光皮桦不同造林密度林分生长效应分析

2012-08-28许雪英

绿色科技 2012年5期

许雪英

（福建省沙县水南国有林场，福建沙县 365500）

1 引言

光皮桦（Betula luminifera H.Winkl）别名亮叶桦，是桦木科（Betulaceae）落叶乔木，高达35m，胸径80cm以上，树形高大，主干通直圆满，是福建省的优良乡土速生用材树种，适应性强，生长快，病虫害少，材质优良，用途广，深受广大林农的喜爱。该树种属浅根系，主根不明显，侧根粗壮发达，具有较强穿透能力和固氮作用，其丰富的凋落物能有效地自肥和改善土壤肥力，喜温暖湿润气候，多分布于向阳干燥山坡或林中林缘空地，萌芽性强，常混生于常绿阔叶林、竹林或其他树种组成的次生混交林中。材质坚硬，结构细腻、纹理通直，是上等的胶合板材、装饰材和造纸原料，被福建省林业厅列为重点推广造林树种之一[1～3]。

2003年以来，大田桃源国有林场为改变以杉木、马尾松“二棵树”长期栽培模式，造成林地地力严重衰退，林木生长量严重下降，制约了可持续经营发展目标等不利局面，适时进行树种结构调整，大力开展乡土阔叶树种栽培研究。从2003年起，先后对本土的木荷、厚朴、拟赤杨、火力楠、花榈木、楠木等造林研究，通过造林试验，进一步系统研究乡土阔叶树种生物学、生态学、造林学、木材学等特性，筛选出最符合当地发展的阔叶树种。开展光皮桦造林密度研究，旨在总结光皮桦人工造林生境及经营模式与技术措施，为大面积推广光皮桦人工林栽培提供理论依据。

实验地位于福建省大田桃源国有林场莲花山保护站，地处戴云山西侧的闽中低山地带，地理位置为东经117°29′15″～117°40′04″，北纬25°49′41″～25°52′01″，为中亚热带季风气候，气候温暖适中，日照充足，雨量充沛，年均气温15.3℃～19.6℃，无霜期255～275d，年降水量1491.2～1809.6mm。土壤主要为红壤、黄壤，土层较深厚、肥沃、湿润.森林植物种类多，以壳斗科（Fagaceae）为主，其次为樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、木犀科（Oleaceae）、竹亚科（Bambusoideae）等[4]。

2 材料与方法

2.1 研究对象

取自于大田桃源国有林场2004年采伐迹地，经清山、炼山后，于当年11月份进行穴状整地，规格为：60cm×40cm×40cm，施足基肥，2005年春季营造光皮桦试验林。造林后前2年，每年锄草2次，后3年，每年全劈1次，连续抚育5年。

2.2 研究方法

试验采用完全随机区组设计，4个密度处理，即3.5m×3.5m（800 株／hm2）；3.0m×3.0m（1100 株／hm2）；2.5m×2.5m（1600 株／hm2）；2.0m×2.0m（2500株／hm2），3次重复。各试验区立地条件基本一致，样地面积20m×20m，共设12个样地。2010年11月对样地进行全面调查，调查林木胸径、树高、冠幅等生长因子试验数据，计算各调查因子平均值，采用福建省阔叶树二元立木材积公式计算光皮桦单株立木材积，根据林分密度计算林分蓄积量。附福建省阔叶树二元立木材积公式：

3 结果与分析

3.1 光皮桦不同密度造林各性状差异性分析

表1 光皮桦不同造林密度各性状方差分析

为合理选择光皮桦人工造林模式及推广工作，通过对光皮桦不同造林密度造林模式调查数据进行方差分析（表1），结果表明：光皮桦不同造林密度间的胸径、冠幅、单株材积存在极显著差异；树高差异性不显著。

3.1.1 光皮桦不同造林密度对胸径生长的影响

从表1可知，光皮桦胸径不同造林密度间存在极显著差异，经LSD检验及多重比较（表2）可以看出，光皮桦胸径生长以造林密度1100株／hm2最好，6年生时光皮桦平均胸径达6.93cm，年平均生长量为1.16cm，其次为1600株／hm2，胸径达6.23cm，年平均生长量为1.04cm，造林密度2500株／hm2胸径生长量最差，平均胸径为5.40m，年平均生长量为0.90cm，造林密度1100株／hm2与1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2胸径生长相比较差异均达极显著，不同造林密度光皮桦胸径均值比较从大到小排列次序为：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表2 光皮桦不同造林密度胸径平均值多重比较

