張新玲

(濱州市惠民縣國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)中心，山東 惠民 251700)

1 引言

造林密度指的是人工林的初始密度，即單位面積上的林木栽植株數(shù)，林分內(nèi)林木前期生長(zhǎng)的主要競(jìng)爭(zhēng)者是周?chē)牧帜?，而造林密度則代表了其競(jìng)爭(zhēng)程度，而養(yǎng)分、水分等的競(jìng)爭(zhēng)影響林木的生長(zhǎng)、枝條的生長(zhǎng)、單株材積量、蓄積量等，因此在進(jìn)行林分培育時(shí)，選取合理的造林密度對(duì)林分的生長(zhǎng)、發(fā)育具有重要意義。

對(duì)于造林密度對(duì)林木生長(zhǎng)以及枝條發(fā)育的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，郭寶林[1]、魯紹偉等[2]以油松作為研究對(duì)象，對(duì)不同造林密度與油松枝條生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究，研究表明隨著造林密度的增大，油松的平均胸徑、枝條數(shù)量呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。田新輝等[3]以107楊人工林為研究對(duì)象、王利寶等[4]以毛白楊雜種無(wú)性系S86作為研究對(duì)象進(jìn)行了造林密度對(duì)林木的生長(zhǎng)影響研究，提出造林密度于對(duì)林木的胸徑、冠幅具有顯著影響，并且成負(fù)相關(guān)的關(guān)系。趙匡記等[5]通過(guò)對(duì)華北落葉松的研究，確定了隨著造林密度的增加，林分的蓄積量也隨之增加。歐建德等[6,7]，通過(guò)研究提出立木的單株材積隨著造林密度的增大而減小，造林密度通過(guò)影響樹(shù)高、樹(shù)干形數(shù)等因素影響立木單株材積等等。費(fèi)本華等[8]、孫時(shí)軒等[9]對(duì)造林密度變化對(duì)于林木的干形和材質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，得出造林密度的變化會(huì)影響木材的材質(zhì)和材性，有利于提高木材的通直度等。而Akers等[10]、Getzin等[11,12]則是以樹(shù)冠作為研究對(duì)象，得出樹(shù)冠的生長(zhǎng)指標(biāo)與造林密度呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系，并且提出樹(shù)冠對(duì)于造林密度響應(yīng)的靈敏度要高于樹(shù)高等其他生長(zhǎng)因子等等。

國(guó)內(nèi)外對(duì)于造林密度的研究主要集中在針葉樹(shù)種，缺乏對(duì)于闊葉樹(shù)種的研究，因此本文以柚木作為喬木的代表，進(jìn)行造林密度對(duì)喬木人工枝條生長(zhǎng)的影響研究，通過(guò)對(duì)比不同密度下枝條的生長(zhǎng)情況，確定喬木枝條生長(zhǎng)最適宜的造林密度，為林業(yè)生產(chǎn)提供一定的參考。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)建造的不同密度以及配置方式的試驗(yàn)柚木林，根據(jù)試驗(yàn)林中柚木的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)(樹(shù)高、胸徑、單株材積、蓄積量[13])和形質(zhì)指標(biāo)[14](活枝下高、冠幅、干形評(píng)分)并結(jié)合枝條的基徑、弦長(zhǎng)以及數(shù)量，以枝條個(gè)體生長(zhǎng)情況結(jié)合喬木整體生長(zhǎng)情況綜合分析造林密度(密度、配置方式)對(duì)喬木人工枝條生長(zhǎng)的影響。

試驗(yàn)區(qū)位于山東省惠民縣，屬于暖溫帶季風(fēng)型大陸氣候，冬季寒冷、春季多干旱，夏季溫度較高，全年平均氣溫為13.1 ℃，最高氣溫40.8 ℃、最低氣溫-18.2 ℃，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高為24.43 g/kg，土壤呈酸性pH值為5.8。試驗(yàn)林營(yíng)建于2018年共計(jì)40畝。利用優(yōu)樹(shù)7599無(wú)性系采用組織培育繁殖技術(shù)，種植時(shí)采用兩行一帶造林，共設(shè)計(jì)3組密度，每組密度下設(shè)計(jì)3組不同的配置方式，區(qū)組完全隨機(jī)，每區(qū)為10×10(行×株)，觀測(cè)株為6×6(行×株)，設(shè)計(jì)密度與配置方式如表1所示。

表1 密度與配置方式

試驗(yàn)林經(jīng)4年撫育，于2021年5月對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行場(chǎng)地調(diào)查，調(diào)查情況如表2所示。

