林分結(jié)構(gòu)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響

呂躍東，姚 穎，劉忠玲，朱萬(wàn)才

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081)

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林分結(jié)構(gòu)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響

呂躍東，姚 穎，劉忠玲，朱萬(wàn)才*

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081)

通過(guò)林分結(jié)構(gòu)調(diào)查，分析了不同林分結(jié)構(gòu)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：林下紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)受到上層林冠結(jié)構(gòu)的制約，影響紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的主要林分結(jié)構(gòu)因子有紅松幼樹(shù)周?chē)帜镜臉?shù)種種類(lèi)、樹(shù)高、冠幅及其相對(duì)于紅松幼樹(shù)的距離，以及草本和灌木的蓋度；喬木與灌木對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響較大，其中灌木平均高度與喬木株數(shù)兩個(gè)因子對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響顯著，其他因子對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響不顯著；當(dāng)灌木高度為2.6 m時(shí)，對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)量影響最明顯；當(dāng)紅松幼樹(shù)周?chē)? m范圍內(nèi)的喬木株數(shù)大于4株時(shí)對(duì)紅松幼樹(shù)的高生長(zhǎng)影響較大。

紅松；林分結(jié)構(gòu)；幼樹(shù)

0 引 言

紅松(Pinuskoraiensis)是我國(guó)東北林區(qū)特有的珍貴用材和經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，其根、葉、花、果、木材都具有較高的經(jīng)濟(jì)用途[1]。紅松雖然主要以用材為主[2-6]，但同時(shí)它又是果樹(shù)，除松仁外，其果鱗、花粉、松脂都具有廣泛的用途，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，種仁是營(yíng)養(yǎng)豐富的保健食品[7-10]。近年來(lái)，隨著原始林的不斷減少，次生林的經(jīng)營(yíng)改造已成為科研、生產(chǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前黑龍江林區(qū)次生林下大面積栽植紅松，本文以次生林下栽植的紅松幼樹(shù)為調(diào)查對(duì)象，通過(guò)林分結(jié)構(gòu)的調(diào)查和分析，了解不同林分結(jié)構(gòu)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響，目的在于掌握紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)規(guī)律，為紅松闊葉混交林合理經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)[11-20]。

1 研究地概況

試驗(yàn)林地位于黑龍江省尚志市境內(nèi)的東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)尖砬溝森林培育試驗(yàn)站。地理坐標(biāo)為東經(jīng)127°18′0″～127°41′6″，北緯45°2′20″～45°18′16″；地處張廣才嶺西坡，境內(nèi)以山區(qū)丘陵地貌為主，年平均氣溫2.4 ℃，年≥10℃以上積溫2 300℃左右，無(wú)霜期125 d左右，年平均降水量700 mm。

2 研究方法

林地內(nèi)紅松栽植于1987年。試驗(yàn)林分是在次生闊葉林采伐1a，采用“見(jiàn)縫插針”的方法在林下人工栽植紅松所形成的紅松闊葉混交林，栽植密度為2 000株/hm2。在林分內(nèi)選擇三塊有代表性的標(biāo)準(zhǔn)地，大小設(shè)置為30 m×30 m。對(duì)樣地內(nèi)對(duì)包括樹(shù)種組成、株數(shù)、林分密度、樹(shù)高、胸徑和郁閉度等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查。

通過(guò)SPSS作曲線估計(jì)顯示，二次方程y=a+bx+cx2、三次方程y=a+bx+cx2+dx3這兩個(gè)模型對(duì)灌木平均高與紅松幼樹(shù)近五年高生長(zhǎng)量之間的關(guān)系模擬效果比較好，相關(guān)指數(shù)分別為0.37和0.38，方程分別為：y=-56.332x2+296.49x-332.97，y=-89.537x3+597.35x2-1 274.7x+910.39。

通過(guò)SPSS作曲線估計(jì)顯示，二次方程y=a+bx+cx2、三次方程y=a+bx+cx2+dx3這兩個(gè)模型對(duì)灌木平均高與紅松幼樹(shù)近五年高生長(zhǎng)量之間的關(guān)系模擬效果比較好，相關(guān)指數(shù)分別為0.42和0.44，模型分別為：y=86.40-12.13x-0.72x2，y=100.03-20.09x+2.20x2-0.069x3。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分結(jié)構(gòu)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)狀況

