不同密度對側(cè)柏人工林生物量影響分析

程偉 高明鎮(zhèn) 侯玉松 孟慶華 張文海 趙建

摘要：? 以淄川區(qū)國有林場人工側(cè)柏林齡60年為研究對象，選取12塊固定樣地，調(diào)查側(cè)柏的胸徑、樹高、冠幅，分析了林分密度對側(cè)柏人工林喬木層生物量的影響。結(jié)果表明：側(cè)柏林平均胸徑、平均冠幅與林分密度間均呈顯著負(fù)相關(guān)（p<0.05），平均樹高相關(guān)性不顯著（p>0.05）;小徑組數(shù)量、小徑組比例和林分密度正相關(guān)（p<0.05），中徑組比例和林分密度負(fù)相關(guān)不顯著（p>0.05）;林分密度與側(cè)柏生物量顯著性相關(guān)（p<0.05），在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。

關(guān)鍵詞：? 側(cè)柏人工林;? 生物量;? 淄川區(qū);? 國有林場

中圖分類號：? ?S 791. 38 . 01? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2021）06 - 0013 - 04

側(cè)柏（Platycladus orientalis） 耐干旱貧瘠、壽命長，對土壤要求不嚴(yán)，廣泛分布在石灰?guī)r山地，群落穩(wěn)定，是山東省主要造林樹種之一，也是淄博市荒山造林的主要樹種，對凈化空氣、涵養(yǎng)水源、荒山綠化及水土保持等具有重要意義。淄川區(qū)國有林場面積1 689.8 hm2，多為石灰?guī)r山地，坡度陡，土層淺薄，厚度一般小于30 cm，自1960年大量種植側(cè)柏林以來，未對側(cè)柏林的生長情況進行系統(tǒng)調(diào)查，對喬木層側(cè)柏林的生物量也沒有較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。研究不同密度側(cè)柏人工林生物量的變化規(guī)律，對于掌握側(cè)柏人工林生長狀況，定向徑材培育等均具有重要的指導(dǎo)意義。

生物量通常是指在一定時期內(nèi)有機體或群落所積累的有機物質(zhì)的總量[ 1 ]。目前國內(nèi)對側(cè)柏林的研究很多[ 2 - 12 ]，但對其生長和生物量方面的影響因子，造林密度對側(cè)柏人工林影響分析的報道較少。本文以淄川區(qū)國有林場側(cè)柏純林為研究對象，通過設(shè)立固定標(biāo)準(zhǔn)地的方式，分析林分密度對側(cè)柏人工林生物量的影響，以期為側(cè)柏人工林的人工調(diào)控和科學(xué)經(jīng)營提供一定的借鑒作用。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于淄川區(qū)中東部，地貌為低山，介于36°22'～36°45'N、 117°41'～118°14'E之間， 海拔300～600 m，土壤為褐土，土層薄，一般在30 cm以下，側(cè)柏林齡為60年，郁閉度在0.8以上。年均降水719 mm，無霜期188天左右，年平均氣溫12.9 ℃，屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)半干旱半濕潤大陸性氣候，四季分明，雨量集中，雨熱同季。林下灌木主要有荊條（Vitex negundo）、酸棗（Ziziphus jujuba）、扁擔(dān)桿（Grewia biloba）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、鼠李（Rhamnus? davurica）等;草本有馬唐草（Digitaria? sanguinalis ）、沿階草（Ophiopogon bodinieri）等。

2 研究方法

2. 1 調(diào)查方法

于2020年8月至2021年3月，通過踏查的方式，根據(jù)林分密度、坡度、坡向等，在淄川區(qū)國有林場五松山林區(qū)、龍泉林區(qū)、田莊林區(qū)選擇林相整齊，有代表性的側(cè)柏林，設(shè)置12塊25.82 m×25.82 m的固定樣地，統(tǒng)計樣地內(nèi)的林木株數(shù)，并對每株樹進行編號、掛牌，對樣地進行每木調(diào)查，記錄樹高、胸徑、冠幅等。于2021年4～5月，對調(diào)查數(shù)據(jù)進行整理分析和補充調(diào)查。使用測徑圍尺測量胸徑（D），運用布魯萊斯測高器測量樹高（H），用皮尺測量東西冠幅和南北冠幅（EW+NS），并計算其平均冠幅（CW）。

2. 2 各項指標(biāo)的計算

2. 2. 1 平均胸徑

式中，D為平均胸徑;di為第i株樹的胸徑（cm）;N為總株樹。

2. 2. 2 徑階組

小徑組：6～12 cm

中經(jīng)組：14～24 cm

大經(jīng)組：26～36 cm

特大徑組：38 cm以上

2. 2. 3 側(cè)柏生物量[ 8 ， 12 ]

干重：W干=0.057 3（D2 H）0.865 7

枝重：W枝=0.004 3（D2 H）1.108 5

葉重：W葉=0.003 8（D2 H）1.038 5

根重：W根=0.048 5（D2 H）0.688 6

側(cè)柏生物量W=W干+W枝+W葉+W根

式中，W為側(cè)柏生物量（t）;D為胸徑（cm）;H為樹高（m）。

3 樣地基本情況

通過調(diào)查，12塊樣地均為水土保持林，陽坡、陰坡各6個，其主要特征為海拔280～630 m，坡位大部分為上坡，坡度8°～26°，密度為1 100～2 500株/hm2。平均胸徑為10.7～14.57 cm，平均樹高為6.62～8.94 m，平均冠幅為1.58～2.76 m（表1）。

