坡向及林窗大小对油松人工林天然更新幼苗数量及生长的影响

胡玉珠

(阜新市林业发展服务中心，辽宁 阜新 123099)

在森林的可持续经营中，一个关键性的问题即为林窗。目前国内外在相关方面的研究主要是针对林窗形成后对林地更新的影响方面[1]，我国在天然林内的林窗更新方面的研究比较多，而在人工林间伐后形成的天窗内自然更新的幼苗生长情况的研究比较少。间伐是当前营林措施中一项重要的技术，形成的林窗在林分的自然更新、林地条件的改善、林分结构的发展等多个方面有着重要的作用。林窗内的光照、温度、湿度等生态条件主要受到所处的坡向、林窗大小等的影响[2]。

油松耐干旱贫瘠，适应性和抗逆性强，是我国北方地区主要的抗旱造林树种。油松人工林结实后种子可以萌发实现自然更新[2]。油松幼苗具有较好的耐荫能力，生长后期喜光，幼苗的生长在很大程度上受到生境条件的影响[2]。在油松人工林中，经过各种强度的抚育间伐后形成的林窗大小各异，天然更新形成的不同年龄油松苗个体数量、平均高度、基径以及各器官干物质积累等情况是油松幼苗对林窗环境适应情况的一种最直接的反映[3]。为了比较油松人工林内不同坡向、林窗大小情况下天然更新幼苗的生长发育情况，特开展了此研究。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于辽宁省阜新市城郊国有阜蒙县王府林场红帽子工区4林班62小班，42°10＇8″ N，120°26＇3″ E。为典型的半干旱大陆季风性气候，气候干旱，水土流失严重，平均海拔852 m左右，年均气温5.8 ℃，极端最高、最低气温分别在40.8、-30.5 ℃，无霜期年均129.2 d，日照时数年均2 840 h，年降水量平均400 mm，分布不均匀，年蒸发量平均在1 700 mm左右。油松林造林时间为20世纪80年代后期，林况较差，郁闭度0.3，2010年实施间伐抚育后形成不同大小的天窗。

1.2 调查设计

调查设6个处理，即在海拔847.2 m左右处的阴坡、阳坡上分别选择近似椭圆形的小林窗、大林窗，小林窗、大林窗的衡量标准参考文献[3]中的方法，并选择同海拔阴坡、阳坡的未间伐油松人工林作为对照处理。林窗的选择要求南北向长、东西向短。每种类型的林窗调查4块样地。

1.3 试验方法

20世纪80年代末进行油松造林时采取穴状整地的方式，栽植的株行距为2.6 m×2.6 m，1994年开展过1次抚育、除灌工作，2002年进行1次抚育间伐，强度在15%～20%，主要是将其中长势差、感染病虫苗木伐除，2010年开展1次间伐，形成各种规格大小的林窗。

1.4 调查内容及方法

2018年7—9月按照设计的要求开展不同处理的试验，设置5 m×5 m的样地开展调查，以油松幼苗的侧枝轮数作为标准判断其年龄，调查每个样方内各年龄油松幼苗的数量，并统计其平均高度、基径[4]；分别在每个样方内每个年龄段选择3株标准样株(与平均高度、基径相近)，做好标记后挖出，分别取根、茎、叶后清洗干净，置于80 ℃下烘干至恒重分别称质量，计算得到单株不同器官的干质量[5]。各处理取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗龄幼苗数量

对不同条件类型天然更新油松幼苗各年龄段的苗木数量进行统计，结果见表1。由表1可以看出，阴坡林下和阳坡林下天然更新8年后缺乏4年生以及4年生以上的幼苗，阴坡小林窗和阳坡小林窗中缺乏8年生油松幼苗；大林窗内天然更新油松幼苗的年龄结构比较合理，且随着树龄的增加，苗木数量呈现一定的波动态势，而小林窗、林下的4个处理中苗木数量表现为2年生后逐渐降低。表明林窗对种子的萌发及幼苗的生长比较有利，大林窗有助于培养大规格的苗木，且阴坡上林窗内天然更新情况整体优于阳坡。

表1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗龄幼苗个体数量比较 株

2.2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高及基径分析

对不同条件类型下天然更新油松幼苗各年龄段的苗高、基径进行统计，结果见表2、表3。根据表2可知，不同大小林窗内天然更新的各苗龄幼苗平均高、基径表现出不同的差异，在坡向相同的情况下，林窗的大小对前3年内的油松苗高生长影响不明显，对3年生以上的苗高生长有着明显的影响，大林窗优于小林窗；在苗龄相同的情况下，阴坡比阳坡更加有利于油松苗木的生长。

表2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高度比较 cm

根据表3可知，随着油松苗龄的增加，其基径逐渐增粗；在苗龄相同的情况下，阴坡大林窗更有利于油松苗木的基径生长。

表3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均基径比较 mm

2.3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、茎、叶各器官生物量分析

不同坡向及林窗大小天然更新的油松幼苗根、茎、叶各器官生物量统计结果见表4。由表4可知，在相同年龄、相同坡向的情况下，根、茎、叶的生物量以大林窗>小林窗>林下，在林窗大小相同、年龄相同的情况下，阴坡苗木生物量高于阳坡苗木生物量，从树龄上分析，以2～4年的油松苗生物量增加最快。

表4 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、茎、叶各器官生物量比较 g·株-1

3 结论与讨论

不同年龄油松幼苗的数量、平均高、基径、生物量等都可以反映出其对环境的适应能力[3,4]。油松幼苗期对光照需求少，耐荫能力强，随着年龄的增加，苗木对光照的需求逐渐增加，但是新生苗木如果没有一定的庇荫条件则难以进入主林冠层[5-7]。试验结果表明，未间伐的油松人工林4年及4年以上的天然更新苗木缺乏，小林窗内生长8年的较大规格的苗木数量缺乏，大林窗内的各年龄结构的苗木分布均匀；天然更新的油松苗前3年生长相对缓慢，3～4年后生长速度相对较快，大林窗对油松幼苗树高、基径生长的促进作用更加明显；在幼苗的年龄、坡向相同时，各器官的生物量排序均为大林窗>小林窗>林下，且阴坡的促进效果更好。