表2 試驗(yàn)林基本特征

3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)林的柚木生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，計(jì)算其平均胸徑與平均樹(shù)高。再根據(jù)柚木的生長(zhǎng)情況進(jìn)行分區(qū)，共劃分27個(gè)區(qū)，在每個(gè)區(qū)中選取2株平均木和4株優(yōu)勢(shì)木，共選取162株柚木，對(duì)選取的柚木進(jìn)行活體實(shí)測(cè)，平均木測(cè)量到6m高為止，優(yōu)勢(shì)木測(cè)量到8 m高為止。對(duì)于高于測(cè)量高度的上部枝條，只記錄枝條數(shù)量以及狀態(tài)，對(duì)于測(cè)量高度內(nèi)的柚木，將所有一級(jí)枝條[15]按照測(cè)量順序進(jìn)行編號(hào)，并記錄其相關(guān)數(shù)據(jù)。本次研究采集162株柚木枝條數(shù)據(jù)共4803個(gè)，通過(guò)鄧肯多重比較法對(duì)影響效果進(jìn)行研究，評(píng)價(jià)內(nèi)容如表3所示[16]。

表3 影響評(píng)價(jià)內(nèi)容

其中干形評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[17]見(jiàn)表4。

表4 干形評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)果及分析

4.1 不同密度條件下的影響

對(duì)于喬木生長(zhǎng)及形質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為樹(shù)高、胸徑、單株材積以及活枝下高、冠幅、干形評(píng)分，對(duì)于喬木枝條發(fā)育影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)為枝條的基徑、弦長(zhǎng)以及枝條數(shù)量，下同。經(jīng)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算[18]，不同密度下比較數(shù)據(jù)如表5所示[19]。

表5 不同密度下鄧肯多重比較結(jié)果

由表5可知，在生長(zhǎng)指標(biāo)和形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，柚木在密度A的情況下表現(xiàn)情況最高，各項(xiàng)數(shù)值最高，其次是密度B，表現(xiàn)最差的為密度C。在生長(zhǎng)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，樹(shù)高、胸徑、單株材積各密度下差異明顯，對(duì)于蓄積量指標(biāo)，密度A顯著高于密度B、C，密度B、C之間差異不明顯。在形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，活枝下高、干形評(píng)分各密度下差異不明顯。而對(duì)于冠幅指標(biāo)，不同密度下差異較明顯。柚木生長(zhǎng)指標(biāo)(除蓄積量)和形質(zhì)指標(biāo)中的冠幅隨著密度的增加顯著降低。

隨著密度的增加，枝條基徑與枝條弦長(zhǎng)呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，但是枝條基徑變化趨勢(shì)不明顯，而枝條弦長(zhǎng)的變化趨勢(shì)較為明顯，剔除掉死枝數(shù)據(jù)后，總枝條平均基徑表現(xiàn)最高的為密度B，3種密度下差異不明顯。對(duì)于枝條弦長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，密度A表現(xiàn)最優(yōu)，C表現(xiàn)最差，A與C之間差距明顯。對(duì)于枝條數(shù)量來(lái)說(shuō)，隨著密度的變化，總枝條與活枝條數(shù)量受到的影響不顯著，但其中的死枝條數(shù)量在A與B密度條件下差異較大，死枝數(shù)量最少的為B。

4.2 不同配置方式條件下的影響

經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，對(duì)不同配置方式單一條件下柚木生長(zhǎng)狀況的鄧肯多重比較的結(jié)果如表6所示。

表6 不同配置方式下鄧肯多重比較結(jié)果

由表6可知，在生長(zhǎng)指標(biāo)和形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，柚木在窄株窄行E的配置方式下表現(xiàn)情況最高，各項(xiàng)數(shù)值最高，其次是窄株寬行F，表現(xiàn)最差的為均勻型D。在生產(chǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)中，均勻型和非均勻配置方式間差異明顯，對(duì)于樹(shù)高指標(biāo)，非均勻型配置方式下差異明顯，其他指標(biāo)差異不明顯。在形質(zhì)指標(biāo)下評(píng)價(jià)中，對(duì)于干形評(píng)分，均勻型和非均勻配置方式間差異不明顯，其他指標(biāo)差異明顯。

經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，均勻性D和非均勻E、F配置方式條件下，前者的枝條基徑各方面均小于后者，但是僅對(duì)于活枝條三者存在顯著差異，對(duì)于枝條弦長(zhǎng)數(shù)據(jù)，配置E的總枝條平均弦長(zhǎng)要顯著高于D與F，除死枝條弦長(zhǎng)外三者之間存在顯著差異。不同配置方式對(duì)于枝條總數(shù)量以及活枝條數(shù)量的影響不顯著，其中E配置下死枝條的數(shù)量最多。

4.3 不同密度及配置方式對(duì)喬木生長(zhǎng)的影響

經(jīng)計(jì)算，對(duì)不同密度以及配置方式雙重條件下柚木生長(zhǎng)狀況的鄧肯多重比較的結(jié)果如表7～表9所示。

表7 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結(jié)果(一)

表8 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結(jié)果(二)

表9 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結(jié)果(三)

