吳瑤 秦凱倫

（1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150040）

林齡對(duì)長(zhǎng)白落葉松胸徑生長(zhǎng)的影響*

吳瑤1秦凱倫2**

（1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150040）

對(duì)孟家崗林場(chǎng)37塊不同齡組長(zhǎng)白落葉松人工林的生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算胸徑總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量隨年齡的變化，結(jié)果表明：幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林長(zhǎng)白落葉松的胸徑總生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為隨著年齡的增加而增加；不同林齡長(zhǎng)白落葉松胸徑的平均生長(zhǎng)量增長(zhǎng)呈現(xiàn)先大后小的狀態(tài)；連年生長(zhǎng)量相互交織，呈現(xiàn)不規(guī)則的生長(zhǎng)狀態(tài)。

長(zhǎng)白落葉松；林齡；生長(zhǎng)量

長(zhǎng)白落葉松(Larix olgensis)分布在黑龍江省的東南部，強(qiáng)陽(yáng)性，耐嚴(yán)寒，木材重而堅(jiān)實(shí)，抗壓及抗彎曲的強(qiáng)度大，耐腐朽，是我國(guó)東北林區(qū)森林經(jīng)營(yíng)和人工造林的主要樹(shù)種之一，在每年造林面積中占有很大的比例。為提高落葉松林的質(zhì)量和效益，眾多學(xué)者從不同角度對(duì)其進(jìn)行了大量的調(diào)查和研究，并取得了巨大的成就[1-11]，但也忽視了人工林在生態(tài)建設(shè)中的重要作用。目前我國(guó)人工林普遍存在林分質(zhì)量低，蓄積量?jī)H49.01 m3/hm2，且齡組結(jié)構(gòu)不合理，中幼齡林比例偏大；林分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生物多樣性低，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，病蟲(chóng)害嚴(yán)重；多代連栽造成地力衰退，土壤肥力下降；經(jīng)營(yíng)粗放，科技含量低，生態(tài)效益不顯著等一系列問(wèn)題。

本文以黑龍江省佳木斯市孟家崗林場(chǎng)長(zhǎng)白落葉松人工林為研究對(duì)象，對(duì)不同林齡的（幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林）長(zhǎng)白落葉松的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查和研究，以闡明不同林齡對(duì)長(zhǎng)白落葉松特征生長(zhǎng)的影響。

1 研究區(qū)概況

孟家崗林場(chǎng)位于黑龍江省樺南縣孟家崗鎮(zhèn)境內(nèi)，隸屬于佳木斯市林業(yè)局，地理坐標(biāo)為130° 32′42″～130°52′36″E，46°20′16″～46°30′50″N。林場(chǎng)施業(yè)區(qū)屬于完達(dá)山系西麓余脈，地勢(shì)東北高而西南低，地貌為低山丘陵區(qū)，最高海拔575 m，最低海拔170 m，平均海拔250 m左右，相對(duì)高程為395 m。施業(yè)區(qū)水系為松花江一級(jí)支流倭肯河的源頭匯水區(qū)，氣候?yàn)橹袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春秋短暫，冬夏分明。年平均氣溫2.7℃，極端最高氣溫35.6℃，極端最低氣溫－38.6℃，年≥10℃的積溫為2 547℃，全年日照時(shí)數(shù)為1 955 h。年平均降水量為550 mm左右，冬季寒冷，夏季涼爽，大風(fēng)天較多，無(wú)霜期120天左右。山地土壤大部分為暗棕壤，以典型暗棕壤分布最廣，其次為白漿化暗棕壤，另有少量的潛育暗棕壤、原始暗棕壤、草甸暗棕壤。除暗棕壤之外，還有少量的白架土、草甸土、沼澤土及泥炭土的分布。

2 研究方法

2012年在黑龍江省佳木斯市孟家崗林場(chǎng)選取長(zhǎng)白落葉松人工幼齡林10 hm2、中齡林9.2 hm2、近熟林19 hm2、成熟林10.8 hm2，總計(jì)49 hm2作為本項(xiàng)目的試驗(yàn)林。長(zhǎng)白落葉松人工幼齡林內(nèi)設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地4塊，中齡林10塊，近熟林13塊，成熟林10塊，總計(jì)37塊對(duì)不同齡組長(zhǎng)白落葉松人工林胸徑的基本情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表1)。

表1 不同林齡長(zhǎng)白落葉松人工林胸徑參數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1 長(zhǎng)白落葉松直徑分布

對(duì)固定標(biāo)準(zhǔn)地的林木進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，落葉松共計(jì)2 124株，株數(shù)按徑階分布的結(jié)果見(jiàn)表2，徑階距為2 cm。

