姚丹陽

摘 要：該文以塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林為研究對象，分析初植密度為222株/667m2與初植密度為333株/667m2的林分對華北落葉松人工林生產(chǎn)力的影響。結(jié)果表明：初植密度為222株/667m2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為333株/667m2的大，初植密度為222株/667m2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為333株/667m2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

關(guān)鍵詞：華北落葉松；人工林；初植密度；生產(chǎn)力

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）24-115-03

林分密度對林木生長指標影響較大，其影響貫穿于整個林木生長培育過程中，最適宜于人工調(diào)控[1]。華北落葉松的生長發(fā)育規(guī)律與林分的初植密度關(guān)系密切，分析不同初植密度對林木生長進程的影響，對其進行營林生產(chǎn)的密度控制具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 塞罕壩機械林場位于河北省圍場滿族蒙古族自治縣北部，地處河北省最北端，屬內(nèi)蒙古高原的南緣山地，整個地勢分壩上和壩下兩大類，是河北省的一個大面積人工用材林基地。東西65.6km，南北58.6km，海拔1 010～1 939.6m。地理坐標為東經(jīng)116°51′～117°39′，北緯42°02′～42°36′。屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫-1℃，極端最高溫33.4℃，極端最低溫-43.2℃。無霜期短，不穩(wěn)定，年均67d。年均日照2 367.8h，高于10℃的年積溫1 663.5℃。年均降水量530.9mm，6～8月份降水量占年降水量的67.6%。年均蒸發(fā)量1 388mm，是年降水量的2.6倍。土壤以灰色森林土為主，土層厚度50cm左右，腐殖質(zhì)層厚3cm左右。試驗地、對照地選擇在塞罕壩機械林場陰河分場的前曼甸營林區(qū)，海拔1 650～1 830m，年均氣溫-1.5℃，年均降水量433mm。晝夜溫差大，降水少，蒸發(fā)量大，無霜期60d，土壤為暗灰色森林土。這些林分全部為人工落葉松純林，在地理上具有顯著的塞罕壩地形特點和人工林分布特點，林相整齊，易于作業(yè)，便于管理。

1.2 試驗材料 在塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)，選擇坡度平緩、生長在灰色森林土上有代表性的華北落葉松人工林。

1.3 試驗方法

1.3.1 常規(guī)測定 在具有代表性、生長正常華北落葉松人工林林分中，設(shè)置2種初植密度，分別為222株/667m2、333株/667m2，每種密度設(shè)置3個重復(fù)，計6塊樣地。在標準地內(nèi)對所有喬木進行每木檢尺，詳細記錄每株樹的胸徑、樹高、冠幅等生長因子以及坡度、坡向、海拔等立地因子（表1），然后根據(jù)實際情況在樣地內(nèi)總共選取33株生長正常、無病蟲害、不斷梢的平均木作為解析木，伐倒后測帶皮胸徑、去皮胸徑、皮厚，用1m為截取段測帶皮材積和去皮材積，利用所測解析木資料，分別按年齡統(tǒng)計，計算胸徑的連年生長量，對其進行生長過程分析[2-3]。

表1 標準地調(diào)查因子概況

[初植密度（株/667m2）＼&平均樹高

（m）＼&平均胸徑

（cm）＼&平均冠幅

（m）＼&平均活枝

下高（m）＼&平均年齡

（a）＼&222＼&5.15＼&5.25＼&1.79＼&1.5＼&10＼&333＼&6.52＼&6.02＼&1.8＼&1.67＼&10＼&]

1.3.2 喬木層生物量的估測 本研究根據(jù)劉志剛[4]探討的壩上華北落葉松生物量方程進行預(yù)估陰河林場華北落葉松人工林喬木層生物量（見表2）。

表2 華北落葉松單木生物量方程參數(shù)

[組分＼&方程類型＼&lna＼&b＼&c＼&R2＼&干材＼&（2）＼&-3.74433＼&0.91876＼&0.00004＼&0.984＼&干皮＼&（2）＼&-3.79947＼&0.71967＼&0.00006＼&0.966＼&樹枝＼&（1）＼&-3.85946＼&2.18973＼&0.00703＼&0.925＼&樹葉＼&（1）＼&-5.23676＼&2.73784＼&-0.06912＼&0.940＼&葉面積＼&（1）＼&-1.85514＼&2.64324＼&-0.07973＼&0.855＼&樹根＼&（2）＼&-7.23361＼&1.26534＼&-0.00007＼&0.971＼&]

注：（1）lnW=lna+blnD+cD；（2）lnW=lna+blnD2H+cD2H。（3）W—生物量；D—胸徑；H—樹高。

1.3.3 喬木層碳儲量的計算 本文采用馬欽彥[5]通過干燒法研究的華北落葉松各組分的含碳率（見表3），通過生物量進行換算得到各組分的碳貯量。

表3 華北落葉松各組分的含碳率（%）

[樹種＼&樹干＼&樹皮＼&樹枝＼&樹葉＼&樹根＼&華北落葉松＼&0.4971＼&0.5276＼&0.5100＼&0.5107＼&0.5337＼&]

