林分密度对油松中龄林生长特征的影响

林分密度对油松中龄林生长特征的影响

郭晓东,常建国，孙向宁,孙拖焕

(山西省林业科学研究院，山西太原030012)

摘要：以平顺县和太原东山25年生的油松人工林为调查对象，通过样地调查，研究林分密度对树高、胸径、枝下高和冠幅等生长特征的影响，以及生长特征指标之间的相互影响。结果表明，林分密度对树高无显著影响，枝下高随林分密度的增大而增大，冠幅、胸径均与林分密度呈显著负相关关系；林分密度为950株/hm2时，树高、胸径、枝下高和冠幅之间相关性均不显著；林分密度为3050株/hm2时，胸径与树高、胸径与冠幅、冠幅与枝下高显著相关；林分密度为5600株/hm2时，胸径与树高、冠幅、枝下高，树高与冠幅、枝下高及冠幅与枝下高间均显著相关。

关键词：油松； 林分密度； 树高； 胸径； 枝下高； 冠幅

中图分类号：S758.5

收稿日期：2014-11-21

基金项目：山西省科技攻关项目(20120311014-2)

作者简介：郭晓东(1979—)，男，山西孝义人，2005年毕业于山西农业大学，工程师。

通讯作者：常建国(1971—)，男，山西乡宁人，1994年毕业于北京林业大学，高级工程师。

Effect of Stand Density on Growth Characteristics

in MiddleagedPinustabulaeformisForest

Guo Xiaodong, Chang Jianguo, Sun Xiangning, Sun Tuohuan

(ShanxiAcademyofForestrySciences，Taiyuan030012，China)

Abstract：The 25a Pinus tabulaeformis plantations were investigated in Pingshun county and Dong Mountain，the effect of stand density on tree height，DBH，height under branch and crown width and influence among growth characteristics were analyzed by sample plot invesigation. The results showed that the density had no significant effect on tree height，height under branch increased with density，crown width and DBH were negative correlation with density. There was no significant relationship between DBH，tree height，height under branch and crown width at the density of 950 stubs/hm2. There was a significant correlation between DBH and height, height under branch and crown width，DBH and crown width at the density of 3050 stubs/hm2. DBH were significantly correlated with tree heitght，crown width and height under branch，tree height were significantly correlated with crown width and height under branch，crown width was significantly correlated with height under branch at the density of 5600 stubs/hm2.

Key words：Pinustabulaeformis； Stand density； Tree height; DBH; Height under branch; Crown width

油松(PinustabulaeformisCarr．)，松科松属常绿乔木，具有喜光、耐贫瘠等特性。油松林是华北黄土高原分布最广的针叶林之一，常和辽东栎(Quercusliaotungensis)等构成暖温带的地带性植被。在中国自然分布区为101°30′～124°25′E，31°～44°N，垂直分布为海拔100 m～2900 m.油松林是山西省天然次生林区的主要树种，也是荒山造林的先锋树种。

林分密度是结构合理的数量基础，显著影响林分的生产力。关于油松人工林的密度已有大量研究，如，赵光亮等(2006年)研究了北京八达岭地区37年生油松人工林密度与养分循环的关系，得出该地区合理的成林密度应为1500株/hm2；任丽娜等(2012年)从林地土壤固碳的角度提出华北土石山区40年生油松人工林的合理密度应为1104株/hm2；吕婧娴等(2010年)研究了小陇山林区30年生油松人工林密度对林下植物多样性的影响，得出密度为1717株/hm2～1876株/hm2时，林下植物物种丰富度指数、多样性指数均最高；张建军等(2002年)从人工林防护效益的角度提出晋西地区油松人工林合理密度应为3000株/hm2.但油松林分密度的研究大多数以养分循环、固碳、多样性、水土保持效益等要素作为指标，且在样地选择过程中，未充分考虑立地条件的差异。为此，笔者以平顺县和太原东山黄土区林龄为25 a左右、立地条件相同的人工油松林为调查对象，消除立地差异对林分密度的影响，对油松中龄林生长特征与密度关系进行分析，旨在为确定合理的造林密度和调整林分结构提供理论依据。

1研究区概况

该研究在山西省平顺县及太原东山进行，山西省平顺县为太行山石灰岩中山区，地理坐标113°15′～113°38′ E，35°57′～36°27′ N，属暖温带季风气候，年均温9.3 ℃，平均风速2.1 m/s，平均降水量530 mm；主要土壤类型为石灰岩质山地褐土，地下水埋深300 m以上。太原东山为土石山区，地理坐标112°41′～112°48′ E，37°51′～38°00′ N，海拔1200 m～1700 m；属暖温带半干旱气候区，年均温10.1 ℃,年日照2775 h，年降水量为462 mm，无霜期约173 d.