表2 標(biāo)準(zhǔn)地徑階分布

根據(jù)表2作出長(zhǎng)白落葉松不同林齡的徑階分布圖，由圖1可以明顯的看出，長(zhǎng)白落葉松人工林各齡級(jí)的徑階分布均呈正態(tài)分布，曲線的形狀隨著林分年齡的增加而變化，幼齡林平均直徑較小(10 cm左右)，峰度較大，隨著林分年齡的增加，林分平均直徑逐漸增大，正態(tài)分布曲線的峰度逐漸降低，林分的直徑分布逐漸接近正態(tài)分布曲線。

圖1 長(zhǎng)白落葉松人工林不同林齡的直徑分布

3.2 長(zhǎng)白落葉松胸徑生長(zhǎng)情況

采用Richards方程對(duì)胸徑生長(zhǎng)進(jìn)行模擬，從圖2可以看出，長(zhǎng)白落葉松的胸徑在各林齡均表現(xiàn)為隨著林齡的增加而增加，且隨著林齡的增加，胸徑的增長(zhǎng)幅度趨于平緩。

圖2 長(zhǎng)白落葉松的胸徑生長(zhǎng)

對(duì)長(zhǎng)白落葉松各林齡的胸徑生長(zhǎng)進(jìn)行擬合，得到不同林齡長(zhǎng)白落葉松胸徑的生長(zhǎng)方程。從表3可以看出，幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林的相關(guān)系數(shù)分別為0.961 7、0.955 2、0.991 1和0.985 3，均達(dá)到了0.95以上，說(shuō)明各林齡的胸徑生長(zhǎng)擬合效果都很好，擬合出的長(zhǎng)白落葉松各林齡胸徑生長(zhǎng)方程見(jiàn)表4。

3.3 林齡對(duì)胸徑生長(zhǎng)過(guò)程的影響

根據(jù)不同林齡標(biāo)準(zhǔn)木的解析木數(shù)據(jù)，計(jì)算胸徑總生長(zhǎng)量隨林齡的變化情況。從圖3可以看出，幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林的胸徑總生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為隨著年齡的增加而增加。幼齡林在其12年的生長(zhǎng)過(guò)程中，各年胸徑總生長(zhǎng)量大于中齡林，小于近熟林和成熟林，其他林齡在前22年，各林齡的胸徑生長(zhǎng)量增長(zhǎng)速度為近熟林＞成熟林＞中齡林，到了22年，近熟林的胸徑生長(zhǎng)量為13.8 cm，成熟林的胸徑生長(zhǎng)量為13.9 cm，從22年開(kāi)始，成熟林的胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)出了優(yōu)越性，超過(guò)了近熟林，各林齡的胸徑生長(zhǎng)速度變?yōu)槌墒炝郑窘炝郑局旋g林。

表3 長(zhǎng)白落葉松胸徑生長(zhǎng)參數(shù)

表4 長(zhǎng)白落葉松胸徑生長(zhǎng)方程

圖3 胸徑總生長(zhǎng)量

對(duì)不同林齡的長(zhǎng)白落葉松標(biāo)準(zhǔn)木的胸徑進(jìn)行方差分析(表5)表明，不同林齡的長(zhǎng)白落葉松胸徑總生長(zhǎng)量存在顯著差異，P＜0.05。

表5 不同林齡長(zhǎng)白落葉松胸徑總生長(zhǎng)量方差分析

從圖4可以看出，胸徑的平均生長(zhǎng)量的增長(zhǎng)呈現(xiàn)先大后小的狀態(tài)，幼齡林在其12年的生長(zhǎng)過(guò)程中，各年胸徑總生長(zhǎng)量大于中齡林，小于近熟林和成熟林。其他林齡在幼齡林階段，胸徑的平均生長(zhǎng)量較大，當(dāng)達(dá)到一定年齡后，其平均生長(zhǎng)量開(kāi)始減小，中齡林到20年時(shí)，其胸徑平均生長(zhǎng)量為0.49 cm，從20年以后，平均生長(zhǎng)量開(kāi)始減小，近熟林到16年時(shí)，胸徑平均生長(zhǎng)量為0.687 5 cm，從16年后開(kāi)始減小，成熟林到18年時(shí)，胸徑平均生長(zhǎng)量為0.6444，從18年后開(kāi)始減小。在前22年，各林齡的胸徑平均生長(zhǎng)量增長(zhǎng)速度為近熟林＞成熟林＞中齡林，到了22年，近熟林的胸徑平均生長(zhǎng)量為0.627 3 cm，成熟林的胸徑平均生長(zhǎng)量為0.631 8 cm，從22年開(kāi)始，成熟林的胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)出了優(yōu)越性，超過(guò)了近熟林，各林齡的胸徑生長(zhǎng)速度變?yōu)槌墒炝郑窘炝郑局旋g林。

