不同造林密度对泡桐幼林生长和林分蓄积量的影响

2018-05-14毛碧辉吕成群黄宝灵

安徽农业科学 2018年20期

毛碧辉吕成群黄宝灵

摘要 [目的]研究造林密度对泡桐幼林生长和林分蓄积量的影响。[方法]在广西自治区南宁市江南区苏圩镇，采用随机区组试验设计研究不同造林密度（625、833、1 111、1 666株/hm2）对2年生泡桐生长、材积、蓄积量的影响，经过定位观测，探讨种群密度与胸径、树高、立木单株材积、冠幅、蓄积量、枝下高等的作用规律和相关模型。[结果]造林密度对胸径、冠幅及材积和蓄积量的影响达极显著水平；造林密度对树高、枝下高的影响达显著水平。[结论]泡桐幼林的合理造林密度在1 111～1 666株/hm2。

关键词泡桐；造林密度；蓄积量；生长

中图分类号 S727 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）20-0102-04

Abstract [Objective] To study effects of different planting densities on saplings growth and stand volume of Paulownia.[Method] Effects of different planting densities （625，833，1 111，1 666 trees/hm2）on the growth， volume， and accumulation of 2yearold Paulownia were studied with randomized block in Suwei District，Nanning，Guangxi Autonomous Region.The functional rule and correlation model between the population density of Paulownia and DHB，height， individual standing volume， crow cover， volume of forestcrop， live braches height were observed and analyzed.[Result]Effects of density on the DBH， the crow cover， the individual standing volume， the volume of forestcrop were extremely significant， and effects of density on tree height and height under the branches were significant.[Conclusion] The reasonable density of Paulownia was suggested to be between 1 111 and 1 666 trees/hm2 .

Key words Paulownia；Planting density；Stand volume；Growth

泡桐（Paulownia）為玄参科泡桐属乔木树种的通称，为我国著名的特有速生乡土树种，与桉树（Eucalyptus）、麻疯树（Euphor biaceae）并称为世界最速生的三大用材树种[1-3]，其具有速生、轻质、适应范围广、栽种容易等特点，是我国主要的人工造林树种之一。泡桐用途十分广泛，生长非常迅速，其材质轻、不翘裂，又具有耐酸耐腐、防湿隔热等特点，是乐器、家具、建筑装饰品及造纸等的良好材料，且特别适合制作胶合板、绝缘材料等[4-6]。然而，由于泡桐生长迅速，轮伐周期短，大量的木材输出必然消耗大量的土壤养分，致使地力下降。为了达到可持续经营的目的，必须通过合适的经营措施来补充地力，合理种植密度已成为泡桐集约经营的一项关键技术措施。目前国内人工林发展迅速，对人工林密度方面的研究较多，主要集中在马尾松[7 ]、桉树[8 ]杉木[9-10]等，而关于我国泡桐人工林密度效应研究很少，其经营措施大多凭经验进行，泡桐人工林的经济效益未能最大化。因此，探索合理的泡桐人工林种植密度，是摆在林业科技工作者面前的一项重要课题。笔者研究我国泡桐速生丰产林种植的最适密度，以期为我国泡桐速生丰产人工林建设、科学指导种植密度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市江南区苏圩镇（22°34′N，108°03′E），年平均气温21.4 ℃，海拔130 m，气压100 kPa。位于北回归线以南，属亚热带季风气候的少雨高温气候区。降雨集中在6—9月，干湿季节分明，蒸发量较大。年降雨量1 213 mm，年蒸发量1 415 mm。试验地设在立地条件基本一致的林地内，地形平缓，坡度5°左右，土层深厚，红壤，表土层较薄，肥力中下，造林前为桉树残林地或荒草地。

1.2 试验材料试验材料为白花泡桐新品种绿桐1号。

1.3 试验设计

在经营条件相同的前提下，采用随机区组试验设计，共设4种不同密度，株行距分别为4 m× 4 m（625株/hm2）、3 m× 4 m（833株/hm2）、3 m×3 m（1 111 株/hm2）、2 m× 3 m（1 666株/hm2）。3次重复，共12个小区，每个小区之间设有保护带。

1.4 测定项目与方法

1.5 数据处理

采用Excel 2007对试验数据进行整理，采用SPSS 17.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同造林密度对泡桐生长的影响

2.1.1 不同造林密度对泡桐胸径的影响。由图1A可知，各造林密度之间的平均胸径存在显著差异，且625株/hm2林分平均胸径显著高于833株/hm2林分，833株/hm2林分平均胸径显著高于1 111株/hm2林分，1 111株/hm2林分平均胸径显著高于1 666株/hm2。其中，造林密度625株/hm2的泡桐平均胸径为14.6 cm，密度增加至1 666株/hm2时，平均胸径降低28.0%。泡桐林分平均胸径随造林密度的增加而减少。而当密度减少时，胸径随之增大。

