林分郁闭度对林下天然构树生长的制约性

孔慧 徐庆 张洪生 屈峰 孔祥娟 赵冬 孔令雷

摘要：  通过对鲁西南砂石山构树胁迫防护林生长的调查研究，平茬2 a后构树灌木平均株数、分枝数分别比对照株增加了132.95%、-24.50%，证明构树灌木平茬能够刺激伐桩萌蘖，短期内会加剧对目标林分的生长胁迫。林分郁闭度≥0.75时，林下构树覆盖度≤5%，林下构树种籽或平茬构树失去必须的生存环境；林分郁闭度≤0.3时，林下构树覆盖度≥95%，会对目标林分造成严重的生长胁迫。研究表明，郁闭度低于临界值（郁闭度≤0.3）的目标林分或存在林中空地的林分，有目的选择原生灌木枝条进行人工促进天然更新或补植造林的方式提高林分郁闭度能够使低质低效林达到快速林相改造的目的。

关键词：  防护林；  林分郁闭度；  构树；  生长；  制约性

中图分类号：   S 715. 3               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０24）02 － 0011 － 04

构树（Broussonetia papyrifera）属于桑科构树属落叶乔木，具有适应性强、耐干旱、贫瘠、盐碱等特性[ 1 ]，广泛分布于我国西南、西北、华东、中南、华北等地区，常野生或栽于村庄附近的荒地、田园及沟旁。构树资源具有极大的开发潜力和广阔的利用前景，有着较高经济价值的同时能够缓解饲料资源严重短缺问题，能够广泛应用于医学、制浆造纸、城乡绿化等各个领域[ 2 ]。构树繁殖方式之一是通过飞鸟传播种子，加之其具有极强繁殖力生物学特性，对生存立地条件要求极低，任何空闲隙地都可以快速生长，挤占原生植被生存空间，导致美国、加拿大、日本、英国、德国等许多国家把构树定为外来入侵物种。构树是鲁西南砂石山防护林林下普遍生长的灌木之一，随着灌木覆盖度的提高会对目标树种造成生长胁迫，导致林分质量下降，清除难度极大。本文通过研究林分不同郁闭度制约林下构树灌木生长的规律，总结形成一套通过森林抚育方式抑制林下天然构树灌木生长的配套技术体系，旨在达到保护并促进目标林分健康生长的目的。

1 研究区概况

研究区位于曲阜市国有石门寺林场，属暖温带季风性气候区，年平均气温13.6 ℃，极端最高气温40.3 ℃，极端最低气温-18.1 ℃。全年平均总降水量691.4 mm，多集中于6、7、8三個月，占全年总降水量的60%以上，冬季和春季降水量较少，仅占总降水量的25%左右，给林业生产带来很大困难。植物生长期7～8个月，生长期内的降水量为600 mm左右，分布不均匀，在生长初期和生长后期常出现干旱现象。夏季多东南风，一般2～3级，冬季多西北风，一般4级以上。天气相对温度68%左右，有效积温5 035.2 ℃。林场经营面积258.78 hm2，活立木蓄积量1.74万m3，森林覆盖率98.33%。林场共划分3个林班，28个小班，有林地面积254.45 hm2，其中麻栎（Quercus acutissima）125.14 hm2，刺槐（Robinia pseucloacacia）58.38 hm2，赤松（Pinus densiflora）52.98 hm2，侧柏（Platycladus orientalis）1.98 hm2，其他树种15.97 hm2，全部为国家重点公益林。选择研究的林分造林时间为1968～1976年，主要树种麻栎、赤松、侧柏已到达成熟林阶段，刺槐为过熟林阶段。麻栎、侧柏林生长旺盛，林分质量较好；刺槐林已呈灌木状矮化，并形成多代萌生林，处于逆向演替阶段，林分属重度退化次生林。赤松林部分林分质量差，树体衰弱，处于竞争生长或质量选择阶段，保存率≤25%。有林地灌木和下木95%为构树，其次为黄荆（Vitex negundo）、扁担木（Grewia biloba）、臭椿（Ailanthus altissima）、苦楝（Melia azedarach）等（表1）。

