姚丹陽(yáng)

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)，河北 圍場(chǎng) 068466）

塞罕壩華北落葉松人工林初植密度對(duì)生產(chǎn)力的影響研究

姚丹陽(yáng)

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)，河北 圍場(chǎng) 068466）

該文以塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)陰河分場(chǎng)前曼甸營(yíng)林區(qū)華北落葉松人工林為研究對(duì)象，分析初植密度為3330株/hm2與初植密度為4995株/hm2的人工林生產(chǎn)力。結(jié)果表明：初植密度為3330株/hm2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分5～10a總生物量變動(dòng)于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動(dòng)于5.66～12.37t/hm2之間，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

華北落葉松；人工林；初植密度；生產(chǎn)力；塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)

林分密度對(duì)林木生長(zhǎng)指標(biāo)影響較大，其影響貫穿于整個(gè)林木生長(zhǎng)培育過(guò)程中，它最適宜于人工調(diào)控[1]。華北落葉松的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律與林分的初植密度有很大的關(guān)系，分析不同初植密度對(duì)林木生長(zhǎng)進(jìn)程的影響，對(duì)其進(jìn)行營(yíng)林生產(chǎn)的密度控制具有指導(dǎo)意義。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)位于河北省圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣北部，地處河北省最北端，屬內(nèi)蒙古高原的南緣山地，整個(gè)地勢(shì)分壩上和壩下兩大類(lèi)，是河北省的一個(gè)大面積人工用材林基地。東西65.6km，南北58.6km，海拔1010～1939.6m。地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°51′～117°39′，北緯42°02′～42°36′。塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫-1℃，極端最高溫33.4℃，極端最低溫-43.2℃。無(wú)霜期短，不穩(wěn)定，年均67d。年均日照2367.8h，高于 10℃的年積溫 1663.5℃。年均降水量530.9mm，6～8月份降水量占年降水量的67.6%。年均蒸發(fā)量1388mm，是降水量的2.6倍。土壤以灰色森林土為主，土層厚度50cm左右，腐殖質(zhì)層厚3cm左右。

試驗(yàn)地、對(duì)照地選擇在塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)陰河分場(chǎng)的前曼甸營(yíng)林區(qū)，海拔1650～1830m，年均氣溫-1.5℃，年均降水量433mm。晝夜溫差大，降水少，蒸發(fā)量大，無(wú)霜期60d，土壤為暗灰色森林土。這些林分全部為人工落葉松純林，在地理上具有顯著的塞罕壩地形特點(diǎn)和人工林分布特點(diǎn)，林相整齊，易于作業(yè)，便于管理。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1常規(guī)測(cè)定

在塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)陰河分場(chǎng)前曼甸營(yíng)林區(qū)，選擇坡度平緩、生長(zhǎng)在灰色森林土上有代表性的華北落葉松人工林（林齡10a），在具有代表性、生長(zhǎng)正常林分中，2種初植密度分別為3330株/ hm2、4995株/hm2，每種密度設(shè)置3個(gè)重復(fù)，計(jì)6塊樣地。

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對(duì)所有喬木進(jìn)行每木檢尺，詳細(xì)記錄每株樹(shù)的胸徑、樹(shù)高、冠幅等生長(zhǎng)因子以及坡度、坡向、海拔等立地因子（見(jiàn)表1），然后根據(jù)實(shí)際情況在樣地內(nèi)總共選取33株生長(zhǎng)正常、無(wú)病蟲(chóng)害、不斷梢的平均木作為解析木，伐倒后測(cè)帶皮胸徑、去皮胸徑、皮厚，用1m為截取段測(cè)帶皮材積和去皮材積，利用所測(cè)解析木資料，分別按年齡統(tǒng)計(jì)，計(jì)算胸徑的連年生長(zhǎng)量，對(duì)其進(jìn)行生長(zhǎng)過(guò)程分析[2-3]。

表1　標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查因子概況

1.2.2喬木層生物量的估測(cè)

本研究根據(jù)劉志剛[4]（1992）探討的壩上華北落葉松生物量方程進(jìn)行預(yù)估陰河林場(chǎng)華北落葉松人工林喬木層生物量（見(jiàn)表2）。

表2　華北落葉松單木生物量方程參數(shù)（劉志剛，1992）kg，m2

1.2.3喬木層碳儲(chǔ)量的計(jì)算

本文采用馬欽彥[5]（2002）通過(guò)干燒法研究的華北落葉松各組分的含碳率（見(jiàn)表3），通過(guò)生物量進(jìn)行換算得到各組分的碳貯量。

表3　華北落葉松各組分的含碳率/%

1.2.4喬木層生產(chǎn)力的計(jì)算

采用年平均凈生產(chǎn)量作為生產(chǎn)力的估測(cè)指標(biāo)（葉鏡中[6]，1983），公式如下：NPP=W/a

式中：NPP為年平均凈生產(chǎn)量，W為林分或器官生物量，a為林分或器官年齡。文中樹(shù)干、樹(shù)皮、樹(shù)根的年齡取林分年齡。

2　結(jié)果與分析

2.1不同初植密度條件下林木生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分析

根據(jù)陰河林場(chǎng)的實(shí)際營(yíng)林生產(chǎn)情況，初植密度有兩種3330株/hm2和4995株/hm2，對(duì)這兩種初植密度以及年齡都為10a的林分進(jìn)行每木檢尺，并對(duì)平均木樹(shù)干解析，得出華北落葉松人工林10a生胸徑、樹(shù)高、材積的總生長(zhǎng)量、連年及平均生長(zhǎng)量（見(jiàn)表4、表5）。

