林分密度对云杉人工林生长的影响

2023-04-13杨雪梅甘肃白龙江阿夏省级自然保护区管护中心甘肃甘南藏族自治州746300

特种经济动植物 2023年4期

●杨雪梅（甘肃白龙江阿夏省级自然保护区管护中心甘肃甘南藏族自治州 746300）

云杉又名茂县杉或者茂叶杉，是一种高大乔木，主要产于我国陕西﹑甘肃白龙江等区域[1]。云杉高大通直，纹理均匀，结构细致，耐荫蔽﹑干燥﹑寒冷环境，可用于多个领域。在人工林生长发育过程中，林分密度是其主要制约因素，同时是人工林培育及营造过程中的可控因子，决定着人工林群落的稳定性以及林地生产力[2]。近年来，林分密度对人工林生长的影响研究很多，丁继伟等[3]发现，落叶松天然林林木胸径及冠幅生长与林分密度呈负相关，密度的变化会对林木高径比以及冠胸比产生显著影响；张海东等[4]研究了不同林分密度下大青山油松人工林的生长状况，发现林分密度对落叶松树高﹑胸径﹑冠幅﹑郁闭度影响显著。本试验以甘肃白龙江阿夏省级自然保护区云杉人工林为研究对象，探究不同林分密度对云杉人工林生长的影响，以期为云杉人工林的培育提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃白龙江，地处大陆性气候与海洋性气候过渡带，属非典型性大陆性气候，年平均气温为8～11℃，年日照时长为2242∙2 h，无霜期为147 d，降水量为634∙6 mm。试验地块主要为棕色森林土壤，林地类型主要包括云杉人工林﹑油松林﹑落叶松林等。

1.2 试验材料

通过全面踏查，于2020年8月选择立地条件一致﹑林相整齐﹑人为干扰较少﹑不同密度﹑树龄为32年的云杉人工林，试验共设置4个载植密度，分别为D1处理（1000株/hm2）﹑D2处理（1400株/hm2）﹑D3处理（1800株/hm2）﹑D4处理（2200株/hm2），每个处理分别设置5块样地，共20块样地，样地规格均为25 m×25 m。

1.3 测量指标及方法

测量各样地内云杉人工林树高﹑胸径﹑冠幅﹑郁闭度﹑枯落物厚度﹑灌草盖度等相关指标，采用称重法[5]测量云杉叶﹑枝﹑干﹑总生物量；测定土壤pH值，采用外加热法测定土壤有机质含量，采用凯式定氮法测定土壤全氮含量，采用扩散法测定土壤有效氮含量，采用钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量，采用火焰光度计法[6]测定土壤速效钾含量。

1.4 数据处理

采用Office软件处理相关数据，利用SPSS21∙0对数据进行单因素方差分析及差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同林分密度对云杉人工林生长的影响

不同林分密度云杉人工林生长情况，见表1。

表1 不同林分密度云杉人工林生长情况

续表1

由表1可以看出，不同处理间云杉人工林树高存在显著差异，其中D1处理与D2处理云杉树高差异不显著，D3处理与D4处理云杉树高差异不显著，D1﹑D2处理云杉树高明显高于D3﹑D4处理；云杉人工林胸径与林分密度呈负相关，D1处理云杉胸径分别比D2处理﹑D3处理﹑D4处理高 2∙20，2∙72，6∙88 cm；D1处理云杉人工林冠幅明显高于其他三个处理（三者差异不显著）；随着云杉人工林林分密度的增加，云杉人工林郁闭度呈增加趋势，其中D1处理郁闭度最低（48∙62%），D4处理郁闭度最高（90∙32 cm）；不同处理云杉人工林林间枯落物厚度与郁闭度变化趋势基本一致，呈逐渐增加趋势；不同处理间云杉人工林林间灌草厚度存在显著差异，灌草厚度由高到低依次为D2处理﹑D1处理﹑D3处理﹑D4处理。

2.2 不同林分密度对云杉生物量的影响

不同林分密度云杉生物量，见表2。

表2 不同林分密度云杉生物量单位：kg/株

由表2可以看出，不同林分密度对云杉生物量产生显著影响。从云杉叶生物量情况来看，D2处理与D3处理云杉叶生物量差异不显著，但明显高于D4及D1处理；不同处理间云杉枝生物量存在显著差异，其由高到低依次为D3处理﹑D2处理﹑D4处理﹑D1处理；不同林分密度对云杉干生物量存在显著影响，其中D2处理与D3处理云杉干生物量差异不显著，但明显高于D1与D4处理（二者差异不显著）；不同处理云杉总生物量变化趋势与叶生物量基本一致，D2处理与D3处理云杉总生物量偏高，D1处理最低。

2.3 不同林分密度对云杉人工林土壤理化性质的影响

不同林分密度云杉人工林土壤理化性质，见表3。

表3 不同林分密度云杉人工林土壤理化性质

由表3可以看出，不同林分密度会对云杉人工林土壤理化性质造成显著影响。随着林分密度的增加，土壤含水量﹑全氮含量﹑速效氮含量﹑速效磷含量4个指标均呈现出先升高后降低的趋势，其中以D2处理土培理化性质指标为最高；不同处理土壤容重差异显著，由高到底依次为D2处理﹑D1处理﹑D4处理﹑D3处理，其中D4处理与D3处理差异不显著；D1﹑D2和D3处理土壤pH值差异不显著，但明显高于D4处理；D1与D2处理土壤有机质含量差异不显著，但明显高于D3及D4处理；不同处理间土壤速效磷含量差异显著，其中D1与D2处理速效磷含量差异不显著，但明显高于D3及D4处理（二者差异不显著）。

3 讨论

林分密度会对植物生长造成直接影响，决定植株的光合作用﹑干物质生产及转运。本研究发现，随着林分密度的增加，云杉株树高﹑胸径﹑冠幅呈降低趋势，而郁闭度﹑枯落物厚度呈增加趋势，这主要是由于若林分密度过大，林分冠层有所增加，这会降低群体间的透光能力，为获取更多的光照，植株会纵向生长，而因林分下部光线减少，导致灌草数量也有所减少[7]。

林分密度会对云杉生物量造成显著影响，在一定范围内，随着林分密度的增加，云杉生物量呈增加趋势，但是若林分密度过高，云杉生物量开始降低，其中林分密度为1400株/hm2时云杉单株生物量为最大。这可能是由于，林分密度为1400株/hm2时，土壤内养分含量更高，可更好满足云杉的养分需求。