張娜 程琳 趙西平
摘要 蒙古櫟(Ouercus mongolica)是東北區(qū)域常見的闊葉喬木樹種,林地面積占東北林區(qū)面積的10%~20%。蒙古櫟木材堅(jiān)硬,紋理美觀,是優(yōu)質(zhì)的用材樹種。隨著市場對木材需求量的不斷增加,蒙古櫟以其獨(dú)特的材質(zhì)特點(diǎn)得到人們的廣泛喜愛。文章闡述了蒙古櫟生長與材積的研究進(jìn)展,通過對林木生長和材積變異規(guī)律、影響因素及栽培研究等方面的介紹,為蒙古櫟高效栽培和林木資源合理利用等提供科學(xué)理論支撐。
關(guān)鍵詞 蒙古櫟;材積;生長;栽培
中圖分類號:S792.186 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2022.04.022
蒙古櫟(Ouercus mongolica),別名蒙古柞、柞樹,落葉喬木。蒙古櫟具有發(fā)達(dá)的根系,耐干旱、瘠薄,不耐鹽堿,且具有材質(zhì)優(yōu)良和抗水濕的特點(diǎn)[1]。我國的蒙古櫟多集中在遼寧、黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等地,是東北重要的闊葉用材樹種,常與遼東櫟(Quercus wutaishansea)、黑樺(Betular dahurica)、白樺(Betular platyphylly)、山楊(Populus davidiana)等混生[2]。
隨著全球氣候變暖,蒙古櫟逐漸顯現(xiàn)出東北森林最主要樹種的趨勢[3]。找出蒙古櫟材積生長的最適環(huán)境,為經(jīng)營管理提供支持,同時(shí)也可預(yù)測材積的最大生長量及最佳采伐年齡。20世紀(jì)初對蒙古櫟森林資源保護(hù)力度的不足和對蒙古櫟育種的不夠重視,導(dǎo)致了蒙古櫟遺傳改良進(jìn)展緩慢。目前,蒙古櫟資源存在質(zhì)量優(yōu)劣不一、生產(chǎn)力普遍不高的問題,因此,研究各測樹因子與樹木材積生長量之間的關(guān)系,對加快蒙古櫟遺傳改良進(jìn)程,同時(shí)促進(jìn)資源可持續(xù)發(fā)展和提升資源高效利用具有重要意義。
1 蒙古櫟生長和材積變異規(guī)律
1.1 蒙古櫟生長和材積的相關(guān)研究
研究蒙古櫟生長因子的相關(guān)性,可為林木的復(fù)合經(jīng)營和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。通過理論方程擬合的曲線更能直觀得出擬合曲線與真實(shí)值之間的關(guān)系,研究得出,Logistic方程擬合程度最高,適用于蒙古櫟材積理論方程的構(gòu)建,擬合R2達(dá)0.993,可用于蒙古櫟材積的生長預(yù)測[4]。蒙古櫟立木材積與樹高和胸徑呈正相關(guān),相關(guān)模型曲線為:V=0.000 062×D×H,擬合R為0.974 4,能夠準(zhǔn)確地反映三者之間的關(guān)系[5]。
1.2 蒙古櫟材積的遺傳變異規(guī)律研究
通過種源間材積生長量的變異性研究,可以進(jìn)一步了解樹木的生長規(guī)律,同時(shí)為蒙古櫟合理栽培提供科學(xué)指導(dǎo)。趙西平等對蒙古櫟材積和生長進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示:隨著林齡的增加,材積在株間的差異也逐漸變大,達(dá)到中林齡期,差異性也趨于平穩(wěn)。蒙古櫟幼林齡時(shí)期生長迅速,變異程度也在增加,株內(nèi)的材積變化量差異不明顯。立地、氣候、間伐等外部因素會(huì)對蒙古櫟的生長帶來影響,同時(shí)增大株內(nèi)材積的變異度[4]。因此,研究蒙古櫟材積的遺傳變異規(guī)律,可為蒙古櫟高效栽培和科學(xué)采伐提供理論依據(jù)。
2 影響蒙古櫟生長和材積的因素
樹木在生長過程中材積與很多因素有關(guān),如立地、間伐強(qiáng)度、氣候、培育措施等,而這些因素容易引起材積的變異。
2.1 立地對材積生長量的變異性研究
立地因子的變化對林木材積的生長影響很大。不同立地條件下同一樹種的生長差異也很明顯,不僅影響林木材積的生長量,還影響林木的生長過程。一般立地條件好,林木生長的持續(xù)時(shí)間相對也長,而且材積生長也比較好;而在每個(gè)樹種最適宜的立地因子下,其分布中心區(qū)生長量較大,在分布區(qū)的邊緣,尤其是分布區(qū)的北界生長量較小。在同一氣候區(qū)內(nèi),土壤條件及局部氣候的差異,是造成林木生長差異的原因[6],在山區(qū)主要取決于坡向和坡位。蒙古櫟天然林分的分布集中在海拔300~650 m的半陽坡或陽坡,最適宜的坡位為坡中,其他方向分布較少[7]。
2.2 間伐強(qiáng)度對材積生長量的變異性研究
