林分密度對油松中齡林生長特征的影響

郭曉東,常建國，孫向?qū)?孫拖煥

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西太原030012)

摘要：以平順縣和太原東山25年生的油松人工林為調(diào)查對象，通過樣地調(diào)查，研究林分密度對樹高、胸徑、枝下高和冠幅等生長特征的影響，以及生長特征指標(biāo)之間的相互影響。結(jié)果表明，林分密度對樹高無顯著影響，枝下高隨林分密度的增大而增大，冠幅、胸徑均與林分密度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；林分密度為950株/hm2時，樹高、胸徑、枝下高和冠幅之間相關(guān)性均不顯著；林分密度為3050株/hm2時，胸徑與樹高、胸徑與冠幅、冠幅與枝下高顯著相關(guān)；林分密度為5600株/hm2時，胸徑與樹高、冠幅、枝下高，樹高與冠幅、枝下高及冠幅與枝下高間均顯著相關(guān)。

關(guān)鍵詞：油松； 林分密度； 樹高； 胸徑； 枝下高； 冠幅

中圖分類號：S758.5

收稿日期：2014-11-21

基金項目：山西省科技攻關(guān)項目(20120311014-2)

作者簡介：郭曉東(1979—)，男，山西孝義人，2005年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，工程師。

通訊作者：常建國(1971—)，男，山西鄉(xiāng)寧人，1994年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，高級工程師。

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．)，松科松屬常綠喬木，具有喜光、耐貧瘠等特性。油松林是華北黃土高原分布最廣的針葉林之一，常和遼東櫟(Quercusliaotungensis)等構(gòu)成暖溫帶的地帶性植被。在中國自然分布區(qū)為101°30′～124°25′E，31°～44°N，垂直分布為海拔100 m～2900 m.油松林是山西省天然次生林區(qū)的主要樹種，也是荒山造林的先鋒樹種。

林分密度是結(jié)構(gòu)合理的數(shù)量基礎(chǔ)，顯著影響林分的生產(chǎn)力。關(guān)于油松人工林的密度已有大量研究，如，趙光亮等(2006年)研究了北京八達(dá)嶺地區(qū)37年生油松人工林密度與養(yǎng)分循環(huán)的關(guān)系，得出該地區(qū)合理的成林密度應(yīng)為1500株/hm2；任麗娜等(2012年)從林地土壤固碳的角度提出華北土石山區(qū)40年生油松人工林的合理密度應(yīng)為1104株/hm2；呂婧嫻等(2010年)研究了小隴山林區(qū)30年生油松人工林密度對林下植物多樣性的影響，得出密度為1717株/hm2～1876株/hm2時，林下植物物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)均最高；張建軍等(2002年)從人工林防護(hù)效益的角度提出晉西地區(qū)油松人工林合理密度應(yīng)為3000株/hm2.但油松林分密度的研究大多數(shù)以養(yǎng)分循環(huán)、固碳、多樣性、水土保持效益等要素作為指標(biāo)，且在樣地選擇過程中，未充分考慮立地條件的差異。為此，筆者以平順縣和太原東山黃土區(qū)林齡為25 a左右、立地條件相同的人工油松林為調(diào)查對象，消除立地差異對林分密度的影響，對油松中齡林生長特征與密度關(guān)系進(jìn)行分析，旨在為確定合理的造林密度和調(diào)整林分結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。

1研究區(qū)概況

該研究在山西省平順縣及太原東山進(jìn)行，山西省平順縣為太行山石灰?guī)r中山區(qū)，地理坐標(biāo)113°15′～113°38′ E，35°57′～36°27′ N，屬暖溫帶季風(fēng)氣候，年均溫9.3 ℃，平均風(fēng)速2.1 m/s，平均降水量530 mm；主要土壤類型為石灰?guī)r質(zhì)山地褐土，地下水埋深300 m以上。太原東山為土石山區(qū)，地理坐標(biāo)112°41′～112°48′ E，37°51′～38°00′ N，海拔1200 m～1700 m；屬暖溫帶半干旱氣候區(qū)，年均溫10.1 ℃,年日照2775 h，年降水量為462 mm，無霜期約173 d.

