2种密度下樟子松单株生物量和生长量的比较

韩辉，张柏习，孙海红，刘晓峰，于致龙

（1.辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000；2.阜新市林业局，辽宁 阜新 123000；3.辽宁省青山保护局，辽宁 沈阳 110036）

樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）天然分布于我国大兴安岭和呼伦贝尔草原，1955年辽宁省固沙造林研究所与中国科学院沈阳应用生态研究所共同在章古台进行樟子松治沙造林试验成功以来，因其具有较强的抗旱性和良好的速生性，成为我国三北地区主要的造林树种之一。自1991年在章古台较大林龄樟子松人工林出现衰弱死亡[1－3]现象以来，对樟子松人工林适宜密度的探讨成为了研究热点[4－9]，比较一致的结论认为丘间低地的林分长势好于沙丘顶部的林分，密度小的林分生长势好于密度大的林分，密度宜疏不宜密。本文试对不同密度林分内林木单株生物量、生长量及林下植被做以调查，探索樟子松人工林经营的密度问题。

1 试验地概况和研究方法

1.1 试验地概况

该项研究在辽宁省固沙造林研究所章古台实验林场进行，该实验林场位于科尔沁沙地东南缘，地理位置42°43′N，122°22′E，年均气温6.3℃，全年无霜期150～160d，年均降水量475.5mm，60%～70%集中在6—8月，年蒸发量1 553.2mm，约为降水量的3.27倍。该区土壤以风沙土为主，沙土颗粒均匀，沙层厚度126～128m，沙层的颜色和机械粒径成层更迭分布，变化比较明显，沙土瘠薄，有机质含量较低，一般为0.3～0.99g·kg－1。主要代表性植物有色木槭（Acermono）、山里红（Crataegus pinnatifidavar.major）、白榆（Ulmuspumila）、大果榆（Ulmusmacrocarpa）、山杏（Armeniacasibirica）、胡枝子（Lespedezabicolor）、差巴嘎蒿（Artemisiahalodendron）、中 华 隐 子 草 （Cleistogenes chinensis）等。

1.2 研究方法

在实验林场三家子工区选择林龄一致，密度分别为404株·hm－2和810株·hm－2林地作为调查样地，两块样地距离100m，这2种林分都是由1 420株·hm－2的林分在2000年年底采取不同的间伐强度措施而来，并于当年封育至今。分别在2个林分内设置25m×40m标准地（表1），标准地内每木检尺，选出平均木作为解析木，用解析木法调查林木单株生物量。用样方法调查草本和灌木。2006年开始每年秋季调查胸径生长量。

表1 樟子松试验地基本情况

1.3 数据处理

数据的处理采用Excel 2003进行。

2 结果与分析

2.1 樟子松单株生物量比较

表2 2种密度下樟子松单株生物量比较

404株·hm－2林分单株林木各部位即1年生针叶、2年生针叶、3年生针叶、枝、树干、树根、全株树的干质量分别为810株·hm－2林分单株林木对应 部 位 的163%、221%、289%、183%、147%、176%、163%（表2），说明减小林分密度能显著增加单株个体的生物量。

2.2 根系生长比较

根系调查时，以树干的根部为中心，调查半径为1.0m、深度为1.5m内的根系。调查发现：试验地1内单株具有粗大水平根9条，根颈部水平根直径范围为3.4～10.7cm，距根颈部1.0m远水平根直径范围为1.9～4.9cm，有5条垂直根从4条粗大的水平根上向下生长，垂直根贴近水平根处直径范围为3.0～4.2cm，向下1.0m处直径范围为1.1～1.5cm；试验地2内单株具有粗大水平根6条，根颈部直径范围为3.6～7.5cm，距根颈部1.0m远水平根直径范围为1.8～3.1cm，观测到根颈部另外有细小水平根11条，细小水平根贴近根颈处直径为2.0～2.5cm，1m远处直径为0.8～1.2cm，有1条主根，主根距地面以下0.45m处直径为6.5cm，距地面1.0m深处直径为4.7cm。两试验地内的樟子松水平根多生长在地面以下10～50cm内。相比较而言，试验地1内粗大水平根数量多、粗壮程度好，试验地1无主根，试验地2有垂直主根。调查发现两地块土壤质地有差别，这应是有无垂直主根的原因，这里不做研究。

2.3 轮枝生长比较

以生长在主干上的年份为结点进行统计，从2011年生长的轮枝开始调查，调查每一层轮枝的活枝数量、死枝数量、轮枝长度（表3）。

表3 2种密度下樟子松单株轮枝生长比较

试验地1内单株活轮枝数量81个，死轮枝数量0个，轮枝加权平均长度121cm，试验地2内单株活轮枝数量51个，死轮枝数量17个，轮枝加权平均长度97cm。发现试验地2的林木轮枝有从最下层向上逐层死亡的现象发生，试验地1未见此现象。2000—2002年降水量分别为377.1、311.4和289.6 mm，远远低于年均值475.5mm，810株·hm－2林分在这几年里轮枝的生长状况很弱，并且该层轮枝在随后的几年里很快就死掉了，只在主干上留下了小木桩，而404株·hm－2林分该层次轮枝的生长状况很健康。从轮枝生活力、数量、长度综合比较，在极端干旱年份里（2007、2009年）或持续干旱的年份里（2000—2002年）404株·hm－2林分的轮枝生长势好于810株·hm－2林分。

2.4 胸径生长比较

图1 2种密度下樟子松胸径生长比较

从图1可以看出，间伐6年后，胸径总生长量试验地1逐年高于试验地2，连年生长量试验地1一直高于试验地2。间伐14年后，平均胸径试验地1比试验地2高10.7%。调查发现试验地2里有林木单株死亡现象和个别单株胸径生长量严重滞长的现象，试验地1里未发现此类现象。这可为樟子松人工林在不同林龄时段的间伐强度提供有利参考。

2.5 林下草本比较

2011年9月调查林分草本生物量，分为地上部分和地下部分，地下部分为地下0～20cm以内，见表4。从林下枯枝落叶层厚度、草本生物量比较，试验地1均高于试验地2。由于试验地1密度小，草本优势度高，草本盖度高于试验地2，但在草本种类、灌木盖度、灌木种类方面试验地2高于试验地1。

表4 2种密度下草本生物量及林下植被比较

3 结论与讨论

樟子松404株·hm－2林分的单株生物量干重、根系粗壮程度、轮枝生长量高于810株·hm－2林分，间伐14年后，胸径生长量前者比后者高10.7%，草本盖度前者高于后者，草本种类、灌木种类前者低于后者。

间伐前1 420株·hm－2林分内很难见到胡枝子、鼠李等灌木，草本也很少，采取不同间伐强度后，在最初几年里密度小的林分内草本生长势、盖度远远好于密度大的林分，密度大的林分也只是在近几年出现较多的草本和灌木，这可能是林内出现衰弱林木后透光好的结果。实践证明要想使樟子松人工林经营成乔灌草的近自然景观应该采取减小林分密度和减少人为破坏的保护措施。

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