密度調(diào)控降低了蒙古櫟徑向生長對氣候因子的敏感性。在未來暖化的氣候背景下,密度調(diào)控有利于減緩氣候變化對蒙古櫟生長的不利影響。對中林齡蒙古櫟的撫育應(yīng)以間伐管護(hù)為主,有研究表明,經(jīng)過間伐撫育的蒙古櫟,徑向生長過程中會(huì)減弱對氣候的敏感性,因此,在全球變暖的趨勢下,間伐經(jīng)營利于蒙古櫟應(yīng)對氣候變化帶來的不利影響。次生蒙古櫟林分密度越高,徑向生長受到的影響越大,一般是負(fù)相關(guān)。
間伐能夠增加林木胸高斷面積增量,從而達(dá)到促進(jìn)蒙古櫟生長的效果[8]。次生蒙古櫟林分的天然更新與密度有密切關(guān)系,低密度林分的林下植物能獲得更多的陽光,致使林下更新速度快于高密度[9];但間伐強(qiáng)度過大,林分易出現(xiàn)較多偏冠現(xiàn)象,會(huì)影響蒙古櫟的生長和材積增長[10]。
2.3 氣候?qū)Σ姆e生長量的變異性研究
自然界的晝夜現(xiàn)象會(huì)影響蒙古櫟葉片葉綠素的含量,升溫可減小葉片在可見光波段內(nèi)的光譜反射率,從而促進(jìn)葉綠素的合成;氮肥有利于蒙古櫟葉綠素的合成,但不利于植株生長量的增加[11]。相同水分條件下,光照會(huì)影響地面的溫度,從而會(huì)影響蒙古櫟的物候期;長光周期的高度生長普遍大于短光周期的高度生長,且生長較為迅速,持續(xù)時(shí)間也較長[12]。降雨量會(huì)影響蒙古櫟林分的生長,降水量少時(shí),蒙古櫟林開始遲滯時(shí)間為1 h,降雨量多時(shí),遲滯時(shí)間有所縮短,明顯低于1 h;當(dāng)降雨量超過70 mm時(shí),蒙古櫟的樹冠截留率持續(xù)為10%[13]。有研究通過模擬我國東北7—9月的溫度(20 ℃)和濕度(20%)條件,研究不同風(fēng)速對土壤水分的影響,結(jié)果表明:風(fēng)速與土壤失水速度呈正比,溫度與失水速度呈反比,濕度與失水速度呈正比[14]。全球氣候變暖是影響生態(tài)平衡的重要因子之一,一定溫度范圍內(nèi),林木生長速度與溫度呈正相關(guān)關(guān)系,但溫度過高會(huì)抑制蒙古櫟材積與生長量的增長[15]。
2.4 培育措施對材積生長量的變異性研究
科學(xué)撫育利于蒙古櫟的生長,撫育一般持續(xù)3年;幼林齡時(shí)期主要清除雜草與施肥,疏松土質(zhì)保持在005~0.1 mm[16]。側(cè)枝的增多會(huì)影響蒙古櫟的主干和冠形,修枝可以加快蒙古櫟的生長,并保證木材的質(zhì)量。加強(qiáng)蒙古櫟應(yīng)對氣候、暴雨、病蟲害等不利因素的管護(hù),針對不同林齡對蒙古櫟進(jìn)行合理、分級的管護(hù)。蒙古櫟苗期生長量具有很強(qiáng)的遺傳力,苗高比地徑更穩(wěn)定,通過苗期選擇優(yōu)良種質(zhì)的方法是可行的[17]。
3 蒙古櫟苗木栽培研究
3.1 苗期生長研究
蒙古櫟是喜光植物,種子無休眠期,播種方式主要有點(diǎn)播、條播和苗床育苗。1年生蒙古櫟苗高、地徑一般為10~25 cm和0.8~1.0 cm[18]。應(yīng)選擇干燥的中性或酸性的沙壤土和壤土育苗,蒙古櫟幼年期生長量增加愈來愈快,春播苗直徑生長和高生長大于秋播苗[19]。城區(qū)栽植的蒙古櫟應(yīng)盡量選擇空氣濕度大的水體旁或混植于園林中,這種環(huán)境有利于蒙古櫟健康生長。
3.2 苗木管理研究
苗圃一般具備土質(zhì)肥沃、排水良好、交通便利等條件。蒙古櫟間苗時(shí)間一般為幼苗苗高達(dá)5 cm左右時(shí)進(jìn)行,保留密度一般為50~60株·m,并定期除去弱苗;象鼻蟲是蒙古櫟苗期常見的蟲害,防治方法是采用溴化鉀熏殺[20]。當(dāng)苗高達(dá)10 cm時(shí)施用復(fù)合肥,采用0.3%的磷酸二氫鉀葉面施肥[21]。保證澆水、施肥、除草、松土、病蟲害防治等常規(guī)撫育措施。
4 討論
研究蒙古櫟物候期結(jié)合環(huán)境條件的改變,確定最適合蒙古櫟的生長條件,可獲得最大材積。有研究表明,蒙古櫟的早期選擇會(huì)影響其生長周期,不同林分間個(gè)體的生長變異系數(shù)隨年齡的增加呈遞減趨,在合適的時(shí)間進(jìn)行早期選擇,可以最大限度得到合適的木材[22]。針對蒙古櫟的生長特點(diǎn),加強(qiáng)對其生長過程的經(jīng)營管理,盡可能避免對材積產(chǎn)生不良影響的情況出現(xiàn)。
研究生長和材積變異性是為了能夠更好掌握和了解樹木生長特點(diǎn),了解材積的生長規(guī)律,選擇合適的采伐時(shí)間,充分利用資源,避免造成資源浪費(fèi)。年齡對材積生長量的研究也是將來國內(nèi)外研究的重點(diǎn)方向,加強(qiáng)對蒙古櫟生長和材性的研究,對蒙古櫟的良種選育和加工利用具有十分重要的意義。目前,對蒙古櫟材積的研究還有所不足,測定周期較短,未來還需要對生長和材質(zhì)做進(jìn)一步的探索和研究。
