不同光照强度对4种针叶幼树生长的影响

刘锦波

（1.沈阳农业大学林学院，辽宁　沈阳　110866；2.本溪市绿化委员会办公室，辽宁　本溪　117000）



不同光照强度对4种针叶幼树生长的影响

刘锦波1，2

（1.沈阳农业大学林学院，辽宁沈阳110866；2.本溪市绿化委员会办公室，辽宁本溪117000）

摘要：以辽宁山区杂木林下更新红松、落叶松、樟子松、云杉，通过带状间伐透光抚育的方式，进行四种强度的透光抚育，Ⅰ型：全部伐除，透光强度为100％的采伐迹地更新；Ⅱ型：大量伐除，透光强度为80％；Ⅲ型：适量伐除，透光强度为50％、Ⅳ型：少量伐除，透光强度为30％。试验结果表明：透光抚育2年后，更新幼树的平均苗高、平均地径、平均叶长、平均主根长、平均侧根长、平均侧根数随着透光强度的增大均有所增加，Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型，地径表现为：Ⅰ型与Ⅲ型比较差异显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较差异极其显著；主根长表现为：Ⅰ型与Ⅳ型比较差异极其显著；侧根数表现为Ⅰ型与Ⅳ型比较差异极其显著；侧根长表现为：Ⅰ型与Ⅲ型比较差异显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较差异极其显著。更新幼树的生物量（地下部分）平均根重、（地上部分）平均叶重和平均茎重随着透光强度的增大均有所增加，Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型，根重表现：Ⅰ型与Ⅲ型、Ⅳ型比较效果极其显著；茎重表现为：Ⅰ型与Ⅳ型比较效果显著；叶重表现为：Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。

关键词：光照强度；幼树生长；针叶树种

光照是树木生长过程中不可或缺的生态因子，光照不仅直接影响树木光合作用，而且不同的光照强度还能使整个生态环境发生改变［1-4］。

树木对光照的要求和适应不是稳定不变的，不仅在其各个发育阶段有不同的表现，而且同一树种在不同的地区对光照的适应也有明显的差异，湿润肥沃地方喜光的树种，在干旱、气温高的地方时就需要有一定的庇荫条件才能正常生长。本研究对辽宁山区4种针叶幼树进行了4种强度的透光抚育，旨在揭示不同光照条件对各更新幼树生长的影响。

1试验地概况

研究区位于辽宁省本溪市实验林场（E123° 47′20″，N41°19′22″）达贝沟工区内红松人工林内，属长白山千山支脉，地貌为石质低山轻度侵蚀，海拔300～450m，年平均气温6～8℃，年降水量为800～900mm平均日照时数相对较少，年日照时数为2 200～2 400h，年平均相对湿度在65％左右，平均无霜期110～160天。全年主导风向为东风，冬季平均风速为2.6m/s，夏季平均风速为2.4m/s。土壤多为山地棕色森林土，土层厚度25～40cm，山体坡度为12°～30°，土壤pH值为5.5～ 6.5。主要人工林树种为红松（Pinus koraiensis）、落叶松（Larix gmelinii）、樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）、云杉（Picea asperata）等，天然林为柞树（Xylosma racemosum）、花曲柳（Fraxinus chinensis var.rhynchophylla）、榆树（Ulmus pumila）等。灌木层为榛子（Corylus mandshurica）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、山里红（Crataegus pinnatifid）、忍冬（Loniccra aponica）等，藤本为葛藤（Argyreia seguinii）、山葡萄（Vitis amurensis）、软枣猕猴桃（Actinidia arguta）、五味子（Schisandra chinensis）等。造林株行距2m×2m，栽植密度为2 500 n/hm2，红松、云杉、樟子松、落叶松均为2年生造林苗（表1）。

表1　试验地概况

2　研究方法

2.1试验设计

2013年春在本溪市实验林场内4个造林地块分别采用2年生红松、云杉、落叶松、樟子松进行更新造林。2013年秋对试验地的上层杂木林进行透光伐，采伐分为3种方式，Ⅰ型：全部伐除，透光强度为100％；Ⅱ型：大量伐除，透光强度为80％；Ⅲ型：适量伐除，透光强度为50％；Ⅳ型：少量伐除，透光强度为30％。每种光照试验地的面积为10m2，采用带状更新，各试验地的生长条件和经营管理均相同，因第一年为苗木缓苗期，所以未进行测量，在2014年秋进行数据测量［6］。

