朱浩，王力剛，趙嶺

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)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(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)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(kāi)展了以紅皮云杉更新成過(guò)熟小黑楊林帶的試驗(yàn)。結(jié)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(zhǎng)差異不顯著，胸徑與冠幅生長(zhǎng)差異顯著(0.05水平)，高徑及冠幅生長(zhǎng)仍以帶外更新最高，徑及冠幅生長(zhǎng)皆伐更新次之，帶內(nèi)更新高生長(zhǎng)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(zhǎng)差異不顯著(0.05水平)。黑龍江省西部農(nóng)田防護(hù)林以松改楊更新方式以帶外更新為最佳選擇。

關(guān)鍵詞農(nóng)防林；以松改楊；更新方式；紅皮云杉

楊樹(shù)因生長(zhǎng)迅速，選擇其作為農(nóng)防林主栽樹(shù)種在較短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)揮效能，在三北工程建設(shè)的早期對(duì)生態(tài)環(huán)境比較惡劣的三北地區(qū)迅速建立起防護(hù)林體系、改善生態(tài)環(huán)境起到了巨大作用。然而楊樹(shù)一般根系發(fā)達(dá)，喜水喜肥，作為農(nóng)防林樹(shù)種與鄰近作物爭(zhēng)水爭(zhēng)肥現(xiàn)象比較突出，即存在著比較嚴(yán)重的脅地問(wèn)題。已有研究表明，楊樹(shù)作為農(nóng)防林的主栽樹(shù)種在黑龍江西部三北地區(qū)對(duì)當(dāng)?shù)刂饕魑锟捎绊懙綐?shù)高的1.3～1.5倍，而松樹(shù)(樟子松、長(zhǎng)白落葉松)僅影響到樹(shù)高的0.3～0.5倍，且在脅地范圍內(nèi)楊樹(shù)林帶減產(chǎn)的程度比松樹(shù)大[1]。特別是常綠的松樹(shù)(如樟子松、云杉等)一旦形成理想結(jié)構(gòu)，又可避免楊樹(shù)林帶防護(hù)功能季相不穩(wěn)定問(wèn)題[2,3]。因此，對(duì)三北工程農(nóng)防林早期的楊樹(shù)林帶采用松樹(shù)進(jìn)行更新優(yōu)化成為必然趨勢(shì)[4]。

而不同更新方式對(duì)松樹(shù)成活與生長(zhǎng)影響較大，進(jìn)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(duì)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(kāi)展了對(duì)成過(guò)熟小黑楊林帶采用云杉不同更新方式的試驗(yàn)，旨在探討不同更新方式對(duì)云杉成活與生長(zhǎng)的影響，為采用紅皮云杉開(kāi)展楊樹(shù)農(nóng)防林更新優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。

1試驗(yàn)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(biāo)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(shì)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(fēng)氣候，≥10 ℃年均積溫2 500～2 600 ℃，日照2 800 h，無(wú)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(zāi)害為干旱、洪澇、低溫、早霜、風(fēng)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(gè)自然屯，人口3 068人。據(jù)史料記載，該村曾有相當(dāng)規(guī)模的天然林分布，日偽時(shí)期開(kāi)拓團(tuán)亂砍濫伐，毀林開(kāi)荒，所剩無(wú)幾。隨著三北工程建設(shè)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始大規(guī)模營(yíng)造了比較完備的人工農(nóng)防林體系，目前森林覆蓋率已達(dá)33%。但初期營(yíng)造的農(nóng)防林帶90%以上是楊樹(shù)林帶，且大部分已到成過(guò)熟齡，防護(hù)效能正在逐漸減弱，急需更新改造。

2材料與方法

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在興久村選擇一條成過(guò)熟、南北走向、4行小黑楊林帶作為更新優(yōu)化的試驗(yàn)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(duì)小黑楊進(jìn)行帶外、帶內(nèi)與皆伐3種更新方式試驗(yàn)。

帶外更新試驗(yàn)：在小黑楊林帶西側(cè)距林帶8 m采用8年生紅皮云杉進(jìn)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(zhǎng)米；

皆伐更新試驗(yàn)：將小黑楊林帶在上一年秋季皆伐后進(jìn)行穴狀整地，機(jī)械鉆孔，規(guī)格40 cm×40 cm。采用8年生紅皮云杉大苗進(jìn)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(zhǎng)米。