2 研究方法

2. 1 研究对象

研究的目标树种为赤松、麻栎、刺槐、侧柏，以及林下构树灌木，主要调查因子为目标林分的郁闭度，林下原生构树灌木、构树灌木平茬2 a后萌蘖树高、冠幅、分枝数以及灌木覆盖度等因子。

2. 2 调查方法

2. 2. 1 林分郁闭度调查

当郁闭度较大时，采用对角线截距抽样调查方法，林分郁闭度=乔木树冠垂直投影覆盖面积/样地面积的比值。当郁闭度较小时，采用平均冠幅测定调查方法，小班林分郁闭度=样地内林木平均冠幅面积×林木株数/样地面积，郁闭度记载到小数点后2位。调查数据测定均重复三次。

每个小班随机设置4个样地，样地四角埋设木桩（或在裸岩上喷漆作记号）进行固定，规格为25.82 m×25.82 m方形样地，面积666.67 m2。样地编号以小班为单位进行统编号：林班-小班-样地（图1）。

2. 2. 2 灌木因子调查

灌木覆盖度采用对角线截距抽样调查方法，灌木覆盖度=样地内灌木树冠垂直投影覆盖面积/样地面积的比值，按百分比记载，精确到5％。使用测量花杆、卷尺实测灌木平均高度、冠幅，即样方内灌木层的平均高度、冠幅，冠幅测量东西、南北两个方向数值的平均值（cm），数值取整数。以地上部分枝条长度≥30 cm的分枝数进行计数，分枝数=样方内每株灌木分枝数之和/灌木株数的平均值，数值取整数。调查数据测定均重复三次。调查2021年11月平茬后留茬高度3～5 cm的构树灌木样方布设在样地西南角向西2 m处，调查原生构树灌木样方布设在样地西北角向北2 m处，规格4 m×4 m，面积16 m2，样方四角埋设木桩（或在裸岩上喷漆作记号）进行固定。依托每个构树灌木样地分调查类型布设2个样方，样方编号根据样地布设调查类型进行统编号：林班-小班-样地-样方（图1）。

2. 3 数据处理

采用Excel 2013软件对调查数据进行汇总、统计、制图，使用SPSS 19.0软件分析不同林分郁闭度影响林下构树灌木生长因子之间的差异化。

3 结果与分析

3. 1 林分郁闭度对构树灌木平茬后伐桩萌蘖的影响

研究表明，构树灌木平茬2 a后，林分郁闭度与构树平茬伐桩萌蘖力呈反相关关系，具有显著性差异（p<0.05）。构树灌木平均株数、分枝数与对照株（未平茬前）分别增加了132.95%、-24.50%，构树灌木平茬能够刺激伐桩萌蘖，短期内会加剧对目标林分的生长胁迫。林分郁闭度≥0.65时，平茬构树伐桩分蘖力较强，但能制约构树树高、冠幅生长，对目标林分生长胁迫性较小；林分郁闭度≤0.43时，平茬构树伐桩分蘖力较小，但能促进树高、冠幅生长，对目标林分胁迫性较大。通过人工森林抚育措施对构树伐桩萌蘖条在生长季进行多次刈除，或通过在新生长的萌蘖条上定期喷施草甘·三氯吡（草甘膦+三氯吡氧乙酸）等化学药剂进行清除，能有效遏制平茬构树再次对目标林分造成生物危害（表2、表3）。

3. 2 林分郁闭度对构树灌木生长的制约规律

调查数据表明，通过对石门寺林场三个林班、7个小班、28个样地林分郁闭度和构树灌木覆盖度的调查，林分郁闭度和构树灌木覆盖度之间表现为反相关关系，呈现显著性差异（p<0.05）（表4）。

