朱浩，王力剛，趙嶺

(1.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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黑龍江省西部農(nóng)防林以松改楊更新方式選擇研究

朱浩1，王力剛2，趙嶺2

(1.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

摘要為了探討黑龍江省西部農(nóng)防林以松改楊不同更新方式的成效，采用帶外更新、皆伐更新、帶內(nèi)更新開展了以紅皮云杉更新成過熟小黑楊林帶的試驗。結果表明：紅皮云杉成活率與保存率以帶外更新最高，分別為98.5%、94.2%，皆伐更新次之，分別為93.6%、89.1%，帶內(nèi)更新最低，分別為55.3%、47.4%，前兩者與后者差異極顯著(0.01水平)；各更新方式栽植初期3年高生長差異不顯著，胸徑與冠幅生長差異顯著(0.05水平)，高徑及冠幅生長仍以帶外更新最高，徑及冠幅生長皆伐更新次之，帶內(nèi)更新高生長次之；帶內(nèi)更新不同處理紅皮云杉成活率、保存率及高徑、冠幅生長差異不顯著(0.05水平)。黑龍江省西部農(nóng)田防護林以松改楊更新方式以帶外更新為最佳選擇。

關鍵詞農(nóng)防林；以松改楊；更新方式；紅皮云杉

楊樹因生長迅速，選擇其作為農(nóng)防林主栽樹種在較短時間內(nèi)即可達到設計標準而發(fā)揮效能，在三北工程建設的早期對生態(tài)環(huán)境比較惡劣的三北地區(qū)迅速建立起防護林體系、改善生態(tài)環(huán)境起到了巨大作用。然而楊樹一般根系發(fā)達，喜水喜肥，作為農(nóng)防林樹種與鄰近作物爭水爭肥現(xiàn)象比較突出，即存在著比較嚴重的脅地問題。已有研究表明，楊樹作為農(nóng)防林的主栽樹種在黑龍江西部三北地區(qū)對當?shù)刂饕魑锟捎绊懙綐涓叩?.3～1.5倍，而松樹(樟子松、長白落葉松)僅影響到樹高的0.3～0.5倍，且在脅地范圍內(nèi)楊樹林帶減產(chǎn)的程度比松樹大[1]。特別是常綠的松樹(如樟子松、云杉等)一旦形成理想結構，又可避免楊樹林帶防護功能季相不穩(wěn)定問題[2,3]。因此，對三北工程農(nóng)防林早期的楊樹林帶采用松樹進行更新優(yōu)化成為必然趨勢[4]。

而不同更新方式對松樹成活與生長影響較大，進而影響到以松改楊的農(nóng)防林更新效果。為了探討不同更新方式對以松改楊效果的影響，篩選比較適宜的更新方式，為以松改楊的農(nóng)防林更新優(yōu)化提供依據(jù)，本研究開展了對成過熟小黑楊林帶采用云杉不同更新方式的試驗，旨在探討不同更新方式對云杉成活與生長的影響，為采用紅皮云杉開展楊樹農(nóng)防林更新優(yōu)化提供技術依據(jù)。

1試驗地概況

本研究選在黑龍江省甘南縣中興鄉(xiāng)興久村。地理坐標123°03′30″—123°03′32″ E，47°40′30″—47°44′30″ N，該村地處黑龍江西部，地勢北高南低，海拔246～342 m，屬丘陵漫崗區(qū)；為中溫帶大陸性季風氣候，≥10 ℃年均積溫2 500～2 600 ℃，日照2 800 h，無霜期110～130 d，年均降水量440～460 mm，年均蒸發(fā)量1 500 mm左右。土壤主要為暗棕壤、黑土、草甸土。主要自然災害為干旱、洪澇、低溫、早霜、風蝕等。

幅員面積5 633.3 hm2，其中耕地2 400 hm2，草原933.3 hm2，林地1 866.7 hm2。4個自然屯，人口3 068人。據(jù)史料記載，該村曾有相當規(guī)模的天然林分布，日偽時期開拓團亂砍濫伐，毀林開荒，所剩無幾。隨著三北工程建設從20世紀80年代開始大規(guī)模營造了比較完備的人工農(nóng)防林體系，目前森林覆蓋率已達33%。但初期營造的農(nóng)防林帶90%以上是楊樹林帶，且大部分已到成過熟齡，防護效能正在逐漸減弱，急需更新改造。

2材料與方法

2.1試驗設計

在興久村選擇一條成過熟、南北走向、4行小黑楊林帶作為更新優(yōu)化的試驗林帶，林帶原株行距2.5 m×2.5 m，經(jīng)調(diào)查，林帶平均高15.7 m，平均胸徑24.8 cm，保存率87.7%，已經(jīng)郁閉。

采用紅皮云杉對小黑楊進行帶外、帶內(nèi)與皆伐3種更新方式試驗。

帶外更新試驗：在小黑楊林帶西側距林帶8 m采用8年生紅皮云杉進行更新，兩行，株行距4 m×2 m，苗高80～100 cm，品字形配置，規(guī)模1 500延長米；