2.1.2 不同造林密度对泡桐树高的影响。由图1B可知，泡桐造林密度1 111和1 667株/hm2的平均樹高无显著差异，但均显著高于造林密度为625和833株/hm2林分的平均树高，造林密度为625与833株/hm2的平均树高无显著差异。造林密度为625株/hm2的泡桐平均树高为10.53 m，密度增加至1 111株/hm2时，平均树高增加6%。泡桐林分平均树高总体随造林密度增加而升高。

2.1.3 不同造林密度对泡桐冠幅的影响。

由图1C可知，泡桐造林密度625株/hm2林分的平均冠幅与其他林分间差异显著；显著高于其他林分的平均冠幅，造林密度为833、1 111、1 666株/hm2林分间无显著差异，在4个造林密度中，625株/hm2林分的冠幅最大（4.7 m），密度增加至1 666株/hm2时，冠幅降低了44%。

2.1.4 不同造林密度对泡桐枝下高的影响。

由图1D可知，泡桐造林密度为833、1 111、1 666株/hm2林分的平均枝下高均无显著差异，但1 111、1 666株/hm2林分平均枝下高均显著高于625株/hm2林分，造林密度为625株/hm2林分的平均枝下高最小（1.5 m），造林密度增加至1 666株/hm2时平均枝下高增长120%。枝下高总体随造林密度的增加而增加。

2.2 不同造林密度对泡桐材积的影响

2.2.1 不同造林密度对泡桐单株立木材积的影响。

由图2A可知，不同泡桐造林密度间单株立木材积具有显著差异，密度625株/hm2林分单株立木材积显著高于密度833株/hm2林分单株材积，密度833株/hm2林分单株立木材积显著高于密度1 111株/hm2林分单株立木材积，密度1 111株/hm2林分单株立木材积显著高于1 666株/hm2林分单株立木材积。造林密度625株/hm2林分单株立木材积为0.088 192 m3，密度增加至1 666株/hm2时，单株立木材积降低44%。泡桐单株立木材积随造林密度的增加而显著减少。

2.2.2 不同造林密度对泡桐林分蓄积的影响。

由图2B可知，泡桐造林密度为1 666株/hm2的林分蓄积最大，与1 111株/hm2林分无显著差异，但显著高于833和625株/hm2林分，625株/hm2林分蓄积最小，显著低于其他林分，造林密度625株/hm2的林分蓄积为55.120 m3/hm2，密度增加至1 666株/hm2时，林分蓄积增加了49%。这表明泡桐林分蓄积总体随造林密度增加而增加。

2.3 造林密度与各生长性状的相关性

由表1可知，泡桐胸径、材积分别与造林密度呈极显著负相关关系，即泡桐林分胸径、材积随造林密度增加而减少，方差分析结果表明，造林密度对胸径、材积的影响达极显著水平（P<0.01），这与大量树种造林研究结果一致[11-12]；泡桐蓄积量与造林密度呈极显著正相关，即蓄积量随造林密度增加而增大，这是由于林分蓄积量是由林分密度与单株材积的乘积计算得到，而这2个因子互为消长，因此林分蓄积取决于哪个因子处于支配地位。研究表明，密度较低时，造林密度处于支配地位，林分蓄积量随密度增加而增加，而当密度增加到一定程度时，林分蓄积量不随造林密度变化，保持在一定水平[13-15]。在该试验中，造林密度较低，造林密度本身起主导地位，方差分析结果表明，造林密度对蓄积量的影响极显著。各生长性状之间的相关性分析表明，胸径与单株材积、胸径与冠幅以及枝下高与蓄积量存在显著正相关关系，胸径与蓄积量、胸径与枝下高存在显著负相关关系，方差分析结果表明，胸径对单株材积、蓄积量、枝下高、冠幅的影响极显著，其中胸径与单株材积呈极显著正相关关系，这与前人的研究结果一致[11，13]，枝下高对蓄积量影响极显著，且两者间存在显著正相关关系。

3 结论与讨论

该研究结果表明，不同造林密度对泡桐胸径、冠幅、单株材积、蓄积量有极显著影响，其中，胸径、冠幅、单株材积与密度呈极显著负相关关系，即随着造林密度的增加，胸径、冠幅、单株材积显著减少，蓄积量与密度呈极显著正相关关系，即随着造林密度的增加，林分蓄积量显著增加。造林密度对树高和枝下高有显著影响，造林密度为615～1 111株/hm2时，随着密度的增加，树高总体呈增长趋势。而造林密度为1 111～1 666株/hm2时，随着造林密度的增加，树高无明显变化，枝下高随之增加。