通過(guò)調(diào)查所得，樣地內(nèi)林分基本狀況見(jiàn)表1和表2，林下紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)受到上層林冠結(jié)構(gòu)的制約，也是紅松自身生長(zhǎng)的生物學(xué)特性所決定的。適宜的林隙環(huán)境是紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的重要保證，影響紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的主要林分結(jié)構(gòu)因子為：紅松幼樹(shù)周?chē)帜镜臉?shù)種種類(lèi)、樹(shù)高、冠幅及其相對(duì)于紅松幼樹(shù)的方位，以及草本和灌木的蓋度等。

3.2 林冠下紅松生長(zhǎng)與生境因子相關(guān)分析

從表3可以看出，灌木平均高、喬木株數(shù)分別在可靠性為99%、95%下與紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)有顯著的相關(guān)，其中灌木平均高為正相關(guān)，喬木株數(shù)為負(fù)相關(guān)。其它因子在可靠性為95%下不顯著相關(guān)，其中喬灌木與紅松平均距離與紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)成不顯著的正相關(guān)，灌木株數(shù)、喬木的平均胸徑與冠幅與紅松的生長(zhǎng)成負(fù)相關(guān)。

表1 林分樹(shù)種組成、株數(shù)及生長(zhǎng)狀況Table 1 Stand species constitutes，number of trees and growth conditions

表2 次生林林分特征Tab.2 Characteristics of secondary forest stand

注：榆指春榆(Ulmusdavidianavar.japonic)、白指白樺(Betulaplatyphylla)、楊指山楊(Populusdavidiana)、紅為紅松(Pinuskoraiensis)、水指水曲柳(FraxinusmandshuricaRupr.)、黃指黃波羅(PhellodendronamurenseRupr.)、柳指蒿柳(S.viminalisL.)、山指山梨(Pyrusussuriensisvar.sinensis)。

表3 林冠下紅松生長(zhǎng)與各生境因子的偏相關(guān)系數(shù)Tab.3 Partial correlation coefficients of the relationship between red pine growing under the canopy and the various habitat factors

續(xù)表3 林冠下紅松生長(zhǎng)與各生境因子的偏相關(guān)系數(shù)Tab.3 Partial correlation coefficients of the relationship between red pine growing under the canopy and the various habitat factors

檢驗(yàn)為雙尾檢驗(yàn)，**表示為水平99%下顯著，*表示在水平95%下顯著。

3.3 灌木平均高對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響

灌木平均高對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)成顯著的正相關(guān)(可靠性為99%)，證明灌木的平均高對(duì)紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)有比較明顯的影響。當(dāng)灌木平均高在2.6 m左右時(shí)，對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響較大：當(dāng)灌木平均高小于2.6 m時(shí)，紅松幼樹(shù)近五年高生長(zhǎng)量隨著灌木平均高的增加而增加，當(dāng)灌木平均高大于2.6 m時(shí)，紅松幼樹(shù)近五年高生長(zhǎng)量隨著灌木平均高的減小而減小。灌木平均高大于2.6 m時(shí)的紅松幼樹(shù)的近五年高生長(zhǎng)為灌木平均高小于2.6 m時(shí)的1.3倍，前者的樹(shù)高也為后者的1.3倍，前者當(dāng)年高生長(zhǎng)量為后者的1.2倍(如圖1所示)。

圖1 灌木平均高與紅松近五年高生長(zhǎng)的關(guān)系Fig.1 The average height of shrub in relation to height growth of red pine in recent five years

3.4 喬木株數(shù)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響

3 m內(nèi)的喬木株數(shù)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的抑制作用更為明顯。相關(guān)分析結(jié)果說(shuō)明喬木株數(shù)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)有比較明顯的影響。當(dāng)紅松幼樹(shù)周?chē)? m范圍內(nèi)的喬木株數(shù)大于4株時(shí)對(duì)紅松幼樹(shù)的高生長(zhǎng)影響較大(如圖2所示)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，周?chē)? m范圍喬木株數(shù)小于4株的紅松幼樹(shù)的第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)近五年生長(zhǎng)量、樹(shù)高和年高生長(zhǎng)為喬木株數(shù)大于4株的1.2倍、 1.3倍、1.3倍、1.2倍和1.3倍。

