田国恒,马 莉,李 雷,隋玉龙,周国娜
(1.河北省木兰围场国有林场管理局,河北 承德 068450;2.河北农业大学林学院,河北 保定 071000)
油松作为冀北山地主要的造林树种,具有耐干旱瘠薄,有较强的适应性和抗逆性的特点,同时具有很好的保持水土、涵养水源及改良土壤的作用。本文主要研究油松林在高山阴坡条件下的生长过程,为改善油松林生长环境,提高油松林的生产力,大面积营造油松林提供有力的理论依据,对研究改善油松人工林有深远的意义。
研究区地处承德平顶山林场,位于河北北部丰宁县,地理坐标,东经116°18′13″北纬41°14′02″,主要森林分布于冀北山地与内蒙古高原边缘地带,处在潮河、滦河两大流域,海拔670~1833.9m。林区地形复杂,脊峰相对,沟谷峡窄。年平均气温1.4~4.7℃,平均日照时数2834h,年平均降水量380~560mm,极端最低气温-42.9℃,极端最高气温38.9℃,山顶林区土壤类型主要为花岗岩母质上发育的山地棕壤和破积栗钙土,土厚20~80cm,土壤湿润肥沃,适合植物生长,植物种类比较丰富,共计200 多种,主要乔木有:白桦、柞树、棘皮桦、山杨、山榆、樟子松、云杉、落叶松、油松、枫树等;灌木主要有:山柳、毛榛、胡枝子、六道木、刺梅、绣线菊、丁香等。
调查林分位于土层较厚的阴坡中坡位,海拔高度1220m,坡度25°~30°,主体土壤为壤土,土层较厚,母岩为花岗岩。主要灌木类型为胡枝子、丝叶苔草。
分别在油松纯林中心部位选择20m×20m 样地共10 块,详细记载坡向、坡位、坡度、土壤、植被以及林分密度、郁闭度、保存率等指标。以2cm为径阶划分单位进行每木检尺,统计各径阶株数及其百分比,找出中心径阶,选出标准木。
标准木以50cm 为间距从基部开始截取系列圆盘,编号后装袋,回室内磨光打平,分别南北和东西两个垂直方向,用游标卡尺顺次量取每一年轮宽度,分别计算胸径、树高和材积,做出生长曲线。
通过对平顶山林场高山地阴坡油松解析木的树高生长进行数据处理后得到的结果如图1 所示。
图1 油松树高平均与连年生长量曲线
由图1 可以看出,油松林高生长连年生长量呈上升—下降—上升—下降的变化趋势,但变化幅度不大。在第10年达到最大值,连年生长量达到了0.5m,油松林的高生长平均生长量呈上升再缓慢下降的变化趋势,变化幅度较小,在第10年达到最大值,连年生长量达到了0.45m,总体上看,油松高生长最快时期在10~20a。从本次所调查的油松解析木树高生长过程来看,油松在前12a 树高连年生长量大于平均生长量,之后则小于树高平均生长量,但是连年生长量在20a 左右又出现一次生长高峰期。由此可见,在12a 前,油松处于速生期,属于较高的新陈代谢。之后平均生长量一直处于平稳状态,与连年生长量在20a 有个交点,随后平均生长量较连年生长量速度要快些。
通过对平顶山林场高山地阴坡油松解析木的胸径生长进行数据处理后得到如下结果,见图2。
图2 油松胸径平均与连年生长量
由图2 可以看出,油松胸径连年生长量和平均生长量整体呈下降—上升—下降—上升的变化趋势,变化幅度较明显,在第10a 的时候油松胸径连年生长量和平均生长量均最低,分别为0.02cm 和0.01cm;在第15a 达到最大值,生长速度分别达到了0.72cm 和0.65cm,10~15a 上升趋势较明显,说明10~15a 为油松胸径生长的速生期。在随后的生长过程中平均生长量平缓下降,25a 后趋于平稳;而连年生长量下降趋势较明显,且低于平均生长量,说明胸径生长逐渐减弱,25a后连年生长量呈明显上升趋势,预计25a 之后油松的胸径生长一直处于旺盛期,说明在高山阴坡立地条件下油松林的成熟期在25a 之后。
通过对平顶山林场高山地阴坡油松解析木的材积生长进行数据处理后得到的结果如图3所示。
图3 油松材积平均与连年生长量
由图3 可以看出,油松材积平均与连年生长量整体呈逐渐升高趋势,5~15a 油松林材积连年生长量升高较明显,15a 之后开始趋于缓慢,25a后材积连年生长量增加明显。第26a 的油松材积连年生长量为0.0094m3,平均生长量为0.0035m3,连年生长量明显高于平均生长量,说明油松开始进入加速生长阶段。油松材积平均生长量在前25a一直处于缓慢增长阶段,25a 后趋于平稳。且平均生长量一直低于连年生长量,说明该时期主要为林分的速生期,油松林一直处于旺盛生长阶段。
通过以上分析可以得出:5~15a 油松林的树高、胸径连年生长量大于平均生长量,为速生生长阶段,之后连年生长量有所降低,且低于平均生长量,25a 之后平均生长量趋于平稳,而连年生长量开始缓慢上升。油松的材积生长量在5~26a一直处于缓慢的上升趋势,且连年生长量一直大于平均生长量,说明高山地阴坡立地条件下26a生人工油松林的树高、胸径和材积还正处于旺盛生长期,还未达到数量成熟期,这说明油松不仅速生,而且生长寿命较长。
[1]郭玉永.关帝山林区油松天然林生长规律的研究[J].科技情报开发与经济,2005,5(1):136-137.
[2]王梅,张文辉.不同密度油松人工林生长更新状况及群落结构[J].西北农林科技大学学报,2009,37(7):75-80.
[3]白静.油松人工林生长特征及其与林分结构关系研究[D].内蒙古农业大学,2008.
[4]张光灿,周泽福,刘霞,等.黄土丘陵区油松水土保持林生长过程与直径结构[J].应用生态学报,2007,18(4):728-734.
[5]崔明星,何兴元,陈玮,等.河北木兰围场油松年轮生态学的初步研究[J].应用生态学报,2008,19(11):2339-2345.