圖4 胸徑平均生長(zhǎng)量

圖5 胸徑連年生長(zhǎng)量

由圖5可知，不同林齡長(zhǎng)白落葉松胸徑連年生長(zhǎng)量相互交織，呈現(xiàn)不規(guī)則的生長(zhǎng)狀態(tài)，總體來(lái)說(shuō)，10年前，各林齡下胸徑的連年生長(zhǎng)量都增長(zhǎng)的比較快，從10年以后，各林齡的胸徑連年生長(zhǎng)量開(kāi)始減小。

4 結(jié)論與討論

4.1 幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林的胸徑總生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為隨著年齡的增加而增加，且不同林齡之間存在顯著差異；胸徑的平均生長(zhǎng)量的增長(zhǎng)呈現(xiàn)先大后小的狀態(tài)；胸徑連年生長(zhǎng)量相互交織，呈現(xiàn)不規(guī)則的生長(zhǎng)狀態(tài)。

4.2 長(zhǎng)白落葉松純林各齡級(jí)的徑階分布均呈正態(tài)分布，曲線的形狀隨著林分年齡的增加而變化，幼齡林平均直徑較小(10 cm左右)，峰度較大，隨著林分年齡的增加，林分平均直徑逐漸增大，正態(tài)分布曲線的峰度逐漸降低，林分的直徑分布逐漸接近正態(tài)分布曲線。

4.3 幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林長(zhǎng)白落葉松的胸徑總生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為隨著年齡的增加而增加；不同林齡長(zhǎng)白落葉松胸徑的平均生長(zhǎng)量增長(zhǎng)呈現(xiàn)先大后小的狀態(tài)；連年生長(zhǎng)量相互交織，呈現(xiàn)不規(guī)則的生長(zhǎng)狀態(tài)。

［1］姜春玲，王麗華，馮玉龍，等.長(zhǎng)白落葉松生理生態(tài)特征的初步研究［J］.哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，1998,14(6)：99-103.

［2］李國(guó)范，曹福存，劉桂豐.長(zhǎng)白落葉松生殖生物學(xué)特征研究［J］.植物研究，1994,14(3)：280-286.

［3］馮玉龍，王麗華，敖紅，等.長(zhǎng)白落葉松生理生態(tài)特征的CO2影響及意義［J］.植物研究，1999,19(1)：53.

［4］馮玉龍，王文章，敖紅.長(zhǎng)白落葉松無(wú)性系選擇生理指標(biāo)的研究［J］.林業(yè)科學(xué)，2000,36(1)：80-85.

［5］Liu Shirong，Li Xuemin，Niu Limin.The degradation of soil fertility in pure larch plantations in the northeastern part of China［J］. Ecological Engineering，1998,10(1)：75-86.

［6］Lei Xiangdong，Lu Yuanchang，Peng Changhui etal.Growth and structure development of senri-natural larch-spruce-fir(Larix olgensis-Picea jezoensis-Abies nephrolepis)forests in northeast China,12-year results after thinning［J］.Forest Ecology and Managment，2007(2)：165-177.

［7］馮玉龍，敖紅，王文章，等.長(zhǎng)白落葉凈光合速率和呼吸速率的日變化及時(shí)空影響［J］.河北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1998,18(2)：183-188.

［8］李文華，吳萬(wàn)興，魯周民，等.4種落葉松的引種效果與光合日進(jìn)程［J］.西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,26(4)：24-27.

［9］侯麗君，吳玉華，楊德民.不同立地長(zhǎng)白落葉松凈光合特征的研究［J］.防護(hù)林科技，2000(2)：24-27.

［10］單洪偉，李文影.白樺次生林4個(gè)林齡0～30 cm土層水源涵養(yǎng)功能比較［J］.森林工程，2014,30(1):41-45.

［11］辛穎，趙雨森，張睿彬，等.不同林齡落葉松人工土壤水文特征［J］.2013,29(5):1-14.

第1作者簡(jiǎn)介：吳瑤（1982-），女，博士研究生，副研究員。

（責(zé)任編輯：張亞楠）

S758.5+6,S791.222

A

1001-9499（2016）06-0008-04

秦凱倫（1980-），男，博士研究生。

2016-09-20

*黑龍江省林業(yè)廳黑林函［2012］649號(hào)