皆伐更新試驗：將小黑楊林帶在上一年秋季皆伐后進行穴狀整地，機械鉆孔，規(guī)格40 cm×40 cm。采用8年生紅皮云杉大苗進行更新優(yōu)化，苗高80～100 mm，雙行，株行距3 m×2 m，規(guī)模1 000延長米。

帶內(nèi)更新試驗：在小黑楊林帶內(nèi)行間采用紅皮云杉8年生容器苗脫袋更換大容器袋，再次裝袋后栽植，雙行，株行距2.5 m×2.5 m，隨機區(qū)組，重復三次。每一區(qū)組4個處理(小區(qū))，計12個小區(qū)。每一小區(qū)50株，計600株。處理1為容器袋規(guī)格350 mm×500 mm(小袋)，處理2為容器袋規(guī)格450 mm×500 mm(中袋)，處理3為容器袋規(guī)格550 mm×500 mm(大袋)，處理4(對照)為原容器袋脫去后直接栽植。容器袋為雙面8道聚乙烯薄膜。

試驗栽植時間為4月末。

2.2調(diào)查因子與方法

主要調(diào)查紅皮云杉成活率、保存率，更新初期3年生長情況。其中成活率、保存率采用臨時樣地法，測定樣地內(nèi)成活或保存與死亡株數(shù)，計算各處理的成活率與保存率。其中成活率為栽植當年8—9月調(diào)查，保存率為栽植3年后調(diào)查；生長量測定采取固定樣地法，待樹木停止生長后，測定樣地內(nèi)紅皮云杉樹高、胸徑、年均高生長及冠幅，樹高采用測桿測定，胸徑采用測徑尺測定，年均高生長采用兩個年度樹木生長停止后樹高之差計算；樣地設置按照林帶延長米設定，本研究樣地長度為100延長米，寬度為林帶寬度。

采用對比研究方法，比較不同更新方式，對紅皮云杉的造林成活率與保存率及林木生長狀況的影響，采用SPSS分析軟件對各調(diào)查因子數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析處理。

3結果與分析

3.1不同更新方式紅皮云杉成活率與保存率

試驗結果表明，以紅皮云杉更新小黑楊林帶，各更新方式造林成活率與保存率存在較大差異，見表1。其中，帶外更新成活率最高為98.5%；皆伐更新次之，為93.6%；而帶內(nèi)更新最低，為55.3%。帶內(nèi)更新、帶外更新、皆伐更新分別低43.2、38.3個百分點。經(jīng)方差分析，前兩者與后者成活率差異極顯著(0.01水平)，而前兩者差異不顯著(0.05水平)。

3年后的保存率各更新方式同樣存在較大差異，其差異程度與其成活率相仿：帶外更新保存率最高，為94.2%；皆伐更新次之，為89.1%；帶內(nèi)更新最低，為47.4%。帶內(nèi)更新與帶外更新、皆伐更新分別相差46.8、41.7個百分點，前兩者與后者差異同樣極顯著(0.01水平)，而它們之間的差異不顯著(0.05水平)?？梢姴煌路绞綄π轮驳募t皮云杉成活與保存情況影響較大，以帶外更新與皆伐更新效果較好。

表1　 不同更新方式苗木成活率、保存率調(diào)查統(tǒng)計結果

注：列中不同字母表示差異極顯著(0.01水平)

3.2帶內(nèi)更新不同處理紅皮云杉成活率與保存率

試驗結果表明，帶內(nèi)更新不同處理紅皮云杉成活率與保存率差異較小，見表2。其中處理3成活率最高，為58.0%；處理1與處理2次之，為55.0%；處理4(對照)最低，為53.0%，差異范圍3～5個百分點。經(jīng)方差分析，差異不顯著(0.05水平)；保存率同樣是處理3最高，為48.7%，依次為處理2、處理1、處理4，分別為47.8%、47.4%、45.6%，方差分析結果差異不顯著(0.05水平)。

表2　帶內(nèi)更新的紅皮云杉不同處理方式成活率、

注：列中相同字母表示差異不顯著(0.05水平)

可見，盡管紅皮云杉具有一定耐陰性，但在成過熟的小黑楊林帶內(nèi)成活率與保存率仍是較低，成過熟楊樹發(fā)達的根系及其對水分的強烈需求可能是造成剛剛栽植的紅皮云杉成活率與保存率較低的主要原因。而上述帶外更新云杉與楊樹林帶有一定(8 m)的間距，相對減弱了楊樹與新植云杉對水分的競爭，且對新植云杉有一定側方庇蔭作用，為新植云杉成活與生長創(chuàng)造了相對適宜的環(huán)境條件，因此其成活率與保存率較高。而皆伐更新盡管沒有楊樹與之爭奪水分，但因為新植云杉在全光下，栽植初期其成活與生長也會受到一定影響，使其成活率不如帶外更新，由此也表明一定的耐陰條件有利于提高新植云杉的成活率與保存率。

