栽培密度对落叶松人工林生长的影响

王 普

（甘肃省白龙江林业生态监测和调查规划院，甘肃 兰州 730030）

落叶松是一种快速生长的落叶针叶树种，具有与常绿物种相似的碳增益能力[1]。该物种分布范围在海拔300～1 700 m 的山区。落叶松是一种不耐阴的物种[2]。在大多数情况下，落叶松可以长到30 m，并且有两种不同的芽（即短芽和长芽），它们可以在不同的时期延伸，以应对意外的环境变化[3]。该树种可以应对恶劣、寒冷的天气条件，能够在寒冷气候下存活7～8个月，可耐温度最低可达-50 ℃左右[4]。此外，落叶松被认为是中国的主要树种之一，已广泛用于中国天然林和人工林的大规模造林计划[5]。

人工林生态结构和功能受到林分密度的影响，除会对林分生长、生物量、林内环境、材性以及碳储量产生影响外，也会对森林土壤养分特性产生直接或间接的影响[6]。研究发现，适合的密度能够保证资源分配和群体结构，过大的林分密度会使树木之间形成竞争生长，使得林况差，林分长势弱，容易引起侧枝干枯甚至死亡[7]；过低的林分密度会导致资源浪费，同时表土易出现裸露，使生态平衡受到影响[8]。因此，合理调节林分密度，可对树木枝条的生长结构变化进行调整，从而改善林分结构功能[9-10]。本文以甘肃兰州地区的落叶松人工林为研究对象，通过考察不同栽培密度下落叶松人工林树高、胸径、冠幅、郁闭度、枯落物厚度和灌草盖度的变化，探讨栽培密度对落叶松人工林生长的影响，为落叶松的人工培育提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料与地点

本次试验在甘肃兰州市（东经102°36′～104°35′、北纬35°34′～37°00′）进行，该地区地处青藏高原向黄土高原过渡地带，属温带大陆性气候，城区海拔约1 500 m，在大西北处于“座中六联”的独特位置，区域优势明显。年平均气温10.5 ℃。夏无酷暑，冬无严寒，是著名的避暑胜地。年平均日照时数约为2 400 h，无霜期为170 d，年平均降水量300 mm左右。试验材料为日本落叶松性系2 a生扦插苗，于2010年开始造林。

1.2 试验设计

本次试验除栽培密度外，其他立地条件一致（土层厚度、坡位、坡度、坡向、海拔），分别设置4 个栽培密度处理，分别为处理1（500株/hm2）、处理2（1 000株/hm2）、处理3（1 500 株/hm2）、处理4（2 000 株/hm2），每个处理面积0.5 hm2，造林前两年每年进行2 次抚育，试验林间和四周均设保护行。

1.3 测定指标及方法

于2022 年生长季结束后对落叶松各指标进行调查。其中，树高用超声波测高仪进行测量；胸径为测树围尺；冠幅需要分测量东西、南北2个方向的树冠冠幅，取平均值；对不同处理下的落叶松进行郁闭度、枯落物厚度和灌草盖度的测定。

1.4 统计分析

采用Excel 2010对试验数据进行处理，SPSS 25.0进行显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 栽培密度对落叶松人工林生长性状的影响

不同密度处理下落叶松树高、胸径以及冠幅生长情况如表1 所示。由表1 可知，不同栽培密度下落叶松种树高、胸径、冠幅受到显著影响。随着密度的增加，落叶松树高呈先增后降的趋势，其中处理3下的树高最高为18.13 m，显著高于其他密度处理，此时栽培密度为1 500株/hm2，树高较处理1提高了9.41%；其次为处理4与处理2，分别较处理1 提高了4.10%、3.26%，这2 种处理方式下树高无显著差异。随着密度的增加，落叶松胸径呈逐渐降低的趋势（处理4＜处理3＜处理2＜处理1），其中处理1 下胸径最大为16.83 cm，当密度增加为2 000株/hm2时平均胸径降低至11.36 cm，处理1较处理4 高48.15%。冠幅测定结果显示，随着密度的增加，落叶松冠幅呈逐渐降低的趋势（处理4＜处理3＜处理2＜处理1），这与胸径变化趋势相同，冠幅最大的为处理1（4.16 m），最小的为处理4（2.61 m）。表明栽培密度能够对落叶松各生长性状进行调控，栽培密度过大反而不利于植株的生长发育。

