塞罕坝华北落叶松人工林初植密度对生产力的影响研究

姚丹阳

（河北省塞罕坝机械林场，河北 围场 068466）

塞罕坝华北落叶松人工林初植密度对生产力的影响研究

姚丹阳

（河北省塞罕坝机械林场，河北 围场 068466）

该文以塞罕坝机械林场阴河分场前曼甸营林区华北落叶松人工林为研究对象，分析初植密度为3330株/hm2与初植密度为4995株/hm2的人工林生产力。结果表明：初植密度为3330株/hm2的林分总生物量以及各组分生物量相比初植密度为4995株/hm2的大，初植密度为3330株/hm2的林分5～10a总生物量变动于7.10～14.35t/hm2之间，其中地上生物量为5.89～12.11t/hm2，地下生物量为1.21～2.24t/hm2；初植密度为4995株/hm2的林分总生物量变动于5.66～12.37t/hm2之间，其中地上生物量为4.77～10.44t/hm2，地下生物量为0.89～1.93t/hm2；林分总生物量和各组分生物量随年龄的增加而增大。由于林分为幼龄林，林分生物量及生产力较低。

华北落叶松；人工林；初植密度；生产力；塞罕坝机械林场

林分密度对林木生长指标影响较大，其影响贯穿于整个林木生长培育过程中，它最适宜于人工调控[1]。华北落叶松的生长发育规律与林分的初植密度有很大的关系，分析不同初植密度对林木生长进程的影响，对其进行营林生产的密度控制具有指导意义。

1　材料与方法

1.1试验地概况

塞罕坝机械林场位于河北省围场满族蒙古族自治县北部，地处河北省最北端，属内蒙古高原的南缘山地，整个地势分坝上和坝下两大类，是河北省的一个大面积人工用材林基地。东西65.6km，南北58.6km，海拔1010～1939.6m。地理坐标为东经116°51′～117°39′，北纬42°02′～42°36′。塞罕坝机械林场属寒温带大陆性季风气候，年均气温-1℃，极端最高温33.4℃，极端最低温-43.2℃。无霜期短，不稳定，年均67d。年均日照2367.8h，高于 10℃的年积温 1663.5℃。年均降水量530.9mm，6～8月份降水量占年降水量的67.6%。年均蒸发量1388mm，是降水量的2.6倍。土壤以灰色森林土为主，土层厚度50cm左右，腐殖质层厚3cm左右。

试验地、对照地选择在塞罕坝机械林场阴河分场的前曼甸营林区，海拔1650～1830m，年均气温-1.5℃，年均降水量433mm。昼夜温差大，降水少，蒸发量大，无霜期60d，土壤为暗灰色森林土。这些林分全部为人工落叶松纯林，在地理上具有显著的塞罕坝地形特点和人工林分布特点，林相整齐，易于作业，便于管理。

1.2试验方法

1.2.1常规测定

在塞罕坝机械林场阴河分场前曼甸营林区，选择坡度平缓、生长在灰色森林土上有代表性的华北落叶松人工林（林龄10a），在具有代表性、生长正常林分中，2种初植密度分别为3330株/ hm2、4995株/hm2，每种密度设置3个重复，计6块样地。

在标准地内对所有乔木进行每木检尺，详细记录每株树的胸径、树高、冠幅等生长因子以及坡度、坡向、海拔等立地因子（见表1），然后根据实际情况在样地内总共选取33株生长正常、无病虫害、不断梢的平均木作为解析木，伐倒后测带皮胸径、去皮胸径、皮厚，用1m为截取段测带皮材积和去皮材积，利用所测解析木资料，分别按年龄统计，计算胸径的连年生长量，对其进行生长过程分析[2-3]。

表1　标准地调查因子概况

1.2.2乔木层生物量的估测

本研究根据刘志刚[4]（1992）探讨的坝上华北落叶松生物量方程进行预估阴河林场华北落叶松人工林乔木层生物量（见表2）。

表2　华北落叶松单木生物量方程参数（刘志刚，1992）kg，m2

1.2.3乔木层碳储量的计算

本文采用马钦彦[5]（2002）通过干烧法研究的华北落叶松各组分的含碳率（见表3），通过生物量进行换算得到各组分的碳贮量。

表3　华北落叶松各组分的含碳率/%

1.2.4乔木层生产力的计算

采用年平均净生产量作为生产力的估测指标（叶镜中[6]，1983），公式如下：NPP=W/a

式中：NPP为年平均净生产量，W为林分或器官生物量，a为林分或器官年龄。文中树干、树皮、树根的年龄取林分年龄。

2　结果与分析

2.1不同初植密度条件下林木生长动态分析

根据阴河林场的实际营林生产情况，初植密度有两种3330株/hm2和4995株/hm2，对这两种初植密度以及年龄都为10a的林分进行每木检尺，并对平均木树干解析，得出华北落叶松人工林10a生胸径、树高、材积的总生长量、连年及平均生长量（见表4、表5）。