參考文獻(xiàn):
[1] 祝旭加.立地因子和林分因子對牡丹江地區(qū)蒙古櫟林橡實(shí)產(chǎn)量的影響[J].林業(yè)科技,2020,45(1):15-18,22
[2] 張志祥.樹木學(xué)(北方本)[M].2版.北京:中國林業(yè)出版社,2008
[3] 延曉冬,趙士洞,于振良.中國東北森林生長演替模擬模型及其在全球變化研究中的應(yīng)用[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2000(1):1-8
[4] 趙德興,趙西平.蒙古櫟材積生長的變異性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(24):161-163
[5] 劉力武,任建南,劉強(qiáng),等.長白山西坡蒙古櫟紅松林蒙古櫟材積表的編制[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,22(6):28-29
[6] 喬納森·W·賴特.森林遺傳學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1989
[7] 張驍,孟得干,王大嶺,等.長白山區(qū)天然蒙古櫟林空間分布規(guī)律的研究[J].吉林林業(yè)科技,2021,50(3):15-19
[8] 毛沂新,張慧東,王睿照,等.遼東山區(qū)蒙古櫟徑向生長對林分密度和氣候因子的響應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2021,32(10):3477-3486
[9] 孫楠,邢亞娟.經(jīng)營密度對蒙古櫟次生林植物多樣性的影響[J].林業(yè)科技,2018,43(5):1-3,32
[10] 尤文忠,趙剛,張慧東,等.撫育間伐對蒙古櫟次生林生長的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(1):56-64
[11] 張世雅,呂曉敏,周廣勝,等.蒙古櫟展葉盛期變化的光譜特征及其影響因素研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2021,41(9):2924-2929
[12] 胡明新,周廣勝,呂曉敏,等.溫度和光周期協(xié)同作用對蒙古櫟幼苗春季物候的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2021,41(7):2816-2825
[13] 李連強(qiáng),楊會(huì)俠,丁國泉,等.遼東半島赤松和蒙古櫟林降雨再分配特征及其相關(guān)性分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,42(11):47-55
[14] 張運(yùn)林,孫萍,胡海清,等.風(fēng)速對蒙古櫟闊葉床層兩個(gè)重要失水時(shí)間的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2018,38(4):65-71
[15] 毛子軍,賈桂梅,劉林馨,等.溫度增高、CO2濃度升高、施氮對蒙古櫟幼苗非結(jié)構(gòu)碳水化合物積累及其分配的綜合影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2010,34(10):1174-1184
[16] 李曉杰,金慧,趙瑩,等.長白山區(qū)低密度中幼蒙古櫟林生態(tài)恢復(fù)技術(shù)[J].中國野生植物資源,2014,33(5):31-32
[17] 張桂芹,邵鵬,姜秀煜,等.蒙古櫟用材林優(yōu)樹子代苗期試驗(yàn)初報(bào)[J].林業(yè)科技,2013,38(3):4-5
[18] 張智勇.蒙古櫟播種育苗造林技術(shù)[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì),2012,35(2):58-59,73
[19] 徐連峰,王學(xué)剛,韓勤,等.蒙古櫟育苗技術(shù)[J].防護(hù)林科技,2021(6):86-87
[20] 余連城.東北地區(qū)蒙古櫟常見病蟲害及其防治措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(4):122-123
[21] 宋華軍.蒙古櫟沙地育苗技術(shù)[J].吉林林業(yè)科技,2018,47(6):46,48
[22] 劉喜仁,高文韜,王繼志,等.蒙古櫟生長變異與早期選擇的研究[J].吉林林學(xué)院學(xué)報(bào),1997,13(3):132-136