由表7～表9可知，對(duì)于生長(zhǎng)指標(biāo)中的樹(shù)高指標(biāo)，表現(xiàn)最好的密度與配置方式為AE，其次為BE，且AD、AF、BD、BF互相之間、與最優(yōu)的AE之間差異不明顯。當(dāng)密度增加時(shí)，樹(shù)高指標(biāo)在同一密度不同配置下由差異明顯逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴幻黠@。對(duì)于胸徑指標(biāo)，表現(xiàn)最好的為AD，其次為AE，最差的為BD，與其他條件下數(shù)據(jù)存在顯著差距，當(dāng)密度增加時(shí)變化情況同上。對(duì)于單株材積與蓄積量，表現(xiàn)最好的分別為AD/AE、AE，表現(xiàn)最差的均為BD，隨著密度的增加，差異性的變化情況同上。對(duì)于形質(zhì)指標(biāo)中的活枝下高指標(biāo)，表現(xiàn)最好的密度與配置方式為AF，其余的差異性不大，隨著密度的增加，差異性均顯著但是變化規(guī)律性不強(qiáng)。對(duì)于冠幅指標(biāo)，表現(xiàn)最好的為BF，最差的為BD，對(duì)于干形評(píng)分，最好的為CE，最差的為CD，除兩者外，其余差異均不顯著。綜合生長(zhǎng)指標(biāo)以及形質(zhì)指標(biāo)，柚木生長(zhǎng)的最優(yōu)密度與配置方式應(yīng)為AE，最差的為BD。

對(duì)于枝條基徑指標(biāo)，總枝條平均基徑表現(xiàn)最優(yōu)的為BF，與其他存在顯著差距。在活枝條基徑數(shù)據(jù)中，表現(xiàn)最好為BF，其次是CE，與表現(xiàn)較差的其他組別形成了顯著的差異。死枝條平均基徑最大為AE，不同密度和配置之間差異顯著，最大差距可達(dá)一倍。對(duì)于枝條弦長(zhǎng)，在9種不同的密度和配置下，平均弦長(zhǎng)差異顯著，表現(xiàn)最好的為AE，其次為BF與最差的BD之間差異顯著，AE與BF兩者之間AE的活枝弦長(zhǎng)最大，BF的死枝條弦長(zhǎng)最大。對(duì)于枝條數(shù)量來(lái)說(shuō)，9種條件下，除最優(yōu)的BE與最差的BD之間存在顯著差異，其他條件對(duì)于枝條數(shù)量的影響不明顯。

5 結(jié)論與討論

喬木的生長(zhǎng)指標(biāo)與形質(zhì)指標(biāo)中的冠幅，隨著造林密度的增加呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，其中，造林密度的增加主要包括枝株的密度增加、配置方式的改變，配置方式改變指的是由不均勻的窄株窄行配置變?yōu)榫鶆蛐团渲谩＝?jīng)分析可知，導(dǎo)致該情況發(fā)生的主要原因是由于造林密度的增大，導(dǎo)致了林分中林木出現(xiàn)郁閉現(xiàn)象，加劇了喬木間的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)，資源的爭(zhēng)奪導(dǎo)致了喬木的生產(chǎn)遭到了抑制。因此為提高喬木的生產(chǎn)應(yīng)減少植株密度或者在密度一定的情況下，調(diào)節(jié)林帶之間的距離。

對(duì)于喬木的枝條來(lái)說(shuō)，隨著密度的增大，平均基徑有下降的趨勢(shì)，但是不明顯，結(jié)合基徑與弦長(zhǎng)綜合來(lái)看當(dāng)密度過(guò)大，不利于培育徑材較大的喬木，密度過(guò)小時(shí)，死枝數(shù)量增加導(dǎo)致形成節(jié)疤[19]的概率增大，進(jìn)而影響喬木的材質(zhì)質(zhì)量，形成惡性循環(huán)，而活枝數(shù)量受到密度和配置的影響較小。

經(jīng)對(duì)比總結(jié)，低造林密度有利于培養(yǎng)徑材較大的喬木，高造林密度可以抑制枝條的生產(chǎn)，有利于喬木枝條自然整枝，避免均勻配置的方式，應(yīng)盡量選擇A2這種低密度(1000株/hm2)、窄株窄行(2 m×2 m-8 m)的造林方式，并結(jié)合修枝管理，有利于喬木的枝條和自身的生長(zhǎng)。

通過(guò)造林密度對(duì)喬木人工枝條生長(zhǎng)影響的研究，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)于喬木等闊葉樹(shù)種造林密度研究的缺失，并通過(guò)造林密度影響的研究，可以保證人工林的生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程滿(mǎn)足需求，有利于控制、調(diào)整營(yíng)林的前期投入，并且可為后期的經(jīng)營(yíng)與管理提供幫助，提高了木材的產(chǎn)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了森林資源的可持續(xù)發(fā)展。