表1 不同密度处理下落叶松树高、胸径以及冠幅Tab.1 Height DBH and crown width of deciduous Larix gmelinii under different density treatments

2.2 栽培密度对落叶松人工林环境状况的影响

不同密度处理下落叶松郁闭度、枯落物厚度以及灌草盖度情况如表2所示。

表2 不同密度处理下落叶松郁闭度、枯落物厚度以及灌草盖度Tab.2 Canopy closure litter thickness and shrub coverage of Larix gmelinii under different density treatments

郁闭度、枯落物厚度和灌草盖度可以在一定程度上反映出生态系统的完整性。由表2可知，不同栽培密度下落叶松郁闭度、枯落物厚度、灌草盖度受到显著影响。随着密度的增加，落叶松人工林郁闭度呈增加的趋势（处理1＜处理2＜处理3＜处理4），其中处理4 下的郁闭度最高为87.25%，显著高于其他密度处理，此时栽培密度为2 000 株/hm2，较处理1 下的郁闭度（56.57%）提高了54.23%。随着密度的增加，落叶松枯落物厚度呈逐渐增加的趋势（处理1＜处理2＜处理3＜处理4），其中处理4 下枯落物厚度最大为8.36 cm。随着密度的增加，落叶松人工林灌草盖度呈先增后降的趋势（处理1＜处理2＜处理4＜处理3），其中处理3下的落叶松灌草盖度最大为72.96%，显著高于其他处理，此时栽培密度为1 500 株/hm2；其次为处理2（63.70%），栽培密度为1 000株/hm2，当栽培密度增加到2 000株/hm2时，灌草盖度最低为62.61%。

3 讨论与结论

本文以甘肃兰州地区的落叶松人工林为试验对象，研究不同造林密度度林木生长的影响。结果显示，不同栽培密度下落叶松种树高、胸径、冠幅、郁闭度、枯落物厚度、灌草盖度均受到显著影响。随着密度的增加，落叶松树高呈先增后降（处理1＜处理2＜处理4＜处理3），处理3下的树高最高为18.13 m；胸径呈现逐渐降低的趋势（处理4＜处理3＜处理2＜处理1），处理1下胸径最大为16.83 cm，当密度增加为2 000 株/hm2时平均胸径降低至11.36 cm；冠幅呈逐渐降低的趋势（处理4＜处理3＜处理2＜处理1），这与胸径变化趋势相同，冠幅最大的为处理1（4.16 m），最小的为处理4（2.61 m）；落叶松人工林郁闭度呈增加的趋势（处理1＜处理2＜处理3＜处理4），处理4 下的郁闭度最高为87.25%；枯落物厚度呈逐渐增加的趋势（处理1＜处理2＜处理3＜处理4），处理4下枯落物厚度最大为8.36 cm；灌草盖度呈现出先增后降的趋势（处理1＜处理2＜处理4＜处理3），其中处理3 下的落叶松灌草盖度最大为72.96%。

分析造成研究结果的原因，可能是随着密度增加，为争夺光照资源的上部树冠产生竞争，导致树高增加，但当密度过大时，植株汲取养分不足，物质供应不充分无法满足顶部继续生长，导致植株生长缓慢。胸径和冠幅随密度的增加显著降低，可能是生长空间减小和养分竞争导致。随栽培密度的增加郁闭度和枯落物厚度呈逐渐增加的趋势，是由于树木凋谢物随密度增加而变多，使枯落物厚度增加。灌草盖度随栽培密度的增加呈先升高后降低的变化趋势，在1 500 株/hm2时最大，是由于过高的栽培密度下，植株生长空间减小，增加了林分冠层，导致群体透光能力下降，下部光线变暗，降低了可生长灌草数量，从而使灌草度降低。