4 結(jié)果與分析

4. 1 林分密度對胸徑、樹高、冠幅的影響

通過對側(cè)柏的平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和林分密度進行相關(guān)性分析，平均胸徑、平均冠幅和林分密度呈顯著性負(fù)相關(guān)（p<0.05） ，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為-0.748和-0.736，樹高和林分密度不顯著性負(fù)相關(guān)，Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.106。不同密度側(cè)柏的胸徑、冠幅隨著林分密度的增加，呈現(xiàn)下降趨勢，樹高呈先增高后下降的趨勢（圖1）。按林分密度大小分成1 125～1 665株/hm2，1 830～2 190株/hm2，? ?2 370～2 550株/hm2三組，對胸徑、樹高、冠幅分別進行方差分析的結(jié)果顯示，差異均不顯著（ p>0.05）。

4. 2 林分密度對側(cè)柏徑階組的影響

通過調(diào)查，12塊標(biāo)準(zhǔn)地側(cè)柏均為中、小徑階，未發(fā)現(xiàn)大徑階。通過對側(cè)柏的小徑組數(shù)量、中徑組數(shù)量、小徑組占比、中經(jīng)組占比和林分密度進行相關(guān)性分析，小徑組數(shù)量、小徑組比例和林分密度正相關(guān)（p<0.05） ，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.937和0.695;中徑組比例和林分密度負(fù)相關(guān)（p<0.05），Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.701。隨著林分密度增加，小徑階數(shù)量和占比呈上升趨勢，在林分密度為2 370株/hm2時，小徑組數(shù)量最多為1 935株/hm2，小徑組占比最大為81.7%;中徑組占比在1 125株/hm2時最大，為66.7%，隨著林分密度增加，占比逐漸降低，在林分密度為2 370株/hm2時，中徑組比例最低為19%。中徑組數(shù)量，隨著林分密度增加，變化不明顯（圖2，圖3）。

4. 3 林分密度對側(cè)柏生物量的影響

對林分密度和側(cè)柏生長量進行相關(guān)性分析，二者Pearson相關(guān)系數(shù)系數(shù)為0.673，顯著性為0.016，達到顯著性相關(guān)。不同密度的側(cè)柏喬木層生物量為66.52～116.82 t/hm2，干重為35.26～61.5 t/hm2，枝重為14.7～26.5 t/hm2，葉重為7.91～14.12 t/hm2，根重為8.65～14.7 t/hm2，干重占比平均在51.82%～53.55%，枝重占比為21.23%～23.93%，葉重占比為11.59%～12.28%，根重占比為11.73%～13.46%。在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。按不同密度分成三組，對生物量進行方差分析的結(jié)果顯示，差異不顯著（ p>0.05） 。

5 結(jié)論與討論

5. 1 林分密度對側(cè)柏胸徑、冠幅的影響顯著，這與梁燕等[ 8 ]對魯中石灰?guī)r山地側(cè)柏研究結(jié)果，段劼等[ 6 ]對北京地區(qū)側(cè)柏人工林研究結(jié)果基本一致，與兩者研究結(jié)果密度對樹高的影響顯著不一致。造成不一致的原因主要是本次調(diào)查的側(cè)柏林分密度為1 125～2 550株/hm2，最大林分密度低導(dǎo)致的，梁燕等調(diào)查的側(cè)柏林分密度為1 300～8 600株/hm2，段劼等[ 6 ]調(diào)查指出在林分密度大于3 000株/hm2時各指標(biāo)減小的趨勢變緩。但從整體趨勢上看，1 125～2 550株/hm2密度對側(cè)柏樹高影響的趨勢與梁燕等研究結(jié)果基本相同，均為先高后低。

5. 2 林分密度對徑階的影響顯著，這與董鵬等[ 13 ]對徐州側(cè)柏林研究結(jié)果一致，林木個體大小數(shù)量分布，主要體現(xiàn)了反映林分的生長狀況和林木之間的競爭關(guān)系，隨著林分密度的加大，林木個體之間對營養(yǎng)空間的競爭日益加劇，小徑階林木占多數(shù)。

5. 3 在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。李朝等[ 12 ]對徐州側(cè)柏人工林調(diào)查后發(fā)現(xiàn)林分密度與林分生物量、林分密度與地上生物量均呈現(xiàn)單峰曲線關(guān)系。當(dāng)林分密度為2 600 株/hm2左右時，林分生物量和林分地上生物量數(shù)值接近最大，梁燕等[ 8 ]林齡為50年左右的側(cè)柏人工林單位面積蓄積量與喬木層生物量最大值均出現(xiàn)在林分密度2 800株/ hm2。結(jié)論與本次調(diào)查結(jié)果基本一致。

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第1作者簡介：? 程偉（1981-），? 男，? 工程師，? 主要從事森林培育工作。

收稿日期： 2021 - 05 -? 20

（責(zé)任編輯：? ?張亞楠）