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塞罕壩華北落葉松人工林合理撫育間伐參數(shù)的研究

2014-09-22 10:39:57王利東
安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2014年17期

王利東

摘 要:2013年夏季以河北塞罕壩地區(qū)7個(gè)林齡的華北落葉松人工林林分為研究對(duì)象,對(duì)樣地進(jìn)行每木檢尺。以15a生林分平均木制作解析木5株,并進(jìn)行年輪分析后,以林分胸徑連年生長量的變化為依據(jù),研究確定了不同立地條件的撫育起始期、撫育間隔期,最后基于合理經(jīng)營密度確定間伐強(qiáng)度。曼甸立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每6~8a進(jìn)行一次間伐,撫育強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%;陽坡薄土立地林分,在第14年進(jìn)行間伐,每5~10a進(jìn)行一次間伐,撫育強(qiáng)度在35.75%~60.57%;陰坡厚土立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每5~8a進(jìn)行一次間伐,撫育強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。本研究為冀北山區(qū)人工用材林的撫育間伐工作及提高森林資源質(zhì)量等提供一定的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:華北落葉松;始伐期;間伐強(qiáng)度;撫育間隔期

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2014)17-97-05

Abstract:In summer 2013,Larix Princicpis-rupprechtii stands of 7 different stand ages in Saihanba were surveyed.Every tree in temporary plot was measured its DBH and tree height and the average tree was tree-ring analyzed.This paper determined the start period of thinning,thinning interval and thinning intensity of Larix Princicpis-rupprechtii stands at different sites.At Mandian site,the first thinning should be start at 10 years old.The thinning interval was 6~8 year and the thinning intensity was 42.18%~62.50%.At site of sunny slope and thin soil,the first thinning should be start at 14 years old.The thinning interval was 5~10 year and the thinning intensity was 35.75%~60.57%.At site of shady slope and thick soil,the first thinning should be start at 10 years old.The thinning interval was 5~8 year and the thinning intensity was 29.31%~54.10%.This study provide scientific basis for the most proper management of Larix Princicpis-rupprechtii forests.

Key words:Larix Princicpis-rupprechtii stands;Thinning start period;Thinning intensity;Thinning interval

華北落葉松(Larix Princicpis-rupprechtii Mayr.)為我國華北地區(qū)主要的造林樹種之一,其在冀北山區(qū)的分布尤為廣泛,具有適應(yīng)能力強(qiáng)、生長速度快、成材早、干形好等特點(diǎn),在木材生產(chǎn)、水土保持、涵養(yǎng)水源等方面都起著十分重要的作用[1]。在我國,華北落葉松人工林大多起源于1949年以后,栽植代數(shù)較少,而隨著其人工林營造面積的不斷增加,經(jīng)營規(guī)模的不斷壯大,華北落葉松人工林已成為森林資源的重要組成部分。然而,華北落葉松人工林的培育仍存在許多問題,諸如大多林分為華北落葉松人工純林,樹種單一,中幼林居多;人工林林分初值密度偏大,林分內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈,限制了林木的個(gè)體發(fā)育;撫育間伐工作遲緩,最終導(dǎo)致森林質(zhì)量普遍較低等。因此,加強(qiáng)華北落葉松人工林的研究已迫在眉睫[1-2]。