2材料與方法

2.1樣地設(shè)置

在全面踏查的基礎(chǔ)上，選擇陰坡中部同一等高線上，立地條件一致且具有代表性地段設(shè)置25個20 m×20 m的樣方。其中，平順縣20個，太原東山5個。為了確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，樣地設(shè)在無明顯人為破壞和病蟲害的油松林中。

2.2調(diào)查內(nèi)容

在樣地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，記錄每棵油松的胸徑、樹高、枝下高、冠幅等，計算各樣方平均值。

2.3數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，檢驗不同林分密度在各特征指標(biāo)上的差異，同時分析不同林分密度與林分因子間的相關(guān)性。

3結(jié)果分析

3.1林分密度與林分因子的相關(guān)性

3.1.1林分密度與冠幅的相關(guān)性

對林分密度與冠幅進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖1所示。其回歸方程為：

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

圖1　林分密度與冠幅的相關(guān)性

從圖1可看出，林分密度與冠幅呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著林分密度增大，冠幅相應(yīng)減小。主要是由于營養(yǎng)生長空間的差異造成，林分密度大，林木間相互擠壓抑制了冠幅生長，造成冠幅窄小。反之，林分密度小冠幅大，林木的營養(yǎng)面積大，因而，林木冠幅隨之增大。

3.1.2林分密度與枝下高的相關(guān)性

對林分密度與枝下高進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖2所示。其回歸方程為：

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

圖2　林分密度與枝下高的相關(guān)性

從圖2可看出，隨著林分密度的增大枝下高遞增，呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。人工林林分的生長過程大致可分為自由生長期、競爭期和自然稀疏期等3個時期。研究區(qū)油松人工林平均林齡為25 a，林分密度為950株/hm2～5600株/hm2，該林分已經(jīng)進(jìn)入競爭期，甚至進(jìn)入自然稀疏期。所以，枝下高隨林分密度的增加而遞增是符合正常規(guī)律的，反映了林木營養(yǎng)空間的動態(tài)變化。

3.1.3林分密度與樹高的相關(guān)性

對林分密度與樹高進(jìn)行相關(guān)性分析，如第10頁圖3所示。其回歸方程為：

y=0.000 2x+7.4674(R2=0.0960，P>0.05).

圖3　林分密度與樹高的相關(guān)性

林分密度對樹高的影響比較復(fù)雜，結(jié)論也不一致。有些研究表明，林分密度對樹高生長有影響，但影響較弱，在相當(dāng)寬的一個中等密度范圍內(nèi)無顯著影響；有些研究結(jié)果顯示呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。由圖3可以看出，本研究中林分密度對平均樹高并無顯著影響。

3.1.4林分密度與胸徑的相關(guān)性

對林分密度和胸徑進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖4所示。其回歸方程為：

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

圖4　林分密度和胸徑的相關(guān)性

多數(shù)研究表明，胸徑生長與林分密度密切相關(guān)，且多呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。從圖4可以看出，樣地內(nèi)25年生的油松人工林，隨著林分密度的增大胸徑逐漸減小。這是因為隨著林分密度增大，個體生長會受到嚴(yán)重制約，從而影響樹木生長，尤其體現(xiàn)在胸徑上。

3.2不同密度下各林分因子之間的相關(guān)性

在25個樣方中，其中4個樣方為塊狀混交其它樹種，21個樣方為有效樣方。在有效樣方中選擇林分最小密度、最大密度和最接近平均密度3個樣方的數(shù)據(jù)，對樹高、胸徑、枝下高和冠幅之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果見表1.

表1　不同密度下各林分因子間的相關(guān)性

從表1可以看出，密度為950株/hm2時，樹高、胸徑、枝下高和冠幅間相關(guān)性均不顯著；密度為3050株/hm2時，胸徑與冠幅呈極顯著正相關(guān)，冠幅與枝下高呈極顯著負(fù)相關(guān)，胸徑與樹高呈顯著正相關(guān)，其余各因子相關(guān)性不顯著；密度為5600株/hm2時，胸徑與樹高、胸徑與冠幅、樹高與冠幅呈極顯著正相關(guān)，冠幅與枝下高呈極顯著負(fù)相關(guān)，樹高與枝下高呈顯著正相關(guān)，胸徑與枝下高呈顯著負(fù)相關(guān)。

4結(jié)論

1) 研究區(qū)25年生油松人工林，林分密度對樹高無顯著影響；枝下高隨林分密度的增大逐漸增加，呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；冠幅與密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；胸徑與密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2) 林分密度為950株/hm2的油松林，胸徑、冠幅、樹高和枝下高之間相關(guān)性均不顯著；林分密度為3050株/hm2時，胸徑與樹高、胸徑與冠幅、冠幅與枝下高顯著相關(guān)；林分密度為5600株/hm2時，各林分因子間均顯著相關(guān)。

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