日本落葉松生長與立地條件關系研究

沈野,鄭雪敏,王永祥,王寶娣,張海文

(1.岫巖縣青山保護局,遼寧 鞍山113200;2.丹東市林業局,遼寧 丹東118000;3.本溪縣林業局,遼寧 本溪117100)

立地質量反映立地條件的優劣和林分的生產能力。立地質量的好壞是由多種因素決定的,土層厚度、土壤的養分含量、土壤的含水率、土壤結構、林木生長所處的生態因子(坡向、坡度、坡位、海拔)等,這些都是影響立地質量的主要因素。

立地指數是衡量立地質量高低的一個重要指標,相同林齡的林分,立地指數越高,表明林分的生長越優異。為了探討同齡日本落葉松人工林因立地質量的不同,而產生的生長差異,對日本落葉松人工林進行了調查研究。結果發現,日本落葉松人工林因生長在不同的立地質量條件下,林木生長有其不同的生長表現,并與立地指數相關密切。

1 調查地自然概況

調查地點位于遼寧省岫巖縣興隆鎮四道河境內,屬暖溫帶大陸性季風氣候區,年平均溫度7.5℃,有效積溫(≥5℃)為3 200℃,無霜期144 d,相對濕度70% ～80% ,年降水量800 mm,年蒸發量1 217 mm,土壤為山地棕色森林土,土層厚度30～60 cm。

2 調查方法

在岫巖四道河山區選擇20年生日本落葉松人工林,按不同立地質量設置樣地面積677 m2,對樣地內所有調查因子進行全面測量,通過對各立地條件下林木的測定結果,基本確定為3個立地指數級,即18、16、14立地指數級,按不同立地指數級采用平均標準木法,按1 m區分段伐倒截干,對干、枝、葉、根稱質量、取樣、烘干,測定生物量。

3 結果與分析

3.1 不同立地條件下日本落葉松的生長差異

不同立地指數級,日本落葉松人工林的生長表現差異較大(表1)。具體表現在同林齡日本落葉松,生長在不同的立地指數條件下,其胸徑與樹高的年均生長量有明顯差異。14指數級的胸徑年均生長量比18指數級的低22% ,16指數級的胸徑年均生長量比18指數級低14% 。14和16指數級的樹高年均生長量比18指數級的低26% 和16% 。

培育日本落葉松人工林,選擇理想的立地質量,是促進其快速生長的關鍵因素。

表1 不同立地指數20齡日本落葉松生長表現

3.2 立地指數與日本落葉松人工林生長的相關性

立地指數與日本落葉松人工林的生長有一定的相關性,依據3種不同立地指數(18、16、14)的日本落葉松人工林調查數據,建立了不同林齡階段的樹高、胸徑回歸模型,見表2。

表2 日本落葉松人工林不同立地指數胸徑樹高相關表

依據表2相關模型所得數據,經計算得出不同立地指數的胸徑、樹高經驗式如下:

D18=1.067 34A0.86214

D16=0.757 66A0.94985

D14=0.476 48A1.05804;

H18=1.823 19A0.71553

H16=0.886 239A0.893625

H14=0.784 28A0.900624

依據取得的經驗公式,可以計算出不同立地指數、不同林齡階段林木的相關因子。

表3即為不同林齡林日本落葉松在不同立地指數下林分生長變化。從表3中明顯看出,在不同林齡階段,立地指數級越大,其胸徑、樹高、材積的生長量也越大,這充分說明了,林分只有在優異的立地質量前提下,才可獲得較高的生長量。所以,在今后更新日本落葉松時,必須嚴格選擇立地條件,才能確保日本落葉松獲得優質高產。

表3 日本落葉松不同立地指數林分生長情況

3.3 不同立地指數下日本落葉松人工林生物量

日本落葉松人工林生長受立地質量的影響很大,同時也影響喬木層的生物量及各器官的分配,經調查表明,立地指數越高,生物產量越大,現將調查結果列表4。

表4 不同立地指數日本落葉松生物量及器官分配

在相同的林齡中,因立地指數的差異,導致生物量也存在明顯的變化,18指數級的總生物量比16和14指數級高33.2% 和54% 。各器官的分配比例、樹干生物量,以18指數級最為突出,占64% ,16指數級占60% ,14指數級僅為56% ,18指數級的樹干生物量比16和14指數級分別高6.3% 和12.3% 。因此,林分生物量與林分產值,隨立地指數而改變,立地指數越大,效果越好。

3.4 不同立地指數林分的質量表現

日本落葉松人工林在生長發育過程中,隨著林齡的增長,開始產生林木分化現象,但在分化過程中,受立地質量的影響很大,立地條件越差的林分,林木間競爭養分激烈,所以分化更為嚴重。

通過對3種不同立地指數級的人工林調查表明,18指數級的優勢木比例為36.8% ,中等木為47.6% ,弱勢木為15.6% 。16指數級的優勢木比例為30.4% ,中等木為41.2% ,弱勢木比例為28.4% 。14指數級優勢木比例為28.8% ,中等木為40.5% ,弱勢木為30.7% 。低立地指數級的林分弱勢木占30% 以上,這些林木大部分生長不良,被壓木、彎曲木、受害木、枯死木居多,嚴重影響林木的質量。高立地指數的林分弱勢木占15% 左右,對全林分影響不大。而優勢木的比例,立地指數越高,所占比例越大,18指數級的優勢木比例比14指數級高21.8% 。中等木的比例,3種指數級差別不大,都在40% 左右。以上充分說明了,選擇優質的立地條件,是培育日本落葉松人工林獲得高產的關鍵。

4 結論

不同立地指數條件下的日本落葉松人工林,胸徑和樹高生長量差異顯著,14、16指數級胸徑年均生長量比18指數級低22% 和14% ,樹高生長量低26% 和16% 。

在相同的林齡中,18指數級的總生物量比14和16指數級分別高54% 和33.2% ;樹干生物量比14和16指數級分別高12.3% 和6.3% 。

18指數級的優勢木比例比14指數級高21.8% 。弱勢木的比例比14指數級低49.2% 。