目前對(duì)華北落葉松撫育的研究已有一些,但對(duì)于解決和本地區(qū)華北落葉松人工林實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)的撫育參數(shù)尚未確定。張彥芳等對(duì)不同撫育強(qiáng)度下華北落葉松胸徑及蓄積量的研究發(fā)現(xiàn),伴隨強(qiáng)度的增大,上述生長指標(biāo)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),綜合研究后確定間伐強(qiáng)度40%~60%的撫育強(qiáng)度最好[3]。賈忠奎等對(duì)塞罕壩地區(qū)華北落葉松不同間伐強(qiáng)度的林分生長進(jìn)行研究表明,間伐強(qiáng)度增強(qiáng),林分生長量也出現(xiàn)顯著增加,林齡相同的樹木各部分生物量也隨著強(qiáng)度增加而增大,最終確定38.6%的間伐強(qiáng)度最為適宜[2]。周志庭等對(duì)華北落葉松不同間伐強(qiáng)度下林下植被多樣性進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),多樣性有隨著間伐強(qiáng)度增強(qiáng)而增加的趨勢(shì),其中以450株/hm2(保留密度)為最高[4]。石麗麗等以植被層、土層及枯落物層為對(duì)象,發(fā)現(xiàn)隨著間伐強(qiáng)度的增大,植被截留能力及枯落物持水能力降低,而土壤蓄水能力增加,因此適當(dāng)?shù)膿嵊g伐活動(dòng)會(huì)加強(qiáng)水源涵養(yǎng)能力[5]。王紅俊、黃選瑞等都對(duì)華北落葉松撫育參數(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)果較為一致,初始間伐時(shí)間可以確定為15a,撫育間隔期為5a[6-7]。對(duì)于本研究所在的塞罕壩地區(qū),華北落葉松人工純林是較為主要的植被類型,對(duì)林區(qū)內(nèi)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的提高都有著重要價(jià)值[8-9]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 本試驗(yàn)地設(shè)置在河北省承德市圍場(chǎng)縣塞罕壩機(jī)械總場(chǎng)陰河林場(chǎng),距承德市240km,距北京市460km,地理坐標(biāo)位于東經(jīng)116°51′~117°39′,北緯42°02′~42°36′。該地區(qū)地勢(shì)復(fù)雜,壩上連接內(nèi)蒙古高原南緣,以丘陵、曼甸為主,海拔1 500~1 940m;壩下海拔1 018~1 500m。該林區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,冬季較長,低溫嚴(yán)冷,春季較短,干燥多風(fēng),夏季不明顯,光照強(qiáng)烈,晝夜溫差大,年平均氣溫-1.5℃,最高氣溫高達(dá)33.4℃,最低氣溫低至-43.2℃,降水較少,年平均降水量為530.9mm,其中夏季降水量最大,占總降水量的67.6%,年蒸發(fā)量較大,平均達(dá)1 388mm。endprint

土壤類型主要有灰色森林土、棕壤土、風(fēng)沙土、沼澤土、礫石土、草甸土等6個(gè)土類,土壤容重約為1.2g/cm3,土壤田間持水量為30.1%。pH值約為6.3,有機(jī)質(zhì)含量54.2g/kg,全N 1.9g/kg,全K 7.21g/kg,速效P 10.91mg/kg。

林區(qū)內(nèi)主要樹種有華北落葉松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)、樟子松(Mongolia scotch pine)、云杉(Picea asperata Mast.)、白樺(Betula platyphylla Suk.)等。林下植被稀少,主要灌木樹種有山杏(Siberian Apricot)、河北大黃(R.rhaponticum)、山刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、華北繡線菊(Spiraea fritschiana)等,草本植物主要有金蓮花(Tropaeolun majus)、黃花菜(Hemerocallis fulva)、老鸛草(Geranium caroliniamum)、龍牙草(Herba Ceratopteridis)、歪頭菜(Vicia unijuga)等[1-2,10-11]。

1.2 樣地設(shè)置和調(diào)查 本研究以曼甸立地條件下未經(jīng)任何撫育的7a、8a、9a、10a、11a、12a、15a共計(jì)7個(gè)林齡的華北落葉松人工林林分為研究對(duì)象進(jìn)行分析,每林齡設(shè)置面積為400m2(20m×20m)的3塊重復(fù)樣地,共計(jì)21塊臨時(shí)樣地。對(duì)樣地進(jìn)行每木檢尺,對(duì)15年生林分平均木制作解析木5株,并使用年輪分析儀LINTAB 6(Tree-ring station,Germany)和TSAP-Win軟件測(cè)定各圓盤每一個(gè)年輪東南西北4個(gè)方向的寬度,進(jìn)行年輪分析。