3.1.2 光皮桦不同造林密度对冠幅生长的影响

从表1可知，光皮桦不同造林密度间冠幅生长存在极显著差异，经LSD检验及多重比较（表3）可以看出，6年生时光皮桦冠幅生长以造林密度1100株／hm2最好，平均冠幅达3.61m，其次为1600株／hm2，平均冠幅达3.14m，造林密度2500株／hm2冠幅生长量最差，平均冠幅为2.76m，造林密度1100株／hm2与1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2冠幅生长相比较差异均达极显著，不同造林密度光皮桦冠幅均值比较从大到小排列次序为：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表3 光皮桦不同造林密度冠幅平均值多重比较

3.1.3 光皮桦不同造林密度对单株材积生长的影响

通过对光皮桦试验地全面调查，计算出不同造林密度3次重复的平均胸径、平均树高数据。根据福建省阔叶树二元立木材积公式计算不同造林密度平均单株材积，从表1可知，光皮桦不同造林密度间单株材积生长存在极显著差异，虽然不同造林密度对树高生长差异不显著，但不同造林密度对直径生长影响较大，进而影响了材积的生长。经LSD检验及多重比较（表4）可以看出，6年生时光皮桦材积生长以造林密度1100株／hm2最好，单株材积达0.0161m3，其次为1600株／hm2，平均单株材积达0.0125m3，造林密度2500株／hm2平均单株材积生长最差，平均值为0.002m3，造林密度1100株／hm2与1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2平均单株材积生长相比较差异均达极显著。不同造林密度光皮桦平均单株材积比较从大到小排列次序为：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表4 光皮桦不同造林密度单株材积平均值多重比较

3.2 6年生不同造林密度对光皮桦林分生长的影响

从表5可知，6年生光皮桦不同造林密度林分生长量随造林密度加大林分蓄积量也增加，在一定密度范围、一定生长年限范围内，蓄积量与林分密度呈正相关。如造林密度为2500株／hm2比密度为800株／hm2的蓄积量净增164%，但是胸径和材积的生长，前者比后者分别净减10.6%和15.6%。其原因是一定阶段内高密度林分蓄积量生长优势，是由一定面积上林木株数决定的，但由于密度过大，林木个体生存空间小，生长发育不良，下层林木因受上层标木影响，木材利用率及经济价值低；而林木个体胸径和材积生长，在幼龄阶段因受造林密度的影响，密度大的林分郁闭早，林木个体生长营养空间和光照条件竞争激烈，直接影响树冠、胸径和单株材积的生长。由于密度差异，造成林木树冠生长空间差异，而树冠的大小关系到同化器官叶面积的大小，而树冠的伸展又与造林密度密切相关。密度大限制了树冠的生长发育，也必然影响直径的生长。直径在一定密度范围内随密度增加而减少。

表5 6年生光皮桦不同造林密度林分生长情况表

3.3 6年生不同造林密度对光皮桦林分径阶分布的影响

造林密度在培育森林成林成长过程中起着巨大作用，初植密度大有利于幼林树冠早郁闭，能加强幼林对不良环境因子的抗性，减缓与杂草竞争，保持林分的稳定性，增强对林地环境的保护作用。但密度大林分过早郁闭也有不良作用。由于生长空间受到限制会引起种内竞争，林木过早分化并自然稀疏，需人为进行干预，才能促进林木树冠和直径发育正常，增强林木抗逆能力[6]。光皮桦属喜光树种，造林密度大小对林木个体生长发育影响较大。密度大的林分，由于郁闭早，种内竞争剧烈，个体分化过早，不利于实生苗木培育的人工林，林木个体生长参差不齐而降低其单位面积的林木蓄积量。从表6可知，密度为2500株／hm2光皮桦林分，6年生时，平均胸径6cm以上林木只占39%，而密度为1100株／hm2、1600株／hm2、800株／hm2的光皮桦林分，其平均胸径6cm以上的林木分别占81.0%、79.7%、75.5%。因此造林密度大小，一方面影响林分产量，另一方面影响树木成材指标直径分布规格，而掌握好合理的造林密度，是提高林分生产力的重要途径之一。试验证明：造林密度为1100株／hm2光皮桦林分，其林木个体间径阶分布较为均匀，平均直径、平均冠幅、单株立木材积生长尤为突出，同时单位面积林分蓄积量也较高，生产上值得借鉴。