3.3不同更新方式紅皮云杉生長狀況

3年后對各更新方式紅皮云杉生長狀況進行了調(diào)查，結果如表3所示。由表3可知，不同更新方式紅皮云杉生長狀況存在一定差異，樹高以帶外更新最大，為147.0 cm；皆伐更新次之，為145.0 cm；帶內(nèi)更新最小，為144.0 cm。胸徑以帶外更新最大，為0.80 cm；皆伐更新次之，為0.76 cm；帶內(nèi)更新最小，為0.61 cm。3年年均高生長及冠幅仍以帶外更新最大，分別為17.3 cm、73.0 cm，帶內(nèi)更新年均高生長次之，為16.3 cm；冠幅最小，為60.0 cm；皆伐更新冠幅次之，為69.0 cm；年均高生長最小，為16.0 cm。經(jīng)方差分析，各更新方式造林初期3年年均高生長差異不顯著(0.05水平)，帶外更新與帶內(nèi)更新胸徑、冠幅差異顯著(0.05水平)?？梢妿?nèi)更新云杉高生長盡管與其他兩種更新方式差異較小，但其冠幅與胸徑差異較大，表現(xiàn)出其生長勢較其他兩種更新方式纖弱。

表3　不同更新方式紅皮云杉生長狀況調(diào)查

注：列中不同字母表示差異顯著(0.05水平)

3.4帶內(nèi)更新不同處理紅皮云杉生長狀況

調(diào)查結果表明，不同處理紅皮云杉初期高徑及冠幅生長有一定差異，其中年均高生長以處理2最大，為17.3 cm；其他處理皆為16.0 cm，與帶外更新和皆伐更新相差不大。3年后胸徑以處理3最大，為0.63 cm，其次為處理2、處理1，分別為0.62 cm、0.60 cm，處理4最小，為0.59 cm；3年后冠幅以處理3為最大，為63.0 cm，其次為處理2、處理4，分別為60 cm、59.0 cm,處理1最小，為58.0 cm。方差分析表明，不同處理間紅皮云杉高徑及冠幅生長差異不顯著(0.05水平)?？梢姴煌幚頉]有使帶內(nèi)更新紅皮云杉生長狀況有明顯改善，帶內(nèi)更新采用加套塑料容器袋減弱楊樹對新植紅皮云杉水分競爭的作用意義不大。

表4　帶內(nèi)更新不同處理云杉生長狀況調(diào)查　cm

注：列中相同字母表示差異不顯著(0.05水平)

4 結論

4.1采用云杉更新成過熟小黑楊林帶，不同更新方式云杉成活率與保存率存在明顯差異，其中帶外更新與皆伐更新成活率與保存率都在90%以上或接近90%，而帶內(nèi)更新成活率與保存率都在50%左右，與前兩者差異極顯著。

4.2采用加套不同規(guī)格塑料容器袋處理對帶內(nèi)更新的云杉成活率與保存率沒有顯著性影響，對云杉的高徑及冠幅生長亦沒有顯著性影響。

4.3不同更新方式紅皮云杉栽植3年后年均高生長差異不顯著，徑生長與冠幅生長差異顯著，其中帶外更新表現(xiàn)出初期年均高徑及冠幅生長最大，皆伐更新徑生長與冠幅生長次之，帶內(nèi)更新盡管高生長與其他更新方式差別較小，但徑生長和冠幅生長與前兩者差別較大，表現(xiàn)出較弱的生長勢。

4.4綜合紅皮云杉造林成活保存率及初期3年林木生長狀況，可得出采用紅皮云杉替代成過熟小黑楊林帶，以帶外更新最為理想，皆伐更新次之，帶內(nèi)更新最差。

參考文獻：

[1] 趙凌泉,李成烈,趙嶺,等.音河鄉(xiāng)農(nóng)田防護林脅地狀況的調(diào)查研究[J].防護林科技，1992(1):1-5

[2] 王立剛,趙嶺,趙凌泉,等.不同樹種的農(nóng)田防護林疏透度的季相變化研究[J].吉林林業(yè)科技,1999(6):6-10,15

[3] 王立剛,閻敦良,趙亞芝,等.農(nóng)田防護林持續(xù)穩(wěn)定性的研究[J].防護林科技,1999(3): 3-5,50

[4] 趙嶺,趙凌泉,郝宏,等.以松改楊，小網(wǎng)窄帶，優(yōu)化防護林體系[J].防護林科技,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

中圖分類號：S727.2

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.004

作者簡介：朱浩(1989-)，男，湖南寧鄉(xiāng)人，在讀碩士，現(xiàn)從事林業(yè)生態(tài)工程及土地生產(chǎn)力恢復研究.通訊作者：王力剛(1968-)，男，黑龍江海倫人，大學，研究員級高工，現(xiàn)從事防護林研究.

基金項目：黑龍江省科技攻關計劃重點項目(GA06B302)

收稿日期：2016-02-24

文章編號：1005-5215(2016)04-0017-03