仙米林區青海云杉人工更新試驗

胡岳，馬明呈，付生艷，馬琨

(1.青海省門源縣仙米林場，青海 海北 810300；2.青海大學，青海 西寧 810016；3.青海金樹林業技術研究開發有限公司，青海 西寧 810077)

青海云杉(PiceacrassifoliaMast.)為松科云杉屬植物，分布在中國大陸的青海、甘肅、內蒙古、寧夏等地，生長于海拔1 600～3 800 m的山地陰坡和半陰坡及潮濕谷地，是構成我國寒溫帶針葉林的主要成分之一，具有較強的適應性，耐寒耐旱，耐瘠薄；同時也是青海森林植被的建群種，形成了特有的高海拔森林植被景觀[1,2]。青海云杉樹干通直，枝葉密集，適應較薄土層，分布面積廣，是優良的建筑用材、景觀樹種，以及生活用材，對當地水源涵養、水土保持以及經濟的可持續發展都具有十分重要的作用[3]。

人工更新是用人工種植的方法重新形成幼林的過程，即在原有森林跡地上，用直接播種、栽植苗木、插條或分根等方式重新營造幼林[4]。它是我國森林更新的主要方法，是及時更新采伐跡地的重要手段。由于林區一般都地處山地，面積大而分散、交通不便、投入限制等因素，全部依靠人工更新。人工更新具有更新時間短、成效快、質量高的優點。一般在天然更新困難或者更新時間要求短的條件下進行人工更新。雖然相對于天然更新其投入了更多的人力和財力，但是仍然是山區森林更新一個重要的更新方式[6]。

本試驗以仙米林區青海云杉天然林為研究對象，選擇并設置樣地，研究青海云杉人工更新情況及規律。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

仙米林場，位于青海省海北藏族自治州門源回族自治縣東部峽谷地區，是青海省重要的水源涵養林區。地理位置37°02′—37°50′ N，101°46′—102°39′ E，屬于高原亞寒帶氣候，其特點為：冬季漫長而嚴寒，夏季短暫而溫暖，年降水量200～300 mm或更少，因蒸發微弱，相對濕度較高。試驗區平均海拔2 700～3 000 m，地貌為中山，坡度較緩。林區內具有多種林分類型，多為青海云杉純林、白樺純林、青海云杉白樺混交林。

表1 各樣地自然概況

1.2 試驗設計

試驗區位于仙米林場57林班13小班，59林班2小班，60林班5、10、13、19、27小班，在這些小班內分別設面積為20 m×20 m的樣地，樣地編號依次為A、B、C、D、E、F、G[4,5]。樣地自然情況見表1。每個樣地采用苗高50 cm的青海云杉苗，按60 cm×50 cm的株行距進行示范更新。在每個樣地內調查幼樹與林木的距離，坡向，活地被苔蘚厚度，郁閉度等因子，分析這些因子對青海云杉幼苗平均高生長量的影響。在A(青海云杉白樺混交林)、B(青海云杉純林)、E(白樺純林)3個樣地中分別設置5個樣方(Xa、Xb、Xc、Xd、Xe，其中，X代表樣地號)調查不同林分類型對青海云杉幼苗平均高生長量的影響。

1.3 調查方法

1.3.1 生境 利用GPS測定每個樣地的位置、海拔、坡度、坡向、坡位。

1.3.2 林下植被調查 采用拉對角線法，在每個樣地的四角和中心分別設置5個1 m×1 m的樣方，記錄草本的名稱、優勢種、多度、蓋度。在每個樣地的四角和中心分別設置5個2 m×2 m的樣方，記錄灌木的名稱、優勢種、多度、蓋度[6]。

1.3.3 林下更新情況調查 在每個樣地的四角和中心分別設置5個5 m×5 m的樣方，調查樣方內青海云杉幼苗年生長量和青海云杉幼苗的成活率[7]。

1.4 數據處理

數據處理軟件有:Microsoft Office Excel;SPSS Statistics17.0

2 結果與分析

2.1 幼苗與立木的距離對青海云杉人工更新的影響

表2 幼苗與立木的距離方差分析結果

表3 幼苗與立木的距離多重分析結果

通過表2、表3可知，P<0.01,說明不同幼樹與立木的距離下，青海云杉幼苗平均高生長量有極顯著差異，即幼苗與立木的距離對青海云杉的人工更新有顯著影響。根據青海云杉幼苗的平均高生長量可知，林窗面積小于9 m2時，其生長量最低，林窗面積大于25 m2時，其生長量最高。因此，幼樹與立木的距離對青海云杉的人工更新有影響，幼樹與立木的距離越近，越有利于青海云杉的人工更新[8]。