根據孔令雷等[ 3 ]调查研究，构树通过鸟类自然传播方式，在林分中天然下种形成林下灌木林（灌木覆盖度≥35%）需要的时间较长，且目标林分要满足郁闭≦0.85；同等立地条件下，因树种生物学特性的差别，侧柏、麻栎比刺槐、赤松种群结构更为稳定，林分质量更高，侧柏、麻栎受构树生物入侵程度较小，这也是侧柏、麻栎林下天然构树灌木覆盖度低的原因之一。本次调查数据证明，林分在无林窗的情况下，林分郁闭度0.75是两个因子相互影响的“拐点”值，随着林分郁闭度的升高，林下构树灌木覆盖度呈快速下降趋势，当林分郁闭度≥0.75时，则构树灌木覆盖度≤5%，构树生长受到全面抑制，构树灌木不会对目标林分生长造成胁迫，目标林分能够健康生长；林分郁闭度0.30也是两个因子相互影响的“拐点”值，随着林分郁闭度的降低，林下灌木覆盖度呈快速上升趋势，当林分郁闭度≤0.30时，则灌木覆盖度≥95%，构树处于野蛮生长状态，构树灌木对目标林分生长造成严重的生长胁迫。因此，通过林中空地造林补植或利用原生灌木枝条人工促进天然更新措施使目标林分郁闭度控制0.75以下，能有效遏制构树在林下自然传播。用于人工促进天然更新的灌木目标树种，要有目的的选择，目标树树种主要以当地实生乡土树种为主，一般选择木材价值高、干性通直、冠形丰满、可以长成大中径级、生长状态良好、无损伤的树种[ 4 ]。在林分内主要择优选择原生苦楝、臭椿、构树等灌木枝条或下木做为人工促进天然更新的目标树进行培养（图2）。

4 结论与讨论

野生构树对阳光依赖性强，对阴蔽不耐受，在树冠下生长速度明显减弱[ 5 ]，因此通过森林抚育措施，对容易产生构树物种侵害目标林分的郁闭度控制在一个特定临界值以上，能够有效或完全控制构树在林分内自然传播；林下已大量生长构树灌木的林分，对构树平茬后通过多次刈除或化学防治方法遏制其伐桩萌蘖；同等立地条件下，选择适应性、抗旱性更强、种群结构更为稳定的侧柏、麻栎作为目标造林树种更能有效抑制天然构树的物种入侵。选择林分密度过小或林中空地的原生灌木枝条、下木进行人工促进天然更新使其培植为乔木林，提高林分郁闭度，严格控制林窗的出现，使林下通过鸟类自然传播的构树种籽或平茬构树伐桩萌芽失去必须的生存环境，达到有效降低构树对目标林分的生长胁迫。实践证明，采取阔叶树人工促进天然更新，只要措施得当，方法准确，完全可以达到高产、优质、高效的目的[ 6 ]。这种方法投资低、见效快，可以作为林相改造的一种捷径，能够快速提升森林质量，促进森林健康生长。

参考文献

［1］ 张秋玉，  李远发，  梁芳.  构树资源研究利用现状及其展望［J］.  广西农业科学， 2009， 40（2）： 217 - 220.

［2］ 吉仁花，  林晓飞，  张文波，  等.  构树研究现状及开发利用前景［J］.  林产工业， 2017， 44（10）： 3 - 6.

［3］ 孔令雷，  马胜国，  徐军，  等.  北方砂石山2种常见灌木对刺槐、赤松纯林生长胁迫性［J］.  林业科技通讯， 2023（4）： 86 - 90.

［4］ 邱春洪，  熊珂.  研究目标树培育法在森林抚育中的意义［J］. 低碳世界， 2017（23）： 298 - 299.

［5］ 颜慧萍，  高正龙，  陈谭星，  等.  构树天然林生长规律研究［J］.安徽农业科学， 2021， 49（19）： 102 - 104.

［6］ 叶春斌.  阔叶树人工促进天然更新技术的探讨［J］.  绿色科技， 2015（9）： 64 - 65.