1.3 撫育間伐參數(shù)的確定方法

1.3.1 撫育起始期的確定方法 本文對(duì)以下幾種撫育起始期的確定方法進(jìn)行對(duì)比探討,以篩選出較適合華北落葉松人工林的撫育起始期確定方法:(1)按林分生長量確定:林分直徑連年生長量的變化,可以清楚地反應(yīng)出林分的密度變化情況,因此,可以利用連年生長量來確定撫育撫育起始期。(2)按林木分級(jí)結(jié)果確定:在林木生長過程中,IV、V級(jí)木(Kraft分級(jí))的數(shù)量比例,是隨著林齡的增長而增大的,可以將IV、V級(jí)木在林分中的數(shù)量比例達(dá)30%左右時(shí)作為首次間伐的標(biāo)志。(3)按林分直徑離散度確定:林分的直徑離散度,是指林分平均胸徑與最大和最小胸徑的倍數(shù)之間的距離。一般林分直徑離散度超過1.0都可以進(jìn)行第一次撫育間伐。(4)按林分株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定:林分分化越激烈,林木間胸徑差距越大,小徑木數(shù)量越多。一般可以以自然徑級(jí)0.8以下的作為小徑木進(jìn)行計(jì)數(shù),小徑木約占總株數(shù)的30%時(shí),可以進(jìn)行首次間伐[12]。

1.3.2 撫育間隔期的確定方法 撫育間隔期具體的推算方法為:(1)以3種立地條件下幼齡林為研究對(duì)象。(2)總蓄積量為各林分解析木的單木材積除以其斷面積(斷面積按圓形計(jì)算)再乘以樣地林木總斷面積,最后除以0.04換算為每hm2蓄積量。(3)年平均材積生長量為總蓄積量與林齡的比值。(4)推算間伐材積,依據(jù)現(xiàn)有林分的徑階,查下文表5(不同立地條件華北落葉松人工林合理經(jīng)營密度控制表),可以得出每種立地條件下林分的合理密度范圍,再根據(jù)比例計(jì)算出現(xiàn)有林分需要間伐的材積范圍。(5)利用間伐材積與年平均材積生長量的比值計(jì)算撫育間隔期。本文利用間伐材積與材積平均生長量來計(jì)算。計(jì)算公式為:

[A=C/Z] (1)

其中A為撫育間隔期;C為間伐材積;Z為年平均材積生長量[13]。

1.3.3 撫育強(qiáng)度的確定方法 本研究是基于胸徑與冠幅的相關(guān)關(guān)系來確定合理撫育間伐強(qiáng)度。對(duì)于一個(gè)具體的林分,首先調(diào)查并計(jì)算出該林分的平均胸徑及實(shí)際密度,然后在編制好的合理經(jīng)營密度表中查出相應(yīng)的胸徑和理論密度,即通過林分的平均胸徑查出表中合理的每hm2理論株數(shù),用實(shí)際密度與理論密度的差除以實(shí)際密度即得到間伐強(qiáng)度。間伐強(qiáng)度的確定公式為[14]:

[撫育強(qiáng)度(%)=實(shí)際密度-理論密度實(shí)際密度×100] (2)

1.4 數(shù)據(jù)處理 測(cè)量數(shù)據(jù)均利用Excel2007及SPSS18統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,并繪制表格及圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 華北落葉松人工林林撫育起始期的確定

2.1.1 華北落葉松林撫育起始期確定方法的篩選

2.1.1.1 按林分生長量分析確定 對(duì)于未經(jīng)任何撫育經(jīng)營措施的15a生的華北落葉松人工林,樹干解析結(jié)果如表1。華北落葉松幼樹在9a生時(shí),胸徑連年生長量達(dá)到最大值,為0.94cm,即該年為胸徑生長最旺盛期。到10a生時(shí)連年生長量開始下降,11a后下降更為明顯。因此,可以將10a作為曼甸立地條件下華北落葉松人工林撫育起始期。

