黑龙江省西部农防林以松改杨更新方式选择研究

朱浩，王力刚，赵岭

(1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161005)



黑龙江省西部农防林以松改杨更新方式选择研究

朱浩1，王力刚2，赵岭2

(1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

摘要为了探讨黑龙江省西部农防林以松改杨不同更新方式的成效，采用带外更新、皆伐更新、带内更新开展了以红皮云杉更新成过熟小黑杨林带的试验。结果表明：红皮云杉成活率与保存率以带外更新最高，分别为98.5%、94.2%，皆伐更新次之，分别为93.6%、89.1%，带内更新最低，分别为55.3%、47.4%，前两者与后者差异极显著(0.01水平)；各更新方式栽植初期3年高生长差异不显著，胸径与冠幅生长差异显著(0.05水平)，高径及冠幅生长仍以带外更新最高，径及冠幅生长皆伐更新次之，带内更新高生长次之；带内更新不同处理红皮云杉成活率、保存率及高径、冠幅生长差异不显著(0.05水平)。黑龙江省西部农田防护林以松改杨更新方式以带外更新为最佳选择。

关键词农防林；以松改杨；更新方式；红皮云杉

杨树因生长迅速，选择其作为农防林主栽树种在较短时间内即可达到设计标准而发挥效能，在三北工程建设的早期对生态环境比较恶劣的三北地区迅速建立起防护林体系、改善生态环境起到了巨大作用。然而杨树一般根系发达，喜水喜肥，作为农防林树种与邻近作物争水争肥现象比较突出，即存在着比较严重的胁地问题。已有研究表明，杨树作为农防林的主栽树种在黑龙江西部三北地区对当地主要作物可影响到树高的1.3～1.5倍，而松树(樟子松、长白落叶松)仅影响到树高的0.3～0.5倍，且在胁地范围内杨树林带减产的程度比松树大[1]。特别是常绿的松树(如樟子松、云杉等)一旦形成理想结构，又可避免杨树林带防护功能季相不稳定问题[2,3]。因此，对三北工程农防林早期的杨树林带采用松树进行更新优化成为必然趋势[4]。

而不同更新方式对松树成活与生长影响较大，进而影响到以松改杨的农防林更新效果。为了探讨不同更新方式对以松改杨效果的影响，筛选比较适宜的更新方式，为以松改杨的农防林更新优化提供依据，本研究开展了对成过熟小黑杨林带采用云杉不同更新方式的试验，旨在探讨不同更新方式对云杉成活与生长的影响，为采用红皮云杉开展杨树农防林更新优化提供技术依据。

1试验地概况

本研究选在黑龙江省甘南县中兴乡兴久村。地理坐标123°03′30″—123°03′32″ E，47°40′30″—47°44′30″ N，该村地处黑龙江西部，地势北高南低，海拔246～342 m，属丘陵漫岗区；为中温带大陆性季风气候，≥10 ℃年均积温2 500～2 600 ℃，日照2 800 h，无霜期110～130 d，年均降水量440～460 mm，年均蒸发量1 500 mm左右。土壤主要为暗棕壤、黑土、草甸土。主要自然灾害为干旱、洪涝、低温、早霜、风蚀等。

幅员面积5 633.3 hm2，其中耕地2 400 hm2，草原933.3 hm2，林地1 866.7 hm2。4个自然屯，人口3 068人。据史料记载，该村曾有相当规模的天然林分布，日伪时期开拓团乱砍滥伐，毁林开荒，所剩无几。随着三北工程建设从20世纪80年代开始大规模营造了比较完备的人工农防林体系，目前森林覆盖率已达33%。但初期营造的农防林带90%以上是杨树林带，且大部分已到成过熟龄，防护效能正在逐渐减弱，急需更新改造。

2材料与方法

2.1试验设计

在兴久村选择一条成过熟、南北走向、4行小黑杨林带作为更新优化的试验林带，林带原株行距2.5 m×2.5 m，经调查，林带平均高15.7 m，平均胸径24.8 cm，保存率87.7%，已经郁闭。

采用红皮云杉对小黑杨进行带外、带内与皆伐3种更新方式试验。

带外更新试验：在小黑杨林带西侧距林带8 m采用8年生红皮云杉进行更新，两行，株行距4 m×2 m，苗高80～100 cm，品字形配置，规模1 500延长米；

皆伐更新试验：将小黑杨林带在上一年秋季皆伐后进行穴状整地，机械钻孔，规格40 cm×40 cm。采用8年生红皮云杉大苗进行更新优化，苗高80～100 mm，双行，株行距3 m×2 m，规模1 000延长米。