2.2幼树生长调查

2014年秋对标准地内的更新幼树进行地径、苗高和针叶长度等因子调查，并统计不同光照强度下各更新幼树的平均地径、苗高和针叶长度［7-8］。在各个标准地内根据树种和光照强度分别选取3株生长指标为平均状态的更新幼树，挖取整个植株，洗净根部土壤，将幼树在根茎处截为地上部分和地下部分，分别装入自封袋带回实验室，将各区分段样本放入85℃恒温烘干至恒定质量后，用电子秤分别称其干质量，进而计算出标准木的地上生物量（茎、叶）和地下生物量（根）［9］。

3结果与分析

3.1不同光照条件对更新幼树地上部分的影响

对4种类型更新幼树地上部分的调查结果（表2）表明，红松苗高：Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型；樟子松苗高：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松苗高：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉苗高：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均苗高：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.790、0.478、0.910，影响效果均不显著。红松地径：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松地径：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松地径：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉地径：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均地径：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.235、0.023、0.001，Ⅰ型与Ⅱ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅲ型比较效果显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。红松叶长：Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型；樟子松叶长：Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅱ型＞Ⅳ型；云杉叶长：Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均叶长：Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.954、0.981、0.650，影响效果均不显著。

表2　不同光照条件下更新幼树地上部分生长量

3.2不同光照条件对更新幼树地下部分的影响

4种类型更新幼树地下部分的调查结果（表3）表明，红松主根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松主根长：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松主根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉主根长：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均主根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.548、0.108、0.003，Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。红松侧根数：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松侧根数：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松侧根数：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉侧根数：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均侧根数：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.220、0.091、0.002，Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。红松侧根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉叶长：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均侧根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.138、0.016、0.001，Ⅰ型与Ⅱ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅲ型比较效果显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。

表3　不同光照条件下更新幼树生物量

3.3不同光照条件对更新幼树生物量的影响

4种更新幼树的平均根重、平均茎重、平均叶重（表3）表明，红松根重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松根重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松根重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉根重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均根重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.061、0.009、0.002，Ⅰ型与Ⅱ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅲ型、Ⅳ型比较效果极其显著。红松茎重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松茎重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；落叶松茎重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉茎重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均侧根数（表4）：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.850、0.288、0.05，Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果显著。红松叶重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；樟子松叶重：Ⅱ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；云杉叶重：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；4种更新树种平均侧根长：Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型；Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型进行比较得出显著性P分别为0.208、0.065、0.024，Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅲ型比较效果不显著，Ⅰ型与Ⅳ型比较效果极其显著。

表4　不同光照条件下更新幼树地下部分生长量

4结论与讨论

4.1任何树种适宜条件下，都是在光照下生长粗壮良好，枝叶茂密，生物产量高。但是稍加庇荫，对光的竞争可促进其主干高生长，增加其经济产量，提高木材工艺品质（干径直而少节），同时在幼龄期，适度庇荫可起到保护作用［5］。

4.2不论被认为是典型“阳性”树种的落叶松、樟子松，还是典型“阴性”树种的红松、云杉，都是在光照下生长粗壮良好，枝叶茂密，生物产量高。但是在苗木在幼龄期，适度庇荫可起到保护作用［5］。此特性的基础上，可以根据经济目的，给以充足的光照，以木材利用为经营目的，则应在幼龄期给以适度侧方庇荫，促进其木材的生长。所以在荒山造林或迹地更新时，应注意保留各种灌木或阔叶树萌条进行侧方庇荫。对已郁闭的针叶树种幼林要及时进行透光抚育伐，清除上方庇荫，保留适当的乔灌木，达到侧方庇荫的目的。对成过熟林应积极进行采育择伐，解放被压的红松、云冷杉等，增大保留木采光面积，以加速其材积的增长。

参考文献

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［5］王书凯.辽东山区主要树种耐阴性的研究［D］.哈尔滨：东北林业大学，2004.

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［8］张群，范少辉，沈海龙，等.红松混交林中红松幼树生长环境的研究进展及展望［J］.林业科学研究，2003，16（2）：216 -224.

［9］沈海龙.开敞度调控对次生林林冠下红松径高生长量和地上生物量的影响［J］.应用生态学报，2011，22（11）：2781 -2791.

（责任编辑：张亚楠）

中图分类号：S791，S718.51+2.2

文献标识码：A

文章编号：1001-9499（2016）03-0017-03

作者简介：第1刘锦波（1983-），男，硕士研究生在读，林业工程师，主要研究方向为森林经理和森林培育。

收稿日期：2016-02-11