2.1.1.2 按林木分化程度的確定 對(duì)7~12a生華北落葉松人工林林分進(jìn)行每木檢尺調(diào)查,根據(jù)胸徑進(jìn)行林木分級(jí),結(jié)果如表2所示。由表2可知,IV、V級(jí)木比例在14%~19%,方差分析顯示,6林齡間林木分級(jí)(IV、V)比例差異不顯著(P=0.193,>0.05),即6林齡林分IV、V級(jí)林木比例相差不多,均未達(dá)到30%。有研究稱,林木生長分級(jí)法主要適用于成林后同齡針葉純林,在幼齡中分級(jí)結(jié)果不明顯,不易分級(jí)[12]。而撫育起始期一般均在林木幼齡期進(jìn)行,本研究認(rèn)為,用林木分級(jí)法確定撫育起始期尚不合適。因此,使用該法暫無法確定華北落葉松人工林撫育起始期。

2.1.1.3 按林分直徑離散度確定 對(duì)7~12a生華北落葉松幼齡人工林進(jìn)行直徑離散度計(jì)算,結(jié)果如表3所示。由表3可知,直徑離散度介于1.77~7.04,方差分析顯示,6林齡間直徑離散度差異極顯著(P=0.00,<0.01)。多重比較結(jié)果表明:8a生林分顯著高于其他5林齡林分,為7.04。8a生林分直徑離散度呈現(xiàn)第一個(gè)峰值,說明8a生林分內(nèi)林木分化最為嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行第一次撫育。endprint

2.1.1.4 根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定 對(duì)7~12a生華北落葉松幼齡人工林進(jìn)行小徑木比例計(jì)算,結(jié)果如表4。方差分析顯示,6林齡間小徑木比例差異極顯著(P=0.00,<0.01)。多重比較結(jié)果表明:8a生及9a生林分顯著高于其他4林齡林分,但二者差異不顯著。8a生及9a生小徑木比例均高于30%,其中以8a生最高,為31.78%,小徑木比例呈現(xiàn)第一個(gè)峰值,說明8a生林分內(nèi)林木分化最為嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行第一次撫育。

綜上,對(duì)于華北落葉松人工林,4種確定撫育起始期的方法各有特點(diǎn)。利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期為10a;利用林分直徑離散度及林分株數(shù)按徑級(jí)分配比例法確定華北落葉松人工林撫育起始期均為8a;由于林木生長分級(jí)法主要適用于壯齡后林分,對(duì)于幼齡分級(jí)結(jié)果不明顯,因此利用林木分級(jí)結(jié)果確定華北落葉松撫育起始期不合適。從操作角度上來看,利用林分直徑離散度及根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定華北落葉松人工林撫育起始期的2種方法需要對(duì)林分進(jìn)行一個(gè)常年且逐年的監(jiān)測(cè),耗時(shí)較長,受到其他立地條件的客觀影響,在操作上較難完成。相比之下,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期就顯得更為方便一些,因此,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期最為合適。

2.1.2 不同立地條件下華北落葉松林撫育起始期的確定 利用林分生長量法對(duì)曼甸、陽坡薄土及陰坡厚土3種立地條件下華北落葉松人工林林分進(jìn)行分析,結(jié)果如圖1~圖3。如圖1所示,曼甸立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量最大值出現(xiàn)在第9年,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定曼甸立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。如圖2所示,陽坡薄土的華北落葉松胸高斷面積連年生長量在第13年呈現(xiàn)最大,因此對(duì)于陽坡薄土,適合的撫育起始期為14a左右。如圖3所示,陰坡厚土立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量也在第9年呈現(xiàn)最大,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定陰坡厚土立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。

2.2 華北落葉松人工林撫育間隔期的確定 撫育間隔期推算結(jié)果如表5所示。對(duì)于曼甸立地條件,撫育間隔期為6~8a較為合適;對(duì)于陽坡薄土立地條件,較適的撫育間隔期為5~10a;對(duì)于陰坡厚土立地條件,較為合適的撫育間隔期為5~8a。