2.2 坡向對青海云杉人工更新的影響

表4 坡向與青海云杉幼苗平均高生長量的方差分析

表5 坡向與青海云杉幼苗平均高生長量的多重分析 cm

通過表4、表5可知，P<0.05，說明坡向為陰坡、陽坡、半陽坡時青海云杉幼苗平均高生長量有顯著差異，即坡向對青海云杉的人工更新有影響。根據青海云杉幼苗的平均高生長量可知，坡向為陰坡時，其生長量最高，坡向為陽坡時，其生長量最低。因此，坡向對青海云杉的人工更新有影響，陰坡有利于青海云杉的人工更新。陽坡不利于青海云杉的人工更新[9-11]。

2.3 郁閉度對青海云杉人工更新的影響

表6 不同郁閉度下幼苗平均高生長量方差分析

表7 不同郁閉度下幼苗平均高生長量多重分析 cm

通過表6、表7可知，P<0.05,不同的郁閉度下青海云杉幼苗平均高生長量存在顯著差異，即郁閉度對青海云杉的人工更新有影響，根據青海云杉幼苗的平均高生長量可知，郁閉度為0.4時，其生長量最高，郁閉度為0.7時，其生長量最低。由多重分析知郁閉度為0.6、0.7時，青海云杉幼苗平均高生長量無顯著性差異，即郁閉度為0.6、0.7時，青海云杉人工更新效果相同。因此，郁閉度對青海云杉的人工更新有影響，郁閉度為0.4時，青海云杉人工更新效果較好，郁閉度為0.6、0.7時，青海云杉人工更新效果相同[12]。

2.4 森林類型對青海云杉人工更新的影響

表8 不同森林類型下幼苗平均高生長量的方差分析

表9 不同森林類型下幼苗平均高生長量的多重分析表

通過表8表9可知，P<0.01,不同的森林類型下青海云杉幼苗平均高生長量存在極顯著差異，即森林類型對青海云杉的人工更新有影響，根據青海云杉幼苗的平均高生長量可知，森林類型為白樺純林時，其生長量最高，森林類型為青海云杉純林時，其生長量最低。因此，森林類型對青海云杉的人工更新有影響，在白樺純林中，青海云杉的人工更新效果最好。在青海云杉純林中青海云杉的人工更新效果最差[13]。

2.5 活地被苔蘚層對青海云杉人工更新的影響

圖1 幼苗平均高生長量與苔蘚層厚度的散點圖

將各樣地內的苔蘚層厚度與幼苗平均高生長量制作散點圖(圖1)。由圖1可知,R<0.3，表明他們之間沒有相關性，即幼苗平均高生長量與苔蘚層厚度沒有相關性，所以苔蘚層厚度不影響青海云杉的人工更新[14]。

2.6 適合青海云杉人工更新的樣地分析

由表10可知，青海云杉幼苗在A、F樣地內人工更新效果最佳，在D樣地內人工更新效果最差。總結A樣地的基本情況，它是青海云杉白樺混交林，位于陰坡下位，郁閉度為0.4。F樣地的基本情況是白樺純林，位于陰坡中部，郁閉度為0.4。D樣地的基本情況是青海云杉純林，位于半陽坡坡下位，郁閉度為0.7。

表10 樣地內幼苗更新情況統計表

3 討論與結論

3.1 幼苗與立木的距離對青海云杉人工更新有影響，幼苗與立木的距離越遠，越有利于青海云杉的人工更新。

3.2 坡向對于青海云杉的人工更新有影響，陰坡最有利于青海云杉的人工更新，陽坡不利于青海云杉的人工更新。

3.3 林分郁閉度對青海云杉的人工更新有影響，林分郁閉度為0.4的時候，人工更新最好。

3.4 不同森林類型對青海云杉的人工更新有影響，白樺純林中青海云杉的人工更新效果比青海云杉純林中青海云杉的人工更新效果好。

3.5 苔蘚層厚度不影響青海云杉的人工更新。