長白落葉松不同皆伐帶寬和更新密度對人工更新生長的影響

孫 楠，張怡春，秦凱倫 (.黑龍江省林業科學研究所，黑龍江哈爾濱5008;2.東北林業大學，黑龍江哈爾濱50040)

長白落葉松由于生長速度快、適應性強現已成為黑龍江省的主要造林樹種［1－2］。但大面積營造人工純林會造成林分生物多樣性降低，病蟲害嚴重發生，使得長白落葉松人工林在生態系統上十分脆弱，無法充分發揮生態效益［3－5］。該文采用近自然林業理論，對長白落葉松進行不同帶寬的皆伐，并采用鄉土樹種按不同密度進行人工更新，研究不同的皆伐帶寬和密度對人工更新幼樹生長的影響，為現有長白落葉松人工純林的可持續經營提供技術支撐。

1 研究區概況

孟家崗林場位于黑龍江省樺南縣東北部，地理坐標為130°32'42″～130°52'36″E，46°20'16″～46°30'50″N。地處完達山西麓余脈，以低山丘陵為主，坡度較為平緩，大部分坡度在10°～20°，平均海拔250 m，屬東亞大陸性季風氣候。年平均氣溫2.7℃，≥10℃年積溫2 547℃，年平均降水量550 mm，無霜期120 d左右。

2 研究方法

試驗地設置在黑龍江省佳木斯市孟家崗林場52林班的11小班和69林班的11、12小班，林分為長白落葉松人工純林，林齡為41年，面積為 10.8 hm2，2012年冬季設置15，30和50 m帶寬進行帶狀皆伐，采伐后采用水曲柳、云杉、胡桃楸、紅松、柞樹按照2 000和3 300株/hm2的密度進行人工更新，對更新苗木的成活率、地徑和苗高進行調查分析，篩選出長白落葉松人工林帶狀皆伐近自然經營的最佳帶寬及最佳更新密度。

3 結果與分析

3.1 各更新樹種成活率

3.1.1 皆伐帶寬對各更新樹種成活率的影響。對不同皆伐帶寬更新成活率進行調查分析，結果表明皆伐帶寬為50 m的林地，人工更新5個樹種的平均成活率為92.13%，只有柞樹的成活率稍低些，僅為79.36%(表1)。對不同帶寬人工更新苗木的成活率進行方差分析，結果顯示差異顯著，皆伐帶寬越大，人工更新成活率越高，反之，皆伐帶寬越小，人工更新的成活率越低。

表1 不同皆伐帶寬更新成活率情況 %

3.1.2 更新密度對各更新樹種成活率的影響。對不同更新密度各樹種的成活率進行調查，更新密度為2 000株/hm2的林分，各樹種更新成活率較高，較更新密度為3 300株/hm2的林分高出17.52%。其中，不同更新密度紅松的成活率最懸殊，相差將近30個百分點(表2)。方差分析結果顯示，更新密度對各樹種的成活率有顯著影響，密度越大，成活率越低。

表2 不同更新密度下各樹種成活率情況 %

3.1.3 不同更新樹種成活率。造林后1年，對不同更新樹種的成活率進行調查分析，云杉的成活率最高(93.63%)，其他樹種均沒有達到90%的造林成活率標準(柞樹68.06%，紅松 68.38%，胡桃楸 87.88%，云杉 93.63%，水曲柳88.93%)，柞樹和紅松的成活率較低，還不到70%，因此，需要在第2年進行補植。方差分析結果顯示，不同更新樹種間造林成活率存在顯著差異。

3.1.4 更新成活率的雙因素方差分析。由于調查指標是成活率，對于單株幼樹而言，只有成活率0和100%2種情況，由此產生的組內平方和就會比較大，如果用該數據分析皆伐帶寬、更新密度和更新樹種的交互作用對成活率的影響，結果缺乏準確性，所以文中對其中任意2個因素進行雙因素方差分析。由表3可知，皆伐帶寬、更新密度和更新樹種任意2個因素的交互作用對更新成活率沒有顯著影響(F=1.222，F=0.799和F=0.568)。3個因素中，對苗木成活率影響最大的因子是更新樹種，其次是更新密度，最次是皆伐帶寬。

表3 更新成活率的雙因素方差分析

3.2 各更新樹種生長情況

3.2.1 皆伐帶寬對各更新樹種生長的影響。對不同皆伐帶寬各更新樹種的苗高和地徑進行調查，統計結果見表4。皆伐帶寬為30 m的林地，人工更新柞樹、紅松和云杉的生長較好，苗高和地徑均是3種帶寬中最大的;胡桃楸和水曲柳在皆伐帶寬為50 m的林地下生長較好，皆伐帶寬15 m的次之，皆伐帶寬30 m的最差。

表4 不同皆伐帶寬各更新樹種的生長情況cm

3.2.2 更新密度對各更新樹種生長的影響。對不同更新密度各更新樹種的苗高和地徑進行調查，統計結果見表5。更新密度為2 000株/hm2的林分，柞樹、紅松、胡桃楸、云杉和水曲柳的苗高和地徑均高出更新密度為3 300株/hm2的林分。方差分析結果顯示，更新密度對各更新樹種的苗高有顯著影響，密度越大，苗高越小，對地徑的影響不顯著。