2材料与方法

2.1样地设置

在全面踏查的基础上，选择阴坡中部同一等高线上，立地条件一致且具有代表性地段设置25个20 m×20 m的样方。其中，平顺县20个，太原东山5个。为了确保研究结果的准确性，样地设在无明显人为破坏和病虫害的油松林中。

2.2调查内容

在样地内进行每木检尺，记录每棵油松的胸径、树高、枝下高、冠幅等，计算各样方平均值。

2.3数据处理

用Microsoft Excel 2007进行数据处理，通过SPSS 18.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)，检验不同林分密度在各特征指标上的差异，同时分析不同林分密度与林分因子间的相关性。

3结果分析

3.1林分密度与林分因子的相关性

3.1.1林分密度与冠幅的相关性

对林分密度与冠幅进行相关性分析，如图1所示。其回归方程为：

y=-0.000 3x+3.114 6(R2=0.642 8,P<0.05).

图1　林分密度与冠幅的相关性

从图1可看出，林分密度与冠幅呈显著的负相关关系，随着林分密度增大，冠幅相应减小。主要是由于营养生长空间的差异造成，林分密度大，林木间相互挤压抑制了冠幅生长，造成冠幅窄小。反之，林分密度小冠幅大，林木的营养面积大，因而，林木冠幅随之增大。

3.1.2林分密度与枝下高的相关性

对林分密度与枝下高进行相关性分析，如图2所示。其回归方程为：

y=0.000 5x+3.048 4(R2=0.612 5,P<0.05).

图2　林分密度与枝下高的相关性

从图2可看出，随着林分密度的增大枝下高递增，呈显著的正相关关系。人工林林分的生长过程大致可分为自由生长期、竞争期和自然稀疏期等3个时期。研究区油松人工林平均林龄为25 a，林分密度为950株/hm2～5600株/hm2，该林分已经进入竞争期，甚至进入自然稀疏期。所以，枝下高随林分密度的增加而递增是符合正常规律的，反映了林木营养空间的动态变化。

3.1.3林分密度与树高的相关性

对林分密度与树高进行相关性分析，如第10页图3所示。其回归方程为：

y=0.000 2x+7.4674(R2=0.0960，P>0.05).

图3　林分密度与树高的相关性

林分密度对树高的影响比较复杂，结论也不一致。有些研究表明，林分密度对树高生长有影响，但影响较弱，在相当宽的一个中等密度范围内无显著影响；有些研究结果显示呈负相关关系。由图3可以看出，本研究中林分密度对平均树高并无显著影响。

3.1.4林分密度与胸径的相关性

对林分密度和胸径进行相关性分析，如图4所示。其回归方程为：

y=-0.000 6x+11.6850(R2=0.555 1,P<0.05).

图4　林分密度和胸径的相关性

多数研究表明，胸径生长与林分密度密切相关，且多呈负相关关系。从图4可以看出，样地内25年生的油松人工林，随着林分密度的增大胸径逐渐减小。这是因为随着林分密度增大，个体生长会受到严重制约，从而影响树木生长，尤其体现在胸径上。

3.2不同密度下各林分因子之间的相关性

在25个样方中，其中4个样方为块状混交其它树种，21个样方为有效样方。在有效样方中选择林分最小密度、最大密度和最接近平均密度3个样方的数据，对树高、胸径、枝下高和冠幅之间的相关性进行分析，结果见表1.

表1　不同密度下各林分因子间的相关性

从表1可以看出，密度为950株/hm2时，树高、胸径、枝下高和冠幅间相关性均不显著；密度为3050株/hm2时，胸径与冠幅呈极显著正相关，冠幅与枝下高呈极显著负相关，胸径与树高呈显著正相关，其余各因子相关性不显著；密度为5600株/hm2时，胸径与树高、胸径与冠幅、树高与冠幅呈极显著正相关，冠幅与枝下高呈极显著负相关，树高与枝下高呈显著正相关，胸径与枝下高呈显著负相关。

4结论

1) 研究区25年生油松人工林，林分密度对树高无显著影响；枝下高随林分密度的增大逐渐增加，呈显著的正相关关系；冠幅与密度呈负相关关系；胸径与密度呈负相关关系。

2) 林分密度为950株/hm2的油松林，胸径、冠幅、树高和枝下高之间相关性均不显著；林分密度为3050株/hm2时，胸径与树高、胸径与冠幅、冠幅与枝下高显著相关；林分密度为5600株/hm2时，各林分因子间均显著相关。

参考文献:

[1]李民义，张建军.晋西黄土区不同密度油松人工林林下植物多样性及水文效应[J].生态学杂志，2013，32(5)：1 083-1 090.

[2]白育英，段玉玺.内蒙古大青山阳坡油松人工林造林密度的研究[J].内蒙古林业科技，2012，38(4)：27-30.

[3]张建军，贺维.黄土区刺槐和油松水土保持林合理密度的研究[J].中国水土保持科学，2007，5(3)：55-59.

[4]苗艳明，刘任涛，毕润成.山西霍山油松种群结构和动态研究[J].武汉植物学研究，2008，26(3)：288-293.

[5]公宁宁，马履一.不同密度和立地条件对北京山区油松人工林树冠的影响[J].东北林业大学学报，2010，38(5)：9-12.