1.3.4 喬木層生產(chǎn)力的計算 采用年平均凈生產(chǎn)量作為生產(chǎn)力的估測指標[5]，公式如下：NPP=W/a。

式中：NPP為年平均凈生產(chǎn)量，W為林分或器官生物量，a為林分或器官年齡。文中樹干、樹皮、樹根的年齡取林分年齡。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同初植密度條件下林木生長動態(tài)分析 根據(jù)陰河林場的實際營林生產(chǎn)情況，初植密度有222株/667m2和333株/667m22種，對這2種初植密度以及年齡都為10a的林分進行每木檢尺，并對平均木樹干解析，得出華北落葉松人工林10a生胸徑的、樹高、材積的總生長量、連年及平均生長量（見表4、表5）。endprint

表4 華北落葉松樹干生長過程（初植密度222株/667m2、林齡10a）

[樹齡

（a）＼& 胸徑（cm） ＼& 樹高（m） ＼& 材積（m3） ＼&形數(shù)＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&5＼&1.2＼&0.24＼&0.24＼&3.0＼&0.6＼&0.6＼&0.000417＼&0.000083＼&0.000083＼&1.05＼&10＼&5.4＼&0.54＼&0.84＼&6.4＼&0.64＼&0.58＼&0.007483＼&0.000748＼&0.001413＼&0.51＼&帶皮＼&6＼&＼&＼&6.4＼&＼&＼&0.009684＼&＼&＼&0.54＼&]

表5 華北落葉松樹干生長過程（初植密度333株/667m2、林齡10a）

[樹齡

（a）＼& 胸徑（cm） ＼& 樹高（m） ＼& 材積（m3） ＼&形數(shù)＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&總生長量＼&平均生長量＼&連年生長量＼&5＼&0.6＼&0.12＼&0.12＼&2＼&0.4＼&0.4＼&0.00008＼&0.000016＼&0.000016＼&1.41＼&10＼&4.5＼&0.45＼&0.78＼&5＼&0.5＼&0.6＼&0.00502＼&0.000502＼&0.000988＼&0.63＼&帶皮＼&5.3＼&＼&＼&5＼&＼&＼&0.006539＼&＼&＼&0.59＼&]

由表4可以看出，初植密度為222株/667m2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為6cm，樹高為6.4m，在第5年時，胸徑的平均生長量及連年生長量都為0.24cm，第10年時胸徑的平均生長量為0.54cm，連年生長量為0.84cm，與第5年相比，有顯著增大；樹高的平均生長量及連年生長量在第5、10年時變化較??；由于林分處于幼齡階段，隨著年齡的增大，胸徑、樹高、材積有增大的趨勢。由表5可以看出，初植密度為333株/667m2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為5.3cm，樹高為5m，與初植密度為222株/667m2相比，胸徑、樹高有所降低，胸徑以及樹高的平均生長量、連年生長量也有所降低；通過比較分析，初植密度影響林木的生長，通過合理密植以及適當?shù)恼{(diào)節(jié)林分密度，保持良好的經(jīng)營密度，能夠使林分得到充分的生長發(fā)育。

2.2 不同初植密度對林分生物量的影響 由表6可以看出，初植密度為222株/667m2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為333株/667m2的大，初植密度為222株/667m2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為333株/667m2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由表7可以看出，林分各組分生物量所占的比例：樹干生物量所占比例在50%左右，樹皮、樹根所占比例在15%左右，樹葉所占的比例最小，樹干生物量所占的比例最大。

表6 不同年齡華北落葉松人工林的生物量

[初植密度（株/667m2）＼&齡組

（a）＼&樹干

（t/hm2）＼&樹皮

（t/hm2）＼&樹枝

（t/hm2）＼&樹葉

（t/hm2）＼&樹根

（t/hm2）＼&總量

（t/hm2）＼&222＼&5＼&3.27＼&1.13＼&0.97＼&0.52＼&1.21＼&7.10＼&10＼&7.54＼&2.06＼&1.53＼&0.98＼&2.24＼&14.35＼&333＼&5＼&2.77＼&0.91＼&0.73＼&0.36＼&0.89＼&5.66＼&10＼&6.76＼&1.84＼&1.16＼&0.68＼&1.93＼&12.37＼&]

表7 各組分生物量與總生物量之比

[初植密度（株/667m2）＼&齡組

（a）＼&Wi/W總量（%）＼&樹干＼&樹皮＼&樹枝＼&樹葉＼&樹根＼&222＼&5＼&46.06＼&15.92＼&13.66＼&7.32＼&17.04＼&10＼&51.66＼&15.18＼&11.25＼&6.12＼&15.79＼&333＼&5＼&48.94＼&16.08＼&12.90＼&6.36＼&15.72＼&10＼&54.65＼&14.87＼&9.38＼&5.50＼&15.60＼&]