泡桐的胸径、冠幅和单株材积总体随造林密度的增加而减少。这是由于在密度较小的林分中，林木有足够的养分和伸展空间，因此胸径、冠幅生长较快，但随着林分密度的增大，种内竞争加剧，林木对阳光、水分、土壤有机质竞争更加激烈，林木生长受到更多限制因子的影响，从而使得林木的生长受到影响，生长相对缓慢，这种现象与种群密度竞争效应相一致[11]。

泡桐冠幅与林木胸径呈显著正相关关系（r=0.685，P=0.000），与以往研究结果一致[16-17]，造林密度对泡桐单株材积的影响主要是通过对胸径的影响[18]。

泡桐的树高、枝下高、蓄积量总体随造林密度的增加而增加，造林密度对树高影响较为复杂，由于树种不同，造林密度对树高的影响也不同，研究表明，密度对树高生长影响较小[17-19]，而有些研究则认为树高随造林密度的增加而降低[10，20]。泡桐幼林树高随着造林密度的增加总体升高，与徐勃等[11]对青杨的研究结果基本一致。泡桐属喜光速生树种，又是阔叶树种，对光照的竞争十分激烈，对光的竞争促进了树高的生长。密度大的林分郁闭较早，光仅从树冠上方照到树木上，从而促进了泡桐幼林向上生长，争取更多的光照[11，21]。研究表明，树木枝下高随着造林密度的增加而增加，这是由于造林密度的增加，林分地上部分空间减少导致林木形成自然整枝，使得枝下高随着造林密度增加而增加[22-23]。该研究中也得到了一致的结论。

林分蓄积量受造林密度和单株材积的影响，该试验的泡桐林分蓄积主要受造林密度的影响，呈極显著正相关关系（r=0.884，P=0.000）。王玉芬[13]、陈健波等[14]、田宇明[15]研究认为在较小的林分密度范围内，密度本身起主要作用，林分蓄积量随密度增加而增加，当密度增加到一定程度后，个体间竞争效应增强，立木单株材积和密度对林分蓄积量作用达到平衡，此时林分蓄积量保持在一定水平，不再随林分密度的增大而增大。研究表明，林分蓄积量随造林密度增加而呈抛物线变化趋势[11]。

探索人工林合理造林密度一直是林业研究者关注的热点问题，马尾松[7]、桉树[8]、杉树[9]等树种造林密度试验结果表明，单株材积随造林密度增加而减小，而林分蓄积量则随造林密度增加而增加。这均与该研究结果相符。

综上所述，该研究通过对不同造林密度泡桐生长指标进行测定与分析，发现造林密度为625～1 666株/hm2时，泡桐幼林林分蓄积量随造林密度的增加而增加，合理造林密度应在1 111～1 116株/hm2。但由于试验林仅为2年生幼林，此结果只能初步确定泡桐人工林的合理密度，而随着林龄的增加，人工林水分、光照、土壤等生长因子随之改变，因此造林密度对泡桐的影响也在变化，故应长期动态研究一个轮伐期，才能确定一个科学合适的造林密度。

参考文献

[1] 蒋建平.泡桐栽培学 [M].北京：中国林业出版社， 1990.

[2] 彭德纯，林睦就.泡桐栽培技术 [M].长沙：湖南科学技术出版社，1984.

[3]李宗然.泡桐研究进展 [M].北京：中国林业出版社， 1995.

[4] 段新芳，赵有科.中国泡桐属木材科学研究现状及展望[J].世界林业研究， 1996（1）：51-55.

[5] 成俊卿.泡桐属木材的性质和用途的研究（一）[J].林业科学，1983， 19（1）：57- 63.

[6] 刘镇波，沈隽.共鸣板用材的振动特性与钢琴的声学品质[M].北京：科学出版社， 2009.

[7] 谌红辉，丁贵杰.马尾松造林密度效应研究[J].林业科学，2004，40（1）：92-98.

[8] 黄宝灵，吕成群，蒙钰钗，等.不同造林密度对尾叶桉生长、产量及材性影响的研究[J].林业科学，2000，36（1）：81-90.

[9] 段爱国，张建国，童书振，等.杉木人工林林分直径结构动态变化及其密度效应的研究[J].林业科学研究，2004，17（2）：178-184.

[10] 童书振，盛炜彤，张建国.杉木林分密度效应研究[J].林业科学研究，2002，15（1）：66-75.

[11] 徐勃，张仕清.同仁地区青杨速生丰产林几种常用造林密度对生长的影响[J].青海大学学报（自然科学版），2002，20（2）：8-10.