2.3 華北落葉松人工林撫育強(qiáng)度的確定 確定不同立地條件下華北落葉松林的最適撫育間伐強(qiáng)度,可以利用上文編制好的合理經(jīng)營密度表來進(jìn)行查表及推算。如對(duì)現(xiàn)有研究區(qū)3種立地條件下中齡林華北落葉松人工林林分的間伐強(qiáng)度進(jìn)行推算,結(jié)果如下:

(1)曼甸立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為10.89cm,實(shí)際株數(shù)為2 962株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 111~1 713株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%。

(2)陽坡薄土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為14.65cm,實(shí)際株數(shù)為1 930株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為761~1 240株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在35.75%~60.57%。

(3)陰坡厚土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為13.09cm,實(shí)際株數(shù)為2 255株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 035~1 594株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

3 結(jié)論

由本次研究可知,利用林分生長量法是確定華北落葉松人工林撫育起始期較適合的研究方法。并針對(duì)不同立地條件下的華北落葉松人工林林分,最終確定了適合的撫育起始期及撫育間隔期,見表6。確定曼甸立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每6~8a進(jìn)行一次間伐;陽坡薄土立地林分,在第14年進(jìn)行間伐,每5~10a進(jìn)行一次間伐;陰坡厚土立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每5~8a進(jìn)行一次間伐。

表6 不同立地條件下華北落葉松人工林撫育間伐參數(shù)

[立地條件\&撫育起始期(a)\&撫育間隔期(a)\&曼甸\&10\&6~8\&陽坡薄土\&14\&5~10\&陰坡厚土\&10\&5~8\&]

利用編制好的合理經(jīng)營密度表,通過調(diào)查林分現(xiàn)有密度,以確定不同立地條件的華北落葉松人工林的最佳撫育撫育強(qiáng)度。最終確定曼甸立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%;陽坡薄土立地條件的華北落葉松人工中齡林35.75%~60.57%;陰坡厚土立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

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[14]王希群.北京山區(qū)油松、側(cè)柏林質(zhì)量調(diào)控理論與技術(shù)的研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2005. (責(zé)編:張宏民)endprint

2.1.1.4 根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定 對(duì)7~12a生華北落葉松幼齡人工林進(jìn)行小徑木比例計(jì)算,結(jié)果如表4。方差分析顯示,6林齡間小徑木比例差異極顯著(P=0.00,<0.01)。多重比較結(jié)果表明:8a生及9a生林分顯著高于其他4林齡林分,但二者差異不顯著。8a生及9a生小徑木比例均高于30%,其中以8a生最高,為31.78%,小徑木比例呈現(xiàn)第一個(gè)峰值,說明8a生林分內(nèi)林木分化最為嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行第一次撫育。

綜上,對(duì)于華北落葉松人工林,4種確定撫育起始期的方法各有特點(diǎn)。利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期為10a;利用林分直徑離散度及林分株數(shù)按徑級(jí)分配比例法確定華北落葉松人工林撫育起始期均為8a;由于林木生長分級(jí)法主要適用于壯齡后林分,對(duì)于幼齡分級(jí)結(jié)果不明顯,因此利用林木分級(jí)結(jié)果確定華北落葉松撫育起始期不合適。從操作角度上來看,利用林分直徑離散度及根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定華北落葉松人工林撫育起始期的2種方法需要對(duì)林分進(jìn)行一個(gè)常年且逐年的監(jiān)測(cè),耗時(shí)較長,受到其他立地條件的客觀影響,在操作上較難完成。相比之下,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期就顯得更為方便一些,因此,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期最為合適。

2.1.2 不同立地條件下華北落葉松林撫育起始期的確定 利用林分生長量法對(duì)曼甸、陽坡薄土及陰坡厚土3種立地條件下華北落葉松人工林林分進(jìn)行分析,結(jié)果如圖1~圖3。如圖1所示,曼甸立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量最大值出現(xiàn)在第9年,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定曼甸立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。如圖2所示,陽坡薄土的華北落葉松胸高斷面積連年生長量在第13年呈現(xiàn)最大,因此對(duì)于陽坡薄土,適合的撫育起始期為14a左右。如圖3所示,陰坡厚土立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量也在第9年呈現(xiàn)最大,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定陰坡厚土立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。

