于曉紅
(河北省塞罕壩機械林場,河北 圍場 068466)
塞罕壩機械林場位于河北省最北部,冀蒙交界地,屬冀北山地與內(nèi)蒙古高原交匯區(qū),是壩下、壩上過渡帶和森林——草原、森林——沙漠交錯帶,地理坐標為東經(jīng)116°51'~117°39',北緯42°02'~42°36',海拔1010~1939.9 m。林區(qū)屬寒溫性大陸季風氣候,年均氣溫為-1.3℃,極端最高氣溫33.4℃(2000 年),極端最低氣溫-43.3℃(2010 年),無霜期短,年均64d,年均降水量460 mm,積雪長達7 個月,年平均蒸發(fā)量1339.2 mm,年均相對濕度為68%。主要樹種有落葉松、樟子松、云杉、樺樹,塞罕壩林場有華北落葉松近熟林18405.36hm2,成熟林11920.57hm2,過熟林850.67hm2,現(xiàn)已進入主伐期,更新造林的成敗關(guān)系到塞罕壩森林資源的可持續(xù)利用和發(fā)展,而造林成活率與土壤、氣候條件及苗木質(zhì)量等諸多因素有關(guān),本次研究對象是采伐跡地造林的2a 生的云杉和華北落葉松苗木,通過分析苗木高度與造林成活率及高生長量數(shù)據(jù),得出云杉和華北落葉松苗木高度與造林成活率及高生長量的數(shù)據(jù)模型,目的是探索造林成活率高、高生長量大的適宜苗木高度范圍。
選取2 年生不同高度的云杉、華北落葉松實生苗,在苗木高度測量時,每2cm 一個高階,按高階進行苗木高度分組。
于2017 年春季,對云杉選取高階4~26cm 苗木,對落葉松選取高階22~46cm 的苗木,在相同立地條件的采伐跡地上造林,于2017 年秋季調(diào)查成活率和高生長量,選取模型擬合分析調(diào)查數(shù)據(jù)。
2.1.1 苗高與自然成活率之間的關(guān)系。選擇模型y=axb、y=a+blogx 和y=a+b/x 根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)進行擬合,結(jié)果見表2。根據(jù)模擬結(jié)果,以r 絕對值為標準,r 絕對值越大越好,選擇y=a+b/x,即y=105.5078-146.3784/x 為云杉苗高與自然成活率之間的模型。
表1 云杉苗高與更新效果明細表
表2 云杉苗高與自然成活率擬合結(jié)果
2.1.2 云杉苗木高度與高生長量之間的關(guān)系。選擇y=aebx、y=axb和y=a+bx+cx2+dx3根據(jù)表1 進行擬合,結(jié)果見表3。依據(jù)擬合結(jié)果,以r 絕對值為標準,r 的絕對值越大越好,選擇y=axb即y=1.92415x0.36506為云杉苗木高度與高生長量之間的模型。
表3 苗木高度與高生長量之間的關(guān)系
2.1.3 云杉苗木高度與更新效果。依據(jù)y=105.5078-146.3784/x 和y=1.92415×0.36506 分別計算出自然成活率和高生長量理論值,見表4,依據(jù)理論值計算出理論值差值,見表5。
由表4 和表5 可知,不論是云杉自然成活率還是苗木高生長量在10~16cm 階段上升緩慢,苗高16~26cm 階段呈顯著上升趨勢,苗高22~26cm 階段成活率呈顯著下降趨勢,因此,確定在采伐跡地更新云杉時,最佳苗木高度范圍是20~22cm。
表4 不同高級云杉自然成活率、高生長量理論值表
表5 不同高級云杉自然成活率、高生長量理論值差值表
2.2.1 華北落葉松苗木高度與自然成活率之間的關(guān)系。選擇模型y=a×b、y=a+blogx 和y=a+b/x,根據(jù)表6 數(shù)據(jù)進行擬合,結(jié)果見表7。根據(jù)模擬結(jié)果,以r 絕對值為標準,r 絕對值越大越好,選擇模型y=a+b/x,即y=131.5175-1496.9028/x 為華北落葉松苗高與自然成活率之間的模型。
表6 華北落葉松苗木高度與更新效果明細表
表7 華北落葉松苗高與自然成活率擬合結(jié)果
2.2.2 華北落葉松苗木高度與高生長量的關(guān)系。根據(jù)表6數(shù)據(jù),選擇模型y=axb、y=a+b/x、y=a+blogx 和y=a+bx+cx2進行模擬,結(jié)果見表8。根據(jù)模擬結(jié)果,以r 絕對值為標準,r 絕對值越大越好,選擇y=a+bx+cx2即y=-17.2984+1.5197x-0.01838x2作為華北落葉松高生長量與苗木高度的模型。
表8 華北落葉松苗木高度與高生長量模型結(jié)果
2.2.3 落葉松苗木高度與更新效果。依據(jù)y=131.5175-1496.9028/x 和y=-17.2984+1.5197x-0.01838x2分別計算出自然成活率和苗木高度生長量理論值,見表9,依據(jù)理論值計算出理論值差值,見表10。
根據(jù)表9 和表10 的數(shù)據(jù)顯示,華北落葉松跡地更新華北落葉松時,自然成活率和高生長量在苗木高度為36~42cm 時,階段上升緩慢,因此,確定苗高36~42cm 為最佳的更新造林苗木高度范圍。
表9 不同高級華北落葉松自然成活率、高生長量理論值表
表10 不同高級華北落葉松自然成活率、高生長量理論值差值表
(1)華北落葉松人工林采伐跡地更新2 年生云杉時,對苗木高度與自然成活率及高生長量的數(shù)據(jù)進行擬合分析,得出云杉自然成活率與造林苗木高度之間的關(guān)系遵循y=a+b/x 模型,云杉高生長量與苗木高度之間遵循y=axb模型。(2)華北落葉松人工林采伐跡地更新2a 生華北落葉松時,對苗木高度與自然成活率及高生長量的數(shù)據(jù)進行擬合分析,得出華北落葉松自然成活率與造林苗木高度之間的關(guān)系遵循y=a+b/x 模型,華北落葉松高生長量與苗木高度之間遵循y=a+bx+cx2。(3)通過對云杉苗木高度與自然成活率及高生長量數(shù)據(jù)模型計算的理論值和理論值差值分析,華北落葉松人工林跡地更新高階在4~26cm 的2 年生云杉時,適宜的苗木高度范圍為20~22cm。(4)通過對華北落葉松苗木高度與自然成活率及高生長量數(shù)據(jù)模型計算的理論值和理論值差值分析,華北落葉松人工林跡地更新高階在22~46cm 的2 年生華北落葉松時,適宜的苗木高度范圍為36~42cm。