表5 不同更新密度各更新樹種的生長情況cm

3.2.3 不同更新樹種的生長情況。在長白落葉松的皆伐地人工更新柞樹、紅松、胡桃楸、云杉和水曲柳5個樹種，1年后對不同更新樹種的苗高和地徑進行調查并分析，結果顯示:水曲柳的苗高最大，紅松的苗高最小，由于造林時云杉用的苗木為4年生苗，所以苗高和地徑都較大些。從整體上看，闊葉樹種的苗高要高于針葉樹種，胡桃楸的地徑較大(0.74 cm)，由于柞樹和紅松造林時苗木均為2年苗，苗木本身較小，加上造林第1年為緩苗期，苗高和地徑都比較小(表6)。

表6 不同更新樹種的生長情況 cm

3.2.4 更新樹種生長情況的多因素方差分析。對長白落葉松不同皆伐帶寬、不同更新密度和不同更新樹種的苗高進行多因素方差分析。由表7可知，皆伐帶寬、更新密度和更新樹種對苗高都有顯著影響(F=12.818，F=4.545和 F=96.281)，其中，皆伐帶寬與更新樹種、更新密度與更新樹種2個因素的交互作用和對皆伐帶寬、更新密度與更新樹種3個因素的交互作用對苗高都有顯著性影響(F=6.439，F=4.338，F=4.202)，皆伐帶寬與更新密度的交互作用對苗高的影響不顯著(F=0.536)，由此可以看出，更新樹種是3個因素中對苗高影響最大的因子，其次是皆伐帶寬，最后是更新密度。

表7 更新幼樹苗高的多因素方差分析

對長白落葉松不同皆伐帶寬、不同更新密度和不同更新樹種的地徑進行多因素方差分析。由表8可知，皆伐帶寬和更新樹種對地徑都有顯著影響(F=3.688和F=28.600)，其中，皆伐帶寬、更新樹種和更新密度3個因素中任意2個因子的交互作用和3個因素的交互作用對苗木的地徑都有顯著影響(F=4.842，F=5.016，F=4.418，F=7.178)，3個因素中，對苗木地徑影響最大的因子是更新樹種，其次是皆伐帶寬，最次是更新密度。

表8 更新幼樹地徑的多因素方差分析

4 結論與討論

(1)皆伐帶寬、更新密度和更新樹種對更新苗木的成活率都有著顯著影響，更新的5個樹種中有3個為闊葉樹種(水曲柳、胡桃楸和柞樹)，喜光性強，因此，皆伐帶寬50 m的林地更新各樹種的成活率較高;2 000株/hm2的更新密度各樹種成活率要高于3 300株/hm2的林分，除去苗木本身的差異外，這是由于更新密度大的林分，營養空間相對小些，苗木間的競爭比較激烈;5個樹種中只有云杉的成活率超過了90%，其他樹種均需要補植。對苗木成活率影響最重要的是更新樹種，更新密度次之，皆伐帶寬最次。造成成活率過低的原因除了苗木自身和造林技術外，還有部分原因是由于造林的林地是剛皆伐過的林分，全光的情況下，草本和灌木生長迅速，撫育稍不及時，就會嚴重影響造林的成活率。

(2)人工更新柞樹、紅松和云杉在皆伐帶寬30 m的林地生長較好，苗高和地徑均最高。試驗表明，30 m的皆伐帶寬更有利于人工更新幼樹的生長，是由于該皆伐帶寬形成的林隙下光照條件更適合幼樹更新，這與殷鳴放等［5］人研究得到的伐3行留3行較伐2行留2行林下更新生長的好結論相似;2 000株/hm2的更新密度各樹種苗高和地徑均高于3 300株/hm2的林分;由于是造林第1年，所以各造林樹種苗木的選擇對苗高和地徑的影響占了很大的比例，云杉造林苗為4年生，所以苗高和地徑都很大。更新樹種對苗木的苗高和地徑的影響最顯著，皆伐帶寬次之，更新密度影響最小。多因素方差分析結果說明，只要更新樹種不同，苗高和地徑之間就會存在顯著差異。

(3)建議生產時對長白落葉松過熟林進行30 m帶寬的帶狀皆伐，更新樹種多為闊葉樹種時，更新密度2 000株/hm2比較適宜。

［1］張泱，宋啟亮，董希斌.帶狀皆伐改造對小興安嶺低質林土壤養分的影響［J］.東北林業大學學報，2013，41(6):33 －37.

［2］閔志強.長白落葉松生物量估測模型研究［D］.北京:北京林業大學，2010，7.

［3］馬煒.長白落葉松人工林生態系統碳密度測定與預估［D］.北京:北京林業大學，2012，13.

［4］李超，董希斌，李芝茹.大興安嶺低質林不同皆伐改造后枯落物持水性能分析［J］.東北林業大學學報，2012，40(4):92 －96.

［5］殷鳴放，周立君，畢剛蕊，等.帶狀間伐對長白落葉松人工純林誘導復層林效果評價［J］.東北林業大學學報，2013，41(5):20－24.