圖2 喬木株數(shù)與紅松近五年高生長(zhǎng)的關(guān)系Fig.2 Relationship between the number of trees and height growth of red pine in recent five years

4 結(jié)論與討論

(1)林下紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)受到上層林冠結(jié)構(gòu)的制約，影響紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的主要林分結(jié)構(gòu)因子為：紅松幼樹(shù)周?chē)帜镜臉?shù)種種類(lèi)、樹(shù)高、冠幅及其相對(duì)于紅松幼樹(shù)的距離，以及草本和灌木的蓋度。

(2)喬木與灌木對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響較大，其中灌木平均高度與喬木株數(shù)兩個(gè)因子對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響顯著，其他因子對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響不顯著。從表3可以看出，灌木平均高、喬木株數(shù)分別在可靠性為99%、95%下與紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)有顯著的相關(guān)，其中灌木平均高為正相關(guān)，喬木株數(shù)為負(fù)相關(guān)。其它因子在可靠性為95%下不顯著相關(guān)，其中喬灌木與紅松平均距離與紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)成不顯著的正相關(guān)，灌木株數(shù)、喬木的平均胸徑與冠幅與紅松的生長(zhǎng)成負(fù)相關(guān)。證明這些因子中對(duì)紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)影響最大的是灌木的平均高與喬木株數(shù)這兩個(gè)因子，而其它因子對(duì)紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)的影響不明顯。

(3)當(dāng)灌木高度為2.6 m時(shí)，對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)量影響最為明顯，因此在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)紅松幼樹(shù)林分進(jìn)行撫育時(shí)，應(yīng)將林分內(nèi)高于2.6 m的灌木進(jìn)行清理，以確保紅松幼樹(shù)正常生長(zhǎng)。灌木平均高對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響主要是當(dāng)紅松幼樹(shù)的高度還未超出灌木層時(shí)，灌木對(duì)紅松生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，而當(dāng)紅松幼樹(shù)的高度超出灌木層時(shí)，灌木的高度對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響就有了明顯的下降。

(4)當(dāng)紅松幼樹(shù)周?chē)? m范圍內(nèi)的喬木株數(shù)大于4株時(shí)對(duì)紅松幼樹(shù)的高生長(zhǎng)影響較大。因此對(duì)目標(biāo)紅松闊葉混交林進(jìn)行撫育間伐時(shí)，應(yīng)保證紅松幼樹(shù)3 m內(nèi)喬木株數(shù)小于4株，以保證紅松最大生長(zhǎng)量。喬木株數(shù)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)影響時(shí)間較長(zhǎng)，從紅松定植開(kāi)始，就一直伴隨著喬木對(duì)紅松幼樹(shù)的影響。喬木株數(shù)對(duì)紅松幼樹(shù)在光照、空間和營(yíng)養(yǎng)等方面帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而抑制紅松幼樹(shù)的生長(zhǎng)。

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Effect of Stand Structure on Growing Rate of Young-growth Trees

Lv Yuedong，Yao Ying，Liu Zhongling，Zhu Wancai*

(Forestry Research Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150081)

The effect of different stands on the growing rate of the young-growth trees was analyzed through stand structure survey.The results showed that the growing rate of young-growth red pine was restricted by upper canopy structure.The main factors of stand structure that affects the growth included species，tree height，crown and it’s relative to the distance of red pine saplings as well as the coverage of herbs and shrubs.Trees and shrubs had larger influence on the growing rate of the young-growth trees.The growing rate of the young-growth trees was significantly affected by both factors of the average height of shrubs and the number of trees，while the effect of other factors were not significant.The effect on red pine young-growth tree was most obvious when the shrub was in the height 2.6m.The growing height of red pine was greatly affected when tree number of red pine was greater than 4 within 3 m scope of around the trees.

Red pine；stand structure；young-growth tree

2016-01-04

黑龍江省森工總局基金項(xiàng)目(sgzjq2012004)

呂躍東，碩士，助理研究員。研究方向：森林培育。E-mail：lvyuedong@126.com

*通信作者：朱萬(wàn)才，碩士，副研究員。研究方向：森林經(jīng)理。E-mail：dongdong192192@126.com。

呂躍東，姚 穎，劉忠玲，等.林分結(jié)構(gòu)對(duì)紅松幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響[J].森林工程，2016，32(6)：30-33.

S 791.247

A

1001-005X(2016)06-0030-04