带内更新试验：在小黑杨林带内行间采用红皮云杉8年生容器苗脱袋更换大容器袋，再次装袋后栽植，双行，株行距2.5 m×2.5 m，随机区组，重复三次。每一区组4个处理(小区)，计12个小区。每一小区50株，计600株。处理1为容器袋规格350 mm×500 mm(小袋)，处理2为容器袋规格450 mm×500 mm(中袋)，处理3为容器袋规格550 mm×500 mm(大袋)，处理4(对照)为原容器袋脱去后直接栽植。容器袋为双面8道聚乙烯薄膜。

试验栽植时间为4月末。

2.2调查因子与方法

主要调查红皮云杉成活率、保存率，更新初期3年生长情况。其中成活率、保存率采用临时样地法，测定样地内成活或保存与死亡株数，计算各处理的成活率与保存率。其中成活率为栽植当年8—9月调查，保存率为栽植3年后调查；生长量测定采取固定样地法，待树木停止生长后，测定样地内红皮云杉树高、胸径、年均高生长及冠幅，树高采用测杆测定，胸径采用测径尺测定，年均高生长采用两个年度树木生长停止后树高之差计算；样地设置按照林带延长米设定，本研究样地长度为100延长米，宽度为林带宽度。

采用对比研究方法，比较不同更新方式，对红皮云杉的造林成活率与保存率及林木生长状况的影响，采用SPSS分析软件对各调查因子数据统计分析处理。

3结果与分析

3.1不同更新方式红皮云杉成活率与保存率

试验结果表明，以红皮云杉更新小黑杨林带，各更新方式造林成活率与保存率存在较大差异，见表1。其中，带外更新成活率最高为98.5%；皆伐更新次之，为93.6%；而带内更新最低，为55.3%。带内更新、带外更新、皆伐更新分别低43.2、38.3个百分点。经方差分析，前两者与后者成活率差异极显著(0.01水平)，而前两者差异不显著(0.05水平)。

3年后的保存率各更新方式同样存在较大差异，其差异程度与其成活率相仿：带外更新保存率最高，为94.2%；皆伐更新次之，为89.1%；带内更新最低，为47.4%。带内更新与带外更新、皆伐更新分别相差46.8、41.7个百分点，前两者与后者差异同样极显著(0.01水平)，而它们之间的差异不显著(0.05水平)。可见不同更新方式对新植的红皮云杉成活与保存情况影响较大，以带外更新与皆伐更新效果较好。

表1　 不同更新方式苗木成活率、保存率调查统计结果

注：列中不同字母表示差异极显著(0.01水平)

3.2带内更新不同处理红皮云杉成活率与保存率

试验结果表明，带内更新不同处理红皮云杉成活率与保存率差异较小，见表2。其中处理3成活率最高，为58.0%；处理1与处理2次之，为55.0%；处理4(对照)最低，为53.0%，差异范围3～5个百分点。经方差分析，差异不显著(0.05水平)；保存率同样是处理3最高，为48.7%，依次为处理2、处理1、处理4，分别为47.8%、47.4%、45.6%，方差分析结果差异不显著(0.05水平)。

表2　带内更新的红皮云杉不同处理方式成活率、

注：列中相同字母表示差异不显著(0.05水平)

可见，尽管红皮云杉具有一定耐阴性，但在成过熟的小黑杨林带内成活率与保存率仍是较低，成过熟杨树发达的根系及其对水分的强烈需求可能是造成刚刚栽植的红皮云杉成活率与保存率较低的主要原因。而上述带外更新云杉与杨树林带有一定(8 m)的间距，相对减弱了杨树与新植云杉对水分的竞争，且对新植云杉有一定侧方庇荫作用，为新植云杉成活与生长创造了相对适宜的环境条件，因此其成活率与保存率较高。而皆伐更新尽管没有杨树与之争夺水分，但因为新植云杉在全光下，栽植初期其成活与生长也会受到一定影响，使其成活率不如带外更新，由此也表明一定的耐阴条件有利于提高新植云杉的成活率与保存率。

3.3不同更新方式红皮云杉生长状况

3年后对各更新方式红皮云杉生长状况进行了调查，结果如表3所示。由表3可知，不同更新方式红皮云杉生长状况存在一定差异，树高以带外更新最大，为147.0 cm；皆伐更新次之，为145.0 cm；带内更新最小，为144.0 cm。胸径以带外更新最大，为0.80 cm；皆伐更新次之，为0.76 cm；带内更新最小，为0.61 cm。3年年均高生长及冠幅仍以带外更新最大，分别为17.3 cm、73.0 cm，带内更新年均高生长次之，为16.3 cm；冠幅最小，为60.0 cm；皆伐更新冠幅次之，为69.0 cm；年均高生长最小，为16.0 cm。经方差分析，各更新方式造林初期3年年均高生长差异不显著(0.05水平)，带外更新与带内更新胸径、冠幅差异显著(0.05水平)。可见带内更新云杉高生长尽管与其他两种更新方式差异较小，但其冠幅与胸径差异较大，表现出其生长势较其他两种更新方式纤弱。