帶內(nèi)更新試驗(yàn)：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(jī)區(qū)組，重復(fù)三次。每一區(qū)組4個(gè)處理(小區(qū))，計(jì)12個(gè)小區(qū)。每一小區(qū)50株，計(jì)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(duì)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(yàn)栽植時(shí)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(zhǎng)情況。其中成活率、保存率采用臨時(shí)樣地法，測(cè)定樣地內(nèi)成活或保存與死亡株數(shù)，計(jì)算各處理的成活率與保存率。其中成活率為栽植當(dāng)年8—9月調(diào)查，保存率為栽植3年后調(diào)查；生長(zhǎng)量測(cè)定采取固定樣地法，待樹(shù)木停止生長(zhǎng)后，測(cè)定樣地內(nèi)紅皮云杉樹(shù)高、胸徑、年均高生長(zhǎng)及冠幅，樹(shù)高采用測(cè)桿測(cè)定，胸徑采用測(cè)徑尺測(cè)定，年均高生長(zhǎng)采用兩個(gè)年度樹(shù)木生長(zhǎng)停止后樹(shù)高之差計(jì)算；樣地設(shè)置按照林帶延長(zhǎng)米設(shè)定，本研究樣地長(zhǎng)度為100延長(zhǎng)米，寬度為林帶寬度。

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

3結(jié)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(yàn)結(jié)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(jiàn)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(gè)百分點(diǎn)。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(gè)百分點(diǎn)，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?jiàn)不同更新方式對(duì)新植的紅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(jì)結(jié)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(yàn)結(jié)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(jiàn)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(duì)照)最低，為53.0%，差異范圍3～5個(gè)百分點(diǎn)。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(jié)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(jiàn)，盡管紅皮云杉具有一定耐陰性，但在成過(guò)熟的小黑楊林帶內(nèi)成活率與保存率仍是較低，成過(guò)熟楊樹(shù)發(fā)達(dá)的根系及其對(duì)水分的強(qiáng)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(shù)林帶有一定(8 m)的間距，相對(duì)減弱了楊樹(shù)與新植云杉對(duì)水分的競(jìng)爭(zhēng)，且對(duì)新植云杉有一定側(cè)方庇蔭作用，為新植云杉成活與生長(zhǎng)創(chuàng)造了相對(duì)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(méi)有楊樹(shù)與之爭(zhēng)奪水分，但因?yàn)樾轮苍粕荚谌庀?，栽植初期其成活與生長(zhǎng)也會(huì)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(zhǎng)狀況

3年后對(duì)各更新方式紅皮云杉生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如表3所示。由表3可知，不同更新方式紅皮云杉生長(zhǎng)狀況存在一定差異，樹(shù)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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)。可見(jiàn)帶內(nèi)更新云杉高生長(zhǎng)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(zhǎng)勢(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)狀況

調(diào)查結(jié)果表明，不同處理紅皮云杉初期高徑及冠幅生長(zhǎng)有一定差異，其中年均高生長(zhǎng)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(zhǎng)差異不顯著(0.05水平)?？梢?jiàn)不同處理沒(méi)有使帶內(nèi)更新紅皮云杉生長(zhǎng)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(shù)對(duì)新植紅皮云杉水分競(jìng)爭(zhēng)的作用意義不大。

表4　帶內(nèi)更新不同處理云杉生長(zhǎng)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(jié)論

4.1采用云杉更新成過(guò)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(duì)帶內(nèi)更新的云杉成活率與保存率沒(méi)有顯著性影響，對(duì)云杉的高徑及冠幅生長(zhǎng)亦沒(méi)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(zhǎng)差異不顯著，徑生長(zhǎng)與冠幅生長(zhǎng)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(zhǎng)最大，皆伐更新徑生長(zhǎng)與冠幅生長(zhǎng)次之，帶內(nèi)更新盡管高生長(zhǎng)與其他更新方式差別較小，但徑生長(zhǎng)和冠幅生長(zhǎng)與前兩者差別較大，表現(xiàn)出較弱的生長(zhǎng)勢(shì)。

4.4綜合紅皮云杉造林成活保存率及初期3年林木生長(zhǎng)狀況，可得出采用紅皮云杉替代成過(guò)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(xiàn)：

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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(hào)：S727.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.004

作者簡(jiǎn)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(fù)研究.通訊作者：王力剛(1968-)，男，黑龍江海倫人，大學(xué)，研究員級(jí)高工，現(xiàn)從事防護(hù)林研究.

基金項(xiàng)目：黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(GA06B302)

收稿日期：2016-02-24

文章編號(hào)：1005-5215(2016)04-0017-03