2.2 華北落葉松人工林撫育間隔期的確定 撫育間隔期推算結(jié)果如表5所示。對(duì)于曼甸立地條件,撫育間隔期為6~8a較為合適;對(duì)于陽坡薄土立地條件,較適的撫育間隔期為5~10a;對(duì)于陰坡厚土立地條件,較為合適的撫育間隔期為5~8a。

2.3 華北落葉松人工林撫育強(qiáng)度的確定 確定不同立地條件下華北落葉松林的最適撫育間伐強(qiáng)度,可以利用上文編制好的合理經(jīng)營密度表來進(jìn)行查表及推算。如對(duì)現(xiàn)有研究區(qū)3種立地條件下中齡林華北落葉松人工林林分的間伐強(qiáng)度進(jìn)行推算,結(jié)果如下:

(1)曼甸立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為10.89cm,實(shí)際株數(shù)為2 962株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 111~1 713株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%。

(2)陽坡薄土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為14.65cm,實(shí)際株數(shù)為1 930株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為761~1 240株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在35.75%~60.57%。

(3)陰坡厚土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為13.09cm,實(shí)際株數(shù)為2 255株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 035~1 594株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

3 結(jié)論

由本次研究可知,利用林分生長量法是確定華北落葉松人工林撫育起始期較適合的研究方法。并針對(duì)不同立地條件下的華北落葉松人工林林分,最終確定了適合的撫育起始期及撫育間隔期,見表6。確定曼甸立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每6~8a進(jìn)行一次間伐;陽坡薄土立地林分,在第14年進(jìn)行間伐,每5~10a進(jìn)行一次間伐;陰坡厚土立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每5~8a進(jìn)行一次間伐。

表6 不同立地條件下華北落葉松人工林撫育間伐參數(shù)

[立地條件\&撫育起始期(a)\&撫育間隔期(a)\&曼甸\&10\&6~8\&陽坡薄土\&14\&5~10\&陰坡厚土\&10\&5~8\&]

利用編制好的合理經(jīng)營密度表,通過調(diào)查林分現(xiàn)有密度,以確定不同立地條件的華北落葉松人工林的最佳撫育撫育強(qiáng)度。最終確定曼甸立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%;陽坡薄土立地條件的華北落葉松人工中齡林35.75%~60.57%;陰坡厚土立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

參考文獻(xiàn)

[1]劉杰,馬履一,賈忠奎,等.不同林齡華北落葉松林下土壤理化性質(zhì)及微生物學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào),2013(6):88-93.

[2]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.間伐強(qiáng)度對(duì)塞罕壩華北落葉松人工林生長進(jìn)程和生物量的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012(3):5-7,31.

[3]張彥芳,姜鵬,蘇智海,等.撫育間伐對(duì)華北落葉松人工林生長的影響[J].河北林果研究,2012(3):275-278.

[4]周志庭,李增利,徐國巧.不同間伐強(qiáng)度對(duì)華北落葉松人工林林下植被生物多樣性影響的研究[J].山東林業(yè)科技,2013(2):45-47,18.

[5]石麗麗,徐成立,王雄賓,等.撫育間伐對(duì)華北落葉松人工林涵養(yǎng)水源功能影響[J].南水北調(diào)與水利科技,2013(2):108-111,124.

[6]王紅俊.華北落葉松人工林撫育間伐技術(shù)研究[J].山西林業(yè),2011(4):28-29.

[7]黃選瑞,郎奎健,王福才.華北落葉松撫育間伐技術(shù)的研究[J].河北林學(xué)院學(xué)報(bào),1993,(3):217-222.

[8]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.塞罕壩華北落葉松人工林生產(chǎn)力對(duì)坡向的響應(yīng)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2012(4):1-6.

[9]張?zhí)锾?,馬履一,賈忠奎,等.華北落葉松幼中齡林的生物量與碳匯功能[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012(12):32-35,39.