表3　不同更新方式红皮云杉生长状况调查

注：列中不同字母表示差异显著(0.05水平)

3.4带内更新不同处理红皮云杉生长状况

调查结果表明，不同处理红皮云杉初期高径及冠幅生长有一定差异，其中年均高生长以处理2最大，为17.3 cm；其他处理皆为16.0 cm，与带外更新和皆伐更新相差不大。3年后胸径以处理3最大，为0.63 cm，其次为处理2、处理1，分别为0.62 cm、0.60 cm，处理4最小，为0.59 cm；3年后冠幅以处理3为最大，为63.0 cm，其次为处理2、处理4，分别为60 cm、59.0 cm,处理1最小，为58.0 cm。方差分析表明，不同处理间红皮云杉高径及冠幅生长差异不显著(0.05水平)。可见不同处理没有使带内更新红皮云杉生长状况有明显改善，带内更新采用加套塑料容器袋减弱杨树对新植红皮云杉水分竞争的作用意义不大。

表4　带内更新不同处理云杉生长状况调查　cm

注：列中相同字母表示差异不显著(0.05水平)

4 结论

4.1采用云杉更新成过熟小黑杨林带，不同更新方式云杉成活率与保存率存在明显差异，其中带外更新与皆伐更新成活率与保存率都在90%以上或接近90%，而带内更新成活率与保存率都在50%左右，与前两者差异极显著。

4.2采用加套不同规格塑料容器袋处理对带内更新的云杉成活率与保存率没有显著性影响，对云杉的高径及冠幅生长亦没有显著性影响。

4.3不同更新方式红皮云杉栽植3年后年均高生长差异不显著，径生长与冠幅生长差异显著，其中带外更新表现出初期年均高径及冠幅生长最大，皆伐更新径生长与冠幅生长次之，带内更新尽管高生长与其他更新方式差别较小，但径生长和冠幅生长与前两者差别较大，表现出较弱的生长势。

4.4综合红皮云杉造林成活保存率及初期3年林木生长状况，可得出采用红皮云杉替代成过熟小黑杨林带，以带外更新最为理想，皆伐更新次之，带内更新最差。

参考文献：

[1] 赵凌泉,李成烈,赵岭,等.音河乡农田防护林胁地状况的调查研究[J].防护林科技，1992(1):1-5

[2] 王立刚,赵岭,赵凌泉,等.不同树种的农田防护林疏透度的季相变化研究[J].吉林林业科技,1999(6):6-10,15

[3] 王立刚,阎敦良,赵亚芝,等.农田防护林持续稳定性的研究[J].防护林科技,1999(3): 3-5,50

[4] 赵岭,赵凌泉,郝宏,等.以松改杨，小网窄带，优化防护林体系[J].防护林科技,1998(4):22-25

Selection of Regeneration Modes with Pines Instead of Poplar in Farmland Shelterbelts in Western Heilongjiang Province

Zhu Hao1, Wang Ligang2, Zhao Ling2

(1. Forestry Institute,Northeast Forestry University, Harbin 150040, China;2. Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province, Qiqihar 161005,China)

AbstractIn order to investigate the effects of different regeneration modes with pines instead of poplar in farmland shelterbelts in Heilongjiang Province, experiments of regenerate mature forest and overmature forest of Populus Simonii ×Populus nigra shelterbelts by Picea koraiensis were conducted by regeneration outside the belts, regeneration by clear cutting, regeneration inside the belts. Result shows that survival rate and preservation rate by regeneration outside the belts are the highest, being 98.5% & 94.2%;followed by regeneration by clear cutting, respectively being 93.6% & 89.1%;the rates are the lowest by regeneration inside the belts, respectively being 55.3% & 47.4%.The difference among the first two & the latter is significant (0.01 level);after planting for three years, the height growth is not significantly different;diameter and crown growth are significantly different (0.05 level),growth of diameter and crown are still the highest by adopting regeneration outsides the belts;followed by adopting regeneration by clear cutting, height growth take second place by adopting regeneration inside the belts. The difference survival rate, preservation & growth of diameter and crown by adopting regeneration inside the belts is not significant (0.05 level). Selecting pines instead of poplar in farmland shelterbelts in Western Heilongjiang Province is optimal regeneration mode.

Key wordsfarmland shelterbelts;pines instead of poplar;regeneration mode; Picea koraiensis

中图分类号：S727.2

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.004

作者简介：朱浩(1989-)，男，湖南宁乡人，在读硕士，现从事林业生态工程及土地生产力恢复研究.通讯作者：王力刚(1968-)，男，黑龙江海伦人，大学，研究员级高工，现从事防护林研究.

基金项目：黑龙江省科技攻关计划重点项目(GA06B302)

收稿日期：2016-02-24

文章编号：1005-5215(2016)04-0017-03