不同密度對側柏人工林生物量影響分析

程偉 高明鎮 侯玉松 孟慶華 張文海 趙建

摘要：? 以淄川區國有林場人工側柏林齡60年為研究對象，選取12塊固定樣地，調查側柏的胸徑、樹高、冠幅，分析了林分密度對側柏人工林喬木層生物量的影響。結果表明：側柏林平均胸徑、平均冠幅與林分密度間均呈顯著負相關（p<0.05），平均樹高相關性不顯著（p>0.05）;小徑組數量、小徑組比例和林分密度正相關（p<0.05），中徑組比例和林分密度負相關不顯著（p>0.05）;林分密度與側柏生物量顯著性相關（p<0.05），在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。

關鍵詞：? 側柏人工林;? 生物量;? 淄川區;? 國有林場

中圖分類號：? ?S 791. 38 . 01? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2021）06 - 0013 - 04

側柏（Platycladus orientalis） 耐干旱貧瘠、壽命長，對土壤要求不嚴，廣泛分布在石灰巖山地，群落穩定，是山東省主要造林樹種之一，也是淄博市荒山造林的主要樹種，對凈化空氣、涵養水源、荒山綠化及水土保持等具有重要意義。淄川區國有林場面積1 689.8 hm2，多為石灰巖山地，坡度陡，土層淺薄，厚度一般小于30 cm，自1960年大量種植側柏林以來，未對側柏林的生長情況進行系統調查，對喬木層側柏林的生物量也沒有較為準確的數據。研究不同密度側柏人工林生物量的變化規律，對于掌握側柏人工林生長狀況，定向徑材培育等均具有重要的指導意義。

生物量通常是指在一定時期內有機體或群落所積累的有機物質的總量[ 1 ]。目前國內對側柏林的研究很多[ 2 - 12 ]，但對其生長和生物量方面的影響因子，造林密度對側柏人工林影響分析的報道較少。本文以淄川區國有林場側柏純林為研究對象，通過設立固定標準地的方式，分析林分密度對側柏人工林生物量的影響，以期為側柏人工林的人工調控和科學經營提供一定的借鑒作用。

1 研究區概況

研究區位于淄川區中東部，地貌為低山，介于36°22'～36°45'N、 117°41'～118°14'E之間， 海拔300～600 m，土壤為褐土，土層薄，一般在30 cm以下，側柏林齡為60年，郁閉度在0.8以上。年均降水719 mm，無霜期188天左右，年平均氣溫12.9 ℃，屬暖溫帶季風區半干旱半濕潤大陸性氣候，四季分明，雨量集中，雨熱同季。林下灌木主要有荊條（Vitex negundo）、酸棗（Ziziphus jujuba）、扁擔桿（Grewia biloba）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、鼠李（Rhamnus? davurica）等;草本有馬唐草（Digitaria? sanguinalis ）、沿階草（Ophiopogon bodinieri）等。

2 研究方法

2. 1 調查方法

于2020年8月至2021年3月，通過踏查的方式，根據林分密度、坡度、坡向等，在淄川區國有林場五松山林區、龍泉林區、田莊林區選擇林相整齊，有代表性的側柏林，設置12塊25.82 m×25.82 m的固定樣地，統計樣地內的林木株數，并對每株樹進行編號、掛牌，對樣地進行每木調查，記錄樹高、胸徑、冠幅等。于2021年4～5月，對調查數據進行整理分析和補充調查。使用測徑圍尺測量胸徑（D），運用布魯萊斯測高器測量樹高（H），用皮尺測量東西冠幅和南北冠幅（EW+NS），并計算其平均冠幅（CW）。

2. 2 各項指標的計算

2. 2. 1 平均胸徑

式中，D為平均胸徑;di為第i株樹的胸徑（cm）;N為總株樹。

2. 2. 2 徑階組

小徑組：6～12 cm

中經組：14～24 cm

大經組：26～36 cm

特大徑組：38 cm以上

2. 2. 3 側柏生物量[ 8 ， 12 ]

干重：W干=0.057 3（D2 H）0.865 7

枝重：W枝=0.004 3（D2 H）1.108 5

葉重：W葉=0.003 8（D2 H）1.038 5

根重：W根=0.048 5（D2 H）0.688 6

側柏生物量W=W干+W枝+W葉+W根

式中，W為側柏生物量（t）;D為胸徑（cm）;H為樹高（m）。

3 樣地基本情況

通過調查，12塊樣地均為水土保持林，陽坡、陰坡各6個，其主要特征為海拔280～630 m，坡位大部分為上坡，坡度8°～26°，密度為1 100～2 500株/hm2。平均胸徑為10.7～14.57 cm，平均樹高為6.62～8.94 m，平均冠幅為1.58～2.76 m（表1）。

