间伐强度对华北落叶松人工林生长效应的研究

陈东莉,郭晋平,杜宁宁,郭小宇

(山西农业大学林学院,山西 太谷 030801)

华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii May.)系松科落叶松属落叶乔木,为我国华北地区营造速生丰产林和防护林的重要树种,具有速生丰产性好、材质优、适应性强、适生范围广等优点。除在华北有大面积天然分布外,在东北、西北的部分地区也有分布。在山西省主要分布于太岳山、关帝山、管涔山、五台山、恒山等主要林区,不仅有大面积的天然林,在人工林中也占有重要的地位。早期营造的华北落叶松人工林,造林密度较大,抚育间伐不及时,林木分化严重,出现了造林成活率较低、造林后生长缓慢、成林时间长等问题。通过对不同间伐强度华北落叶松生长效应的研究,以选择合适的间伐强度使林木生长达到最优状态。

1 研究地区概况

试验地点设在山西省关帝山国有林管理局的三道川林场。三道川林场地处温带大陆性山地气候区 ,年平均气温 8.85°C,1月份均温 -7.7°C,极端最低气温 -19.6°C,7月份均温 23.0°C,极端最高气温 34.5°C;无霜期年际变化幅度较大,平均无霜期 100 d～ 120 d;年均降水量 550 mm,每年降水量的 65%集中于 7月至 9月;海拔 1 300 m～ 2 169 m;土壤多为褐土。

2 试验地设置及研究方法

试验地点位于三道川林场的五一沟、丁羊沟、李山沟、南介沟 ,平均海拔 1 729 m,坡度 16°～ 22°,土层厚度 60 cm以上。造林前是以杂木为主的次生林,1990年进行穴状整地,并栽植 3年生的华北落叶松幼苗。2007年进行间伐试验,之前林分从未进行过任何抚育。

2007年 7月在 20年生华北落叶松人工林中建立 20 m×20 m的标准地,对标准地的林况等进行调查和每木检尺。间伐强度设计按林分分化结果分为优势木、次优势木、中级木、被压木、伐死木 5类,并依据砍劣留优、砍大留小、砍密留稀的原则选择间伐木,采用 4种不同强度处理,即弱度间伐、中度间伐、强度间伐和对照(未间伐)标准地,每种间伐强度重复3次,共12块标准地。间伐强度以单位面积株数确定,现试验林分别保留5 000株/hm2,5 200株 /hm2, 5 500株 /hm2, 4 000株 /hm2,4 350株 /hm2, 4 500株 /hm2, 3 500株 /hm2,3 720株 /hm2, 3 800株 /hm2, 2 500株 /hm2,2 700株 /hm2,2 800株 /hm2。同时记录每块标准地的基本情况,见表1。

表1 标准地基本情况

3 结果分析

3.1 间伐强度对保留木胸径生长的影响

间伐强度对保留木胸径生长的影响见表2。

表2 不同处理对胸径生长量的影响

由表2看出,林分胸径生长量随间伐强度的增加而增加。间伐 3 a后对照、弱度间伐、中度间伐、强度间伐的生长率分别为 11.69%,14.08%,15.35%,18.96%。 3 a后,经过弱度、中度、强度间伐的林分胸径生长量分别比对照增加了 10.9%,56.4%,77.2%。方差分析显示不同间伐强度的林分胸径生长量差异达到显著(P＜0.05),经 LSD多重比较可以看出强度间伐与中度间伐、弱度间伐、对照比较,胸径生长量差异显著,中度间伐与弱度间伐、对照比较,胸径生长量差异显著,弱度间伐与对照比较差异不显著。这是由于抚育间伐后保留木生长空间扩大,林内光照充分,林分个体对水肥竞争减少,加快了林分生长,故林分平均胸径增长较快。

3.2 间伐强度对保留木树高生长量的影响

间伐强度对保留木树高生长量的影响见表3。

表3 不同处理对树高生长量的影响

从表3可以看出,林分树高生长量表现为强度间伐＞中度间伐＞弱度间伐＞对照。经过弱度、中度、强度间伐,3 a后林分树高的生长量分别增加了15.9%,42.8%,57.9%,树高的生长率随着间伐强度的增加而增加。方差分析说明不同间伐强度的林分高生长量差异显著(P＜0.05),经 LSD多重比较可以看出强度间伐与对照、弱度间伐、中度间伐比较,树高生长量差异显著,中度间伐与弱度间伐、对照比较差异显著,弱度间伐与对照比较差异不显著。这表明间伐强度对树高生长量有显著作用,因为华北落叶松是喜阳树种,间伐后林分内得到了充足的光照,改善了林分的生长环境,促使林分生长加快,故强度间伐后树高生长较快。

3.3 间伐强度对保留木蓄积量的影响

林木单位蓄积量决定于单株胸径、树高和单位面积株数,随着间伐强度的加大,单株胸径和树高随之提高,但单位面积株数却随之降低,现将不同间伐强度的保留木蓄积量进行比较,结果见表4。

从表4可以看出,林分蓄积量随着间伐强度的变化而变化,不同间伐强度对单位华北落叶松的蓄积量影响的顺序为:中度间伐＞强度间伐＞弱度间伐＞对照。经过弱度、中度、强度间伐,3 a后林分蓄积量分别增加了 10.7%,30.4%,26.9%。方差分析说明不同间伐强度的林分蓄积生长量差异显著(P＜0.05),经 LSD多重比较可以看出,中度间伐与对照、弱度间伐比较,林分蓄积量差异显著,中度间伐与强度间伐比较差异不显著,强度间伐与对照、弱度间伐比较差异显著,弱度间伐与对照比较差异显著。由此可见,间伐后保留密度为3 500株 /hm2～3 800株 /hm2时,林分生长最佳。虽然中度间伐林分比强度间伐林木的蓄积生长量高,但是单位面积内中度间伐林分比强度间伐林分的保留木株数多,所以中度间伐林分的蓄积生长率小于强度间伐林分。

表4 不同处理对蓄积量的影响

4 结论

从试验结果分析看出,强度间伐对保留木胸径和树高的生长量影响都比较显著,这是由于华北落叶松是阳性树种,抚育间伐后林内光照条件得到改善,减小了林分的郁闭度,保留木生长空间得到扩大,林分个体对水肥的竞争减少,加快了林分生长。此外,间伐除去了林下非目的树种和胸径、树高较小的林木,故林分平均胸径和树高增长较快。

强度间伐对林分蓄积量的影响不是最大,因为强度间伐使单位面积株数减少,虽然单株生长量大,但单位面积生长量未赶上中度间伐的林分,弱度间伐后蓄积生长量小于中度间伐和强度间伐。对照的株数最多,但小径材多,单株材积生长量少,材积生长量低于间伐的林分。因此,我们在对华北落叶松的经营过程中,必须定期对过密林分进行中度间伐,不仅能促进林木的生长发育,提高林分质量,取得长远的经济效益,而且也可获取近期的经济效益。

研究认为,对初始密度为 5 000株 /hm2～5 500株 /hm2的落叶松林分实施不同强度间伐后,不同间伐强度对华北落叶松人工林单株胸径的影响存在显著性差异,对华北落叶松树高生长影响差异也显著,同时也影响单位面积华北落叶松的蓄积量。初次间伐效果较为明显的是中度间伐,间伐后保留密度为 3 500株 /hm2～ 3 800株 /hm2。所以,粗放经营(不采用抚育间伐经营措施)已严重制约着华北落叶松人工林的生长。因此,在林分生长过程中,留有足够的生长空间可全面有效地促进林分各因子的生长,使林分达到最优的生长状态。

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