表4　華北落葉松樹(shù)干生長(zhǎng)過(guò)程（初植密度3330株/hm2、林齡10a）

表5　華北落葉松樹(shù)干生長(zhǎng)過(guò)程（初植密度4995株/hm2、林齡10a）

通過(guò)表4可看出，初植密度為3330株/hm2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為6cm，樹(shù)高為6.4m，在第5年時(shí)，胸徑的平均生長(zhǎng)量及連年生長(zhǎng)量都為0.24cm，第10年時(shí)胸徑的平均生長(zhǎng)量為0.54cm，連年生長(zhǎng)量為0.84cm，與第5年相比，有顯著增大；樹(shù)高的平均生長(zhǎng)量及連年生長(zhǎng)量在第5、10年時(shí)變化較??；由于林分處于幼齡階段，隨著年齡的增大，胸徑、樹(shù)高、材積有增大的趨勢(shì)。初植密度為4995株/hm2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為5.3cm，樹(shù)高為5m（表5），與初植密度為3330株/hm2相比，胸徑、樹(shù)高有所降低，胸徑以及樹(shù)高的平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量也有所降低；通過(guò)比較分析，初植密度影響林木的生長(zhǎng)，通過(guò)合理密植以及適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)林分密度，保持良好的經(jīng)營(yíng)密度，能夠使林分得到充分的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.2不同初植密度對(duì)林分生物量的影響

兩種密度相比，3330株/hm2林分總生物量以及各組分生物量比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分5～10a總生物量變動(dòng)于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動(dòng)于5.66～12.37t/hm2之間，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大（表6）。

林分各組分生物量所占的比例：樹(shù)干生物量所占比例在50%左右，樹(shù)皮、樹(shù)根所占比例在15%左右，樹(shù)葉所占的比例最小，樹(shù)干生物量所占的比例最大（表7）。

表6　不同年齡華北落葉松人工林的生物量

表7　各組分生物量與總生物量之比

3.3不同初植密度對(duì)林分碳儲(chǔ)量的影響

林分密度是影響林木生長(zhǎng)的主要因素，初植密度不同，林木的生長(zhǎng)發(fā)育不同，對(duì)有限的營(yíng)養(yǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)隨之不同，林木進(jìn)行光合作用、呼吸作用的能力也因初植密度的不同而發(fā)生變化。通過(guò)表8可看出，初植密度為3330株/hm2，林齡為10a，還處于幼齡期的華北落葉松人工林，樹(shù)干的含碳量為3.75t/hm2，其次是樹(shù)根1.20t/hm2；初植密度3330株/hm2的林分各組分含碳量均大于初植密度為4995株/hm2的含碳量。

表8　華北落葉松各組分的含碳量/t·hm-2

3.4不同初植密度對(duì)林木生長(zhǎng)的影響

初植密度對(duì)林木生長(zhǎng)指標(biāo)影響很大，影響林木生物量的積累，從而影響林分的生產(chǎn)力。初植密度3330株/hm2，林齡10a的華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.44t/hm2·a，其中樹(shù)干生產(chǎn)力為0.75t/hm2·a，樹(shù)皮生產(chǎn)力為0.21t/hm2·a，樹(shù)根生產(chǎn)力為0.22t/hm2·a。

初植密度4995株/hm2的華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.24t/hm2·a，其中樹(shù)干生產(chǎn)力為0.68t/hm2·a，樹(shù)皮生產(chǎn)力為0.18t/hm2·a，樹(shù)根生產(chǎn)力為0.19t/hm2·a。

通過(guò)分析得出，前者的林分生產(chǎn)力高于后者，因而適當(dāng)?shù)牧址殖踔裁芏扔欣诹帜镜纳L(zhǎng)以及生物量的積累，從而提高林分的生產(chǎn)力。

3　結(jié)論

通過(guò)分析塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)陰河分場(chǎng)前曼甸營(yíng)林區(qū)華北落葉松人工林初植密度對(duì)華北落葉松人工林生產(chǎn)力影響，初植密度為3330株/hm2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分總生物量變動(dòng)于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動(dòng)于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2之間；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

［1］刁淑清，沈海龍，潘建中，等.樟子松人工幼林密度與個(gè)體生長(zhǎng)指標(biāo)的關(guān)系［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，33 （6）：4-7，13.

［2］黃文彬，鄭小賢.黑龍江青山林場(chǎng)落葉松人工復(fù)層林生長(zhǎng)過(guò)程研究［J］.現(xiàn)代林業(yè)研究，2007，1（2）：49-52.

［3］杜紀(jì)山.林分?jǐn)嗝娣e生長(zhǎng)模型研究評(píng)述［J］.林業(yè)科學(xué)研究，1997，10（6）：599-600.

［4］劉志剛，馬欽彥.華北落葉松人工林生物量估測(cè)方法的探討［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，14（S1）：105-113.

［5］馬欽彥，陳遐林，王娟，等.華北主要森林類(lèi)型建群種含碳率的分析［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24（5）：96-100.

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S791.22

A

1002-3356（2015）01-0027-03

2014-10-10