4 結果與分析

4. 1 林分密度對胸徑、樹高、冠幅的影響

通過對側柏的平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和林分密度進行相關性分析，平均胸徑、平均冠幅和林分密度呈顯著性負相關（p<0.05） ，Pearson相關系數分別為-0.748和-0.736，樹高和林分密度不顯著性負相關，Pearson相關系數為-0.106。不同密度側柏的胸徑、冠幅隨著林分密度的增加，呈現下降趨勢，樹高呈先增高后下降的趨勢（圖1）。按林分密度大小分成1 125～1 665株/hm2，1 830～2 190株/hm2，? ?2 370～2 550株/hm2三組，對胸徑、樹高、冠幅分別進行方差分析的結果顯示，差異均不顯著（ p>0.05）。

4. 2 林分密度對側柏徑階組的影響

通過調查，12塊標準地側柏均為中、小徑階，未發現大徑階。通過對側柏的小徑組數量、中徑組數量、小徑組占比、中經組占比和林分密度進行相關性分析，小徑組數量、小徑組比例和林分密度正相關（p<0.05） ，Pearson相關系數分別為0.937和0.695;中徑組比例和林分密度負相關（p<0.05），Pearson相關系數為-0.701。隨著林分密度增加，小徑階數量和占比呈上升趨勢，在林分密度為2 370株/hm2時，小徑組數量最多為1 935株/hm2，小徑組占比最大為81.7%;中徑組占比在1 125株/hm2時最大，為66.7%，隨著林分密度增加，占比逐漸降低，在林分密度為2 370株/hm2時，中徑組比例最低為19%。中徑組數量，隨著林分密度增加，變化不明顯（圖2，圖3）。

4. 3 林分密度對側柏生物量的影響

對林分密度和側柏生長量進行相關性分析，二者Pearson相關系數系數為0.673，顯著性為0.016，達到顯著性相關。不同密度的側柏喬木層生物量為66.52～116.82 t/hm2，干重為35.26～61.5 t/hm2，枝重為14.7～26.5 t/hm2，葉重為7.91～14.12 t/hm2，根重為8.65～14.7 t/hm2，干重占比平均在51.82%～53.55%，枝重占比為21.23%～23.93%，葉重占比為11.59%～12.28%，根重占比為11.73%～13.46%。在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。按不同密度分成三組，對生物量進行方差分析的結果顯示，差異不顯著（ p>0.05） 。

5 結論與討論

5. 1 林分密度對側柏胸徑、冠幅的影響顯著，這與梁燕等[ 8 ]對魯中石灰巖山地側柏研究結果，段劼等[ 6 ]對北京地區側柏人工林研究結果基本一致，與兩者研究結果密度對樹高的影響顯著不一致。造成不一致的原因主要是本次調查的側柏林分密度為1 125～2 550株/hm2，最大林分密度低導致的，梁燕等調查的側柏林分密度為1 300～8 600株/hm2，段劼等[ 6 ]調查指出在林分密度大于3 000株/hm2時各指標減小的趨勢變緩。但從整體趨勢上看，1 125～2 550株/hm2密度對側柏樹高影響的趨勢與梁燕等研究結果基本相同，均為先高后低。

5. 2 林分密度對徑階的影響顯著，這與董鵬等[ 13 ]對徐州側柏林研究結果一致，林木個體大小數量分布，主要體現了反映林分的生長狀況和林木之間的競爭關系，隨著林分密度的加大，林木個體之間對營養空間的競爭日益加劇，小徑階林木占多數。

5. 3 在林分密度2 400株/hm2時，生物量最大。李朝等[ 12 ]對徐州側柏人工林調查后發現林分密度與林分生物量、林分密度與地上生物量均呈現單峰曲線關系。當林分密度為2 600 株/hm2左右時，林分生物量和林分地上生物量數值接近最大，梁燕等[ 8 ]林齡為50年左右的側柏人工林單位面積蓄積量與喬木層生物量最大值均出現在林分密度2 800株/ hm2。結論與本次調查結果基本一致。

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第1作者簡介：? 程偉（1981-），? 男，? 工程師，? 主要從事森林培育工作。

收稿日期： 2021 - 05 -? 20

（責任編輯：? ?張亞楠）