[10]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.整地方式對(duì)塞罕壩華北落葉松人工林生產(chǎn)力的影響[J].林業(yè)資源管理,2011,(5):71-78.

[11]王西洋,馬履一,賈忠奎,等.森林經(jīng)營措施對(duì)土壤呼吸的影響機(jī)理[J].世界林業(yè)研究,2012(1):7-12.

[12]沈國舫.森林培育學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2001.

[13]白星.祁連山水源林經(jīng)營決策的研究[J].甘肅林業(yè)科技,1996(1):31-34.

[14]王希群.北京山區(qū)油松、側(cè)柏林質(zhì)量調(diào)控理論與技術(shù)的研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2005. (責(zé)編:張宏民)endprint

2.1.1.4 根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定 對(duì)7~12a生華北落葉松幼齡人工林進(jìn)行小徑木比例計(jì)算,結(jié)果如表4。方差分析顯示,6林齡間小徑木比例差異極顯著(P=0.00,<0.01)。多重比較結(jié)果表明:8a生及9a生林分顯著高于其他4林齡林分,但二者差異不顯著。8a生及9a生小徑木比例均高于30%,其中以8a生最高,為31.78%,小徑木比例呈現(xiàn)第一個(gè)峰值,說明8a生林分內(nèi)林木分化最為嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行第一次撫育。

綜上,對(duì)于華北落葉松人工林,4種確定撫育起始期的方法各有特點(diǎn)。利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期為10a;利用林分直徑離散度及林分株數(shù)按徑級(jí)分配比例法確定華北落葉松人工林撫育起始期均為8a;由于林木生長分級(jí)法主要適用于壯齡后林分,對(duì)于幼齡分級(jí)結(jié)果不明顯,因此利用林木分級(jí)結(jié)果確定華北落葉松撫育起始期不合適。從操作角度上來看,利用林分直徑離散度及根據(jù)林分的株數(shù)按徑級(jí)分配比例確定華北落葉松人工林撫育起始期的2種方法需要對(duì)林分進(jìn)行一個(gè)常年且逐年的監(jiān)測(cè),耗時(shí)較長,受到其他立地條件的客觀影響,在操作上較難完成。相比之下,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期就顯得更為方便一些,因此,利用林分生長量分析確定華北落葉松人工林撫育起始期最為合適。

2.1.2 不同立地條件下華北落葉松林撫育起始期的確定 利用林分生長量法對(duì)曼甸、陽坡薄土及陰坡厚土3種立地條件下華北落葉松人工林林分進(jìn)行分析,結(jié)果如圖1~圖3。如圖1所示,曼甸立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量最大值出現(xiàn)在第9年,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定曼甸立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。如圖2所示,陽坡薄土的華北落葉松胸高斷面積連年生長量在第13年呈現(xiàn)最大,因此對(duì)于陽坡薄土,適合的撫育起始期為14a左右。如圖3所示,陰坡厚土立地條件下的華北落葉松胸高斷面積連年生長量也在第9年呈現(xiàn)最大,其后,胸高斷面積連年生長量逐漸下降,因此可以確定陰坡厚土立地條件林分的撫育起始期為10a左右較為合適。

2.2 華北落葉松人工林撫育間隔期的確定 撫育間隔期推算結(jié)果如表5所示。對(duì)于曼甸立地條件,撫育間隔期為6~8a較為合適;對(duì)于陽坡薄土立地條件,較適的撫育間隔期為5~10a;對(duì)于陰坡厚土立地條件,較為合適的撫育間隔期為5~8a。

2.3 華北落葉松人工林撫育強(qiáng)度的確定 確定不同立地條件下華北落葉松林的最適撫育間伐強(qiáng)度,可以利用上文編制好的合理經(jīng)營密度表來進(jìn)行查表及推算。如對(duì)現(xiàn)有研究區(qū)3種立地條件下中齡林華北落葉松人工林林分的間伐強(qiáng)度進(jìn)行推算,結(jié)果如下:

(1)曼甸立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為10.89cm,實(shí)際株數(shù)為2 962株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 111~1 713株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%。

(2)陽坡薄土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為14.65cm,實(shí)際株數(shù)為1 930株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為761~1 240株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在35.75%~60.57%。

(3)陰坡厚土立地下,華北落葉松人工中齡林,平均胸徑為13.09cm,實(shí)際株數(shù)為2 255株/hm2。查合理經(jīng)營密度表可得,理論株數(shù)為1 035~1 594株/hm2。經(jīng)過計(jì)算,由此得出,間伐強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

3 結(jié)論

由本次研究可知,利用林分生長量法是確定華北落葉松人工林撫育起始期較適合的研究方法。并針對(duì)不同立地條件下的華北落葉松人工林林分,最終確定了適合的撫育起始期及撫育間隔期,見表6。確定曼甸立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每6~8a進(jìn)行一次間伐;陽坡薄土立地林分,在第14年進(jìn)行間伐,每5~10a進(jìn)行一次間伐;陰坡厚土立地林分,在第10年進(jìn)行間伐,每5~8a進(jìn)行一次間伐。

表6 不同立地條件下華北落葉松人工林撫育間伐參數(shù)

[立地條件\&撫育起始期(a)\&撫育間隔期(a)\&曼甸\&10\&6~8\&陽坡薄土\&14\&5~10\&陰坡厚土\&10\&5~8\&]

利用編制好的合理經(jīng)營密度表,通過調(diào)查林分現(xiàn)有密度,以確定不同立地條件的華北落葉松人工林的最佳撫育撫育強(qiáng)度。最終確定曼甸立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在42.18%~62.50%;陽坡薄土立地條件的華北落葉松人工中齡林35.75%~60.57%;陰坡厚土立地條件的華北落葉松人工中齡林撫育強(qiáng)度應(yīng)在29.31%~54.10%。

參考文獻(xiàn)

[1]劉杰,馬履一,賈忠奎,等.不同林齡華北落葉松林下土壤理化性質(zhì)及微生物學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào),2013(6):88-93.

[2]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.間伐強(qiáng)度對(duì)塞罕壩華北落葉松人工林生長進(jìn)程和生物量的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012(3):5-7,31.

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[4]周志庭,李增利,徐國巧.不同間伐強(qiáng)度對(duì)華北落葉松人工林林下植被生物多樣性影響的研究[J].山東林業(yè)科技,2013(2):45-47,18.

[5]石麗麗,徐成立,王雄賓,等.撫育間伐對(duì)華北落葉松人工林涵養(yǎng)水源功能影響[J].南水北調(diào)與水利科技,2013(2):108-111,124.

[6]王紅俊.華北落葉松人工林撫育間伐技術(shù)研究[J].山西林業(yè),2011(4):28-29.

[7]黃選瑞,郎奎健,王福才.華北落葉松撫育間伐技術(shù)的研究[J].河北林學(xué)院學(xué)報(bào),1993,(3):217-222.

[8]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.塞罕壩華北落葉松人工林生產(chǎn)力對(duì)坡向的響應(yīng)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2012(4):1-6.

[9]張?zhí)锾?,馬履一,賈忠奎,等.華北落葉松幼中齡林的生物量與碳匯功能[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012(12):32-35,39.

[10]賈忠奎,公寧寧,姚凱,等.整地方式對(duì)塞罕壩華北落葉松人工林生產(chǎn)力的影響[J].林業(yè)資源管理,2011,(5):71-78.

[11]王西洋,馬履一,賈忠奎,等.森林經(jīng)營措施對(duì)土壤呼吸的影響機(jī)理[J].世界林業(yè)研究,2012(1):7-12.

[12]沈國舫.森林培育學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2001.

[13]白星.祁連山水源林經(jīng)營決策的研究[J].甘肅林業(yè)科技,1996(1):31-34.

[14]王希群.北京山區(qū)油松、側(cè)柏林質(zhì)量調(diào)控理論與技術(shù)的研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2005. (責(zé)編:張宏民)endprint

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