坡、大黑山南部、長(zhǎng)白山地北部，坡度是影響樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子之一（相關(guān)性幾乎都達(dá)顯著或極顯著水平）;而在其他地區(qū)（張廣才嶺西坡、完達(dá)山區(qū)、長(zhǎng)白山地西部和大黑山北部），坡度不是影響樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子。坡度與樟子松生長(zhǎng)都呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即坡度越大，生長(zhǎng)越差。

2.4 樟子松人工林生長(zhǎng)與土層厚度的關(guān)系

表1—表6的結(jié)果表明，土層厚度對(duì)樟子松生長(zhǎng)的影響很大（相關(guān)性多數(shù)都達(dá)顯著或極顯著水平，沒(méi)達(dá)顯著水平的，相關(guān)性也很大），是主導(dǎo)因子;生長(zhǎng)與土層厚度呈正相關(guān)關(guān)系，即土層越厚生長(zhǎng)越好。但在完達(dá)山區(qū)，卻表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，可能與此地區(qū)土層較厚有關(guān)，表示在完達(dá)山區(qū)，土層厚度不再是樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子，其他因子的影響作用更加突出，掩蓋了土層厚度的效應(yīng)。這種負(fù)相關(guān)關(guān)系與實(shí)際調(diào)查中觀察結(jié)果不相符合，因?yàn)檎{(diào)查中發(fā)現(xiàn)，一般土層較厚時(shí)，生長(zhǎng)總是較好。

3 結(jié)論與建議

綜合以上立地因子分析結(jié)果，影響小興安嶺南部引種區(qū)樟子松生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子是坡位、坡度和土層厚度，次要因子是坡向，黑土層厚度意義不大;影響張廣才嶺西坡樟子松人工林生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子是土層厚度，次要因子是坡向、坡位和坡度，黑土層厚度的影響不大;影響張廣才嶺東坡樟子松人工林生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子是坡度和黑土層厚度，次要因子是坡位和土層厚度，坡向的影響不大;對(duì)長(zhǎng)白山地（含老爺嶺中南部、西部熔巖階地區(qū)域），大致可把土層厚度和坡度定為主導(dǎo)因子，坡位、黑土層厚和坡向意義不大。大黑山南部以坡度為主導(dǎo)因子，大黑山北部以坡位為主導(dǎo)因子。綜合國(guó)內(nèi)相關(guān)研究結(jié)果表明[3-12]，樟子松極耐瘠薄，對(duì)土壤養(yǎng)分濃度不苛求，在養(yǎng)分含量低的沙土、石質(zhì)土上也能生長(zhǎng)，但在深厚肥沃土壤上生長(zhǎng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于瘠薄土壤，其總的趨向是，凡能增加光照強(qiáng)度、加大土層厚度和土壤水分含量的坡度、坡向、坡位對(duì)樟子松的生長(zhǎng)都有良好影響。這個(gè)結(jié)論與本文的研究結(jié)果是一致的。

以上研究結(jié)果可以為東北東部山地引種區(qū)營(yíng)造樟子松人工林進(jìn)行立地選擇提供參考。但是本研究結(jié)果相對(duì)還是比較粗放，要做到樟子松人工林的精準(zhǔn)化培育，應(yīng)該對(duì)主導(dǎo)的土壤因子進(jìn)行適宜土壤理化和生物性質(zhì)方面的精準(zhǔn)研究[13-15]，以及加強(qiáng)立地指數(shù)模型[17-18]和經(jīng)營(yíng)措施與立地條件關(guān)系[19]等方面研究，這是下一步應(yīng)進(jìn)行的工作。

【參 考 文 獻(xiàn)】

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