章古台地区不同密度樟子松人工林衰退情况分析

刘建华

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)天然分布于我国大兴安岭西麓的红花尔基，是我国三北地区主要针叶造林树种之一[1]。1955年由辽宁省林业局固沙造林试验站引种至章古台地区获得成功。樟子松具有极强的耐寒、抗旱、耐瘠薄和较速生的优良特性[2]。在以后的数十年中，樟子松在全国的栽植面积达十余万公顷。20世纪90年代开始，章古台地区樟子松出现了大面积衰退现象[3]，经过多年研究发现，除了降水量、病虫害等难以人为控制的因素外，林分密度过高也是其主要因素。因此, 我们选择了同样立地条件，同一林龄、不同密度的樟子松纯林，调查了樟子松生长方面的主要指标，分析了林分密度对樟子松衰退的影响。

1 试验地区概况

研究地点在彰武章古台固沙造林实验林场三家子工区。该林场地处科尔沁的东南缘。该地区属大陆性季风气候区，年均气温大约为6 ℃，较为干旱，且风力比较大，其风速可以达到25 m·s-1，无霜期大约为154 d。地区内降水的年际变化比较明显。最高年降水量可达到744 mm，最低年降水量约为262 mm，总体年平均降水量数值约为500 mm，降雨时间大多集中在6—8月[4]。

该区域平均海拔220 m，林地、耕地与沙荒地镶嵌分布。研究区土壤类型为沙壤栗钙土，腐殖质含量低，结构松散。林下植被主要有羊草(Leymuschinensis)、冰草(Agropyrondesertorum)、中华隐子草(Cleistogeneschinensis)等。

章古台地区近5年降水偏少，只有2016年超过平均降水量。2017年的降水量是近几年最少的，仅为346.7 mm，是平均降水量的69.3%。月降水量分配非常不均匀，主要集中在夏季。

2 试验方法

2.1 样地选择

该试验选择的样地为1979年栽植的樟子松纯林，位于彰武章古台固沙造林实验林场三家子工区，在相同立地条件下，不同密度林分内设长宽为30 m×20 m的标准地7块，对应不同密度(百位取整)，详见表1。

表1 标准地情况表

2.2 调查内容

样地内樟子松的树龄为39 a，虽有部分树木已经枯死，但由于采伐及时，并没有倒伏木影响其他树木生长和林相的整齐度。章古台地区气候干燥，采伐木的伐根不易腐烂，所以均留有伐根，且近5年的伐根上年轮仍然可见。

本试验主要调查内容有4项：一是枯死树木的株数，通过伐根推测死亡年龄，以5年为一个龄级；二是活立木的胸径；三是活立木的树高；四是枯梢病感病指数。

3 结果与分析

3.1 初植密度与林木枯死情况

根据枯死木株数和活立木株数可推测1979年造林时的初植密度，从而得到枯死木与初植密度的函数关系，如图1所示，线性回归模型为y= 0.569 1x+17.863；而在枯死率方面，如图2所示，均在60%上下，差异不显著。但根据伐根情况推测林木枯死时间，样地1、样地2主要在近5年、10年枯死，样地3、4、5、6、7枯死木分布比较均匀，5年、10年和15年以前枯死数量相近。

图1 线性回归

图2 不同样地枯死率

3.2 活立木平均胸径的变化

活立木胸径是林业生产上的最主要指标，能够直观反映林木商品价值和生长情况，也能够从侧面反映这一树种对该地区土壤养分、水分的利用情况。如图3所示,活立木株数最少的样地1平均胸径最大，为18.5 cm；株数最多的样地7平均胸径最小，为12.9 cm。样地1、2与样地3、4、5、6和样地7胸径差异显著。

图3 不同样地平均胸径

图4 不同样地活立木树高

3.3 活立木树高

如图4所示，平均树高在7个样地中差异不大，说明樟子松的树高受竞争影响较小，但还是能够看出密度越小，树高越小的趋势。在密度最大的样地7中，树高反而小了，这说明过大的密度对林木高度生长也存在抑制作用。

3.4 感病指数

根据林木枯梢情况，确定感病指数，病级从0级到5级表示未感病到全枝感病。由图5可以明显看出，样地1林木健康状况最好，随密度增加，5级濒死病木逐渐增加。

图5 不同样地林木感病指数

4 结论与讨论

章古台地区的樟子松人工林衰退与林木密度紧密相关，即林木密度越大衰退越严重。这是由于林木养分空间不足，特别是水分供给不足造成的。一般认为年降水量在400 mm以上是大面积森林形成的必要条件，而章古台地区近5年的降水量有2年低于400 mm，另外3年降水量仅1年高于历史平均值，且降水集中分布在6—9月。所以，应根据降水量情况应用合理的经营措施，降低樟子松密度，使现有樟子松纯林向疏林草地或林灌草结合模式转变。

章古台地区位于科尔沁沙地东南缘，该地区的防风固沙林是保护辽中城市群最重要的生态屏障，早期樟子松防风固沙林已陆续达到更新龄[5]，在二代林的建设中，应综合考虑到年降水量的变化、林木防护效果及林木商品价值等因素。由本试验可以看出，1 000株·hm-2以下密度的林分从林木胸径、健康状况等方面都优于高密度林分，初植密度在1 700株·hm-2以下为宜，即合理株行距约为2 m×3 m。通盘考虑造林成本与林木商品价值，不应小于2 m×4 m及以上的大株行距更适宜于章古台地区。

本试验中样地1中的林木商品价值明显高于其他样地，故在樟子松林木达到近熟龄[5]之前，将林木疏伐至700株·hm-2左右是提高樟子松林木商品价值的有效途径。