2.3 不同初植密度對對林分碳儲量的影響 林分密度是影響林木生長的主要因素，初植密度不同，林木的生長發(fā)育不同，對有限的營養(yǎng)空間的競爭隨之不同，林木進行光合作用、呼吸作用的能力也因初植密度的不同而發(fā)生變化。通過表8可以看出，初植密度為222株/667m2，林齡為10a，還處于幼齡期，樹干的含碳量為3.75t/hm2，其次是樹根1.20t/hm2；初植密度222株/667m2的林分各組分含碳量均大于初植密度為333株/667m2的含碳量。

表8 華北落葉松各組分的含碳量

[樹種＼&初植密度（株/667m2）＼&樹干

（t/hm2）＼&樹皮

（t/hm2）＼&樹枝

（t/hm2）＼&樹葉

（t/hm2）＼&樹根

（t/hm2）＼&華北

落葉松＼&222＼&3.75＼&1.09＼&0.78＼&0.50＼&1.20＼&333＼&3.36＼&0.97＼&0.59＼&0.35＼&1.03＼&]endprint

（下轉(zhuǎn)123頁）

（上接116頁）2.4 不同初植密度對對林木生長的影響 初植密度對林木生長指標影響很大，影響林木生物量的積累，從而影響林分的生產(chǎn)力。初植密度222株/667m2，林齡10a，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.44t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.75t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.21t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.22t·hm-2·a-1。初植密度333株/667m2，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.24t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.68t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.18t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.19t·hm-2·a-1。通過分析得出，前者的林分生產(chǎn)力高于后者，因而適當?shù)牧址殖踔裁芏扔欣诹帜镜纳L以及生物量的積累，從而提高林分的生產(chǎn)力。

3 結(jié)論

通過對塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林分析初植密度為222株/667m2與初植密度為333株/667m2的林分對華北落葉松人工林生產(chǎn)力影響研究，結(jié)果表明，初植密度為222株/667m2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為333株/667m2的大，初植密度為222株/667m2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為333株/667m2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

參考文獻

[1]刁淑清，沈海龍，潘建中，等.樟子松人工幼林密度與個體生長指標的關(guān)系[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，33（6）：4-7，13.

[2]黃文彬，鄭小賢.黑龍江青山林場落葉松人工復(fù)層林生長過程研究[J].現(xiàn)代林業(yè)研究，2007，1（2）：49-52.

[3]杜紀山.林分斷面積生長模型研究評述[J].林業(yè)科學(xué)研究，1997，10（6）：599-600.

[4]劉志剛，馬欽彥.華北落葉松人工林生物量估測方法的探討[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1992，14（增刊1）：105-113.

[5]馬欽彥，陳遐林，王娟，等.華北主要森林類型建群種含碳率的分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，24（5）：96-100.

[6]葉鏡中，姜志林.蘇南丘陵杉木人工林的生物量結(jié)構(gòu)[J].生態(tài)學(xué)報，1983，3（1）：4-13.

（責(zé)編：張宏民）endprint

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（上接116頁）2.4 不同初植密度對對林木生長的影響 初植密度對林木生長指標影響很大，影響林木生物量的積累，從而影響林分的生產(chǎn)力。初植密度222株/667m2，林齡10a，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.44t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.75t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.21t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.22t·hm-2·a-1。初植密度333株/667m2，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.24t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.68t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.18t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.19t·hm-2·a-1。通過分析得出，前者的林分生產(chǎn)力高于后者，因而適當?shù)牧址殖踔裁芏扔欣诹帜镜纳L以及生物量的積累，從而提高林分的生產(chǎn)力。

3 結(jié)論

通過對塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林分析初植密度為222株/667m2與初植密度為333株/667m2的林分對華北落葉松人工林生產(chǎn)力影響研究，結(jié)果表明，初植密度為222株/667m2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為333株/667m2的大，初植密度為222株/667m2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為333株/667m2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

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（責(zé)編：張宏民）endprint

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（上接116頁）2.4 不同初植密度對對林木生長的影響 初植密度對林木生長指標影響很大，影響林木生物量的積累，從而影響林分的生產(chǎn)力。初植密度222株/667m2，林齡10a，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.44t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.75t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.21t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.22t·hm-2·a-1。初植密度333株/667m2，華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.24t·hm-2·a-1，其中樹干生產(chǎn)力為0.68t·hm-2·a-1，樹皮生產(chǎn)力為0.18t·hm-2·a-1，樹根生產(chǎn)力為0.19t·hm-2·a-1。通過分析得出，前者的林分生產(chǎn)力高于后者，因而適當?shù)牧址殖踔裁芏扔欣诹帜镜纳L以及生物量的積累，從而提高林分的生產(chǎn)力。

3 結(jié)論

通過對塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林分析初植密度為222株/667m2與初植密度為333株/667m2的林分對華北落葉松人工林生產(chǎn)力影響研究，結(jié)果表明，初植密度為222株/667m2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為333株/667m2的大，初植密度為222株/667m2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為333株/667m2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

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[6]葉鏡中，姜志林.蘇南丘陵杉木人工林的生物量結(jié)構(gòu)[J].生態(tài)學(xué)報，1983，3（1）：4-13.

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