表4　华北落叶松树干生长过程（初植密度3330株/hm2、林龄10a）

表5　华北落叶松树干生长过程（初植密度4995株/hm2、林龄10a）

通过表4可看出，初植密度为3330株/hm2，林龄为10a的华北落叶松人工林胸径为6cm，树高为6.4m，在第5年时，胸径的平均生长量及连年生长量都为0.24cm，第10年时胸径的平均生长量为0.54cm，连年生长量为0.84cm，与第5年相比，有显著增大；树高的平均生长量及连年生长量在第5、10年时变化较小；由于林分处于幼龄阶段，随着年龄的增大，胸径、树高、材积有增大的趋势。初植密度为4995株/hm2，林龄为10a的华北落叶松人工林胸径为5.3cm，树高为5m（表5），与初植密度为3330株/hm2相比，胸径、树高有所降低，胸径以及树高的平均生长量、连年生长量也有所降低；通过比较分析，初植密度影响林木的生长，通过合理密植以及适当的调节林分密度，保持良好的经营密度，能够使林分得到充分的生长发育。

2.2不同初植密度对林分生物量的影响

两种密度相比，3330株/hm2林分总生物量以及各组分生物量比初植密度为4995株/hm2的大，初植密度为3330株/hm2的林分5～10a总生物量变动于7.10～14.35t/hm2之间，其中地上生物量为5.89～12.11t/hm2，地下生物量为1.21～2.24t/hm2；初植密度为4995株/hm2的林分总生物量变动于5.66～12.37t/hm2之间，其中地上生物量为4.77～10.44t/hm2，地下生物量为0.89～1.93t/hm2；林分总生物量和各组分生物量随年龄的增加而增大（表6）。

林分各组分生物量所占的比例：树干生物量所占比例在50%左右，树皮、树根所占比例在15%左右，树叶所占的比例最小，树干生物量所占的比例最大（表7）。

表6　不同年龄华北落叶松人工林的生物量

表7　各组分生物量与总生物量之比

3.3不同初植密度对林分碳储量的影响

林分密度是影响林木生长的主要因素，初植密度不同，林木的生长发育不同，对有限的营养空间的竞争随之不同，林木进行光合作用、呼吸作用的能力也因初植密度的不同而发生变化。通过表8可看出，初植密度为3330株/hm2，林龄为10a，还处于幼龄期的华北落叶松人工林，树干的含碳量为3.75t/hm2，其次是树根1.20t/hm2；初植密度3330株/hm2的林分各组分含碳量均大于初植密度为4995株/hm2的含碳量。

表8　华北落叶松各组分的含碳量/t·hm-2

3.4不同初植密度对林木生长的影响

初植密度对林木生长指标影响很大，影响林木生物量的积累，从而影响林分的生产力。初植密度3330株/hm2，林龄10a的华北落叶松人工林平均生产力为1.44t/hm2·a，其中树干生产力为0.75t/hm2·a，树皮生产力为0.21t/hm2·a，树根生产力为0.22t/hm2·a。

初植密度4995株/hm2的华北落叶松人工林平均生产力为1.24t/hm2·a，其中树干生产力为0.68t/hm2·a，树皮生产力为0.18t/hm2·a，树根生产力为0.19t/hm2·a。

通过分析得出，前者的林分生产力高于后者，因而适当的林分初植密度有利于林木的生长以及生物量的积累，从而提高林分的生产力。

3　结论

通过分析塞罕坝机械林场阴河分场前曼甸营林区华北落叶松人工林初植密度对华北落叶松人工林生产力影响，初植密度为3330株/hm2的林分总生物量以及各组分生物量相比初植密度为4995株/hm2的大，初植密度为3330株/hm2的林分总生物量变动于7.10～14.35t/hm2之间，其中地上生物量为5.89～12.11t/hm2，地下生物量为1.21～2.24t/hm2；初植密度为4995株/hm2的林分总生物量变动于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量为4.77～10.44t/hm2，地下生物量为0.89～1.93t/hm2之间；林分总生物量和各组分生物量随年龄的增加而增大。由于林分为幼龄林，林分生物量及生产力较低。

［1］刁淑清，沈海龙，潘建中，等.樟子松人工幼林密度与个体生长指标的关系［J］.东北林业大学学报，2005，33 （6）：4-7，13.

［2］黄文彬，郑小贤.黑龙江青山林场落叶松人工复层林生长过程研究［J］.现代林业研究，2007，1（2）：49-52.

［3］杜纪山.林分断面积生长模型研究评述［J］.林业科学研究，1997，10（6）：599-600.

［4］刘志刚，马钦彦.华北落叶松人工林生物量估测方法的探讨［J］.北京林业大学学报，1992，14（S1）：105-113.

［5］马钦彦，陈遐林，王娟，等.华北主要森林类型建群种含碳率的分析［J］.北京林业大学学报，2002，24（5）：96-100.

［6］叶镜中，姜志林.苏南丘陵杉木人工林的生物量结构［J］.生态学报，1983，3（1）：4-13.

S791.22

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1002-3356（2015）01-0027-03

2014-10-10