造林密度對喬木人工枝條生長的影響研究

張新玲

(濱州市惠民縣國土空間生態修復中心，山東 惠民 251700)

1 引言

造林密度指的是人工林的初始密度，即單位面積上的林木栽植株數，林分內林木前期生長的主要競爭者是周圍的林木，而造林密度則代表了其競爭程度，而養分、水分等的競爭影響林木的生長、枝條的生長、單株材積量、蓄積量等，因此在進行林分培育時，選取合理的造林密度對林分的生長、發育具有重要意義。

對于造林密度對林木生長以及枝條發育的影響，國內外學者進行了大量的研究，郭寶林[1]、魯紹偉等[2]以油松作為研究對象，對不同造林密度與油松枝條生長的影響進行了研究，研究表明隨著造林密度的增大，油松的平均胸徑、枝條數量呈現出降低的趨勢。田新輝等[3]以107楊人工林為研究對象、王利寶等[4]以毛白楊雜種無性系S86作為研究對象進行了造林密度對林木的生長影響研究，提出造林密度于對林木的胸徑、冠幅具有顯著影響，并且成負相關的關系。趙匡記等[5]通過對華北落葉松的研究，確定了隨著造林密度的增加，林分的蓄積量也隨之增加。歐建德等[6,7]，通過研究提出立木的單株材積隨著造林密度的增大而減小，造林密度通過影響樹高、樹干形數等因素影響立木單株材積等等。費本華等[8]、孫時軒等[9]對造林密度變化對于林木的干形和材質的影響進行了研究，得出造林密度的變化會影響木材的材質和材性，有利于提高木材的通直度等。而Akers等[10]、Getzin等[11,12]則是以樹冠作為研究對象，得出樹冠的生長指標與造林密度呈負相關的關系，并且提出樹冠對于造林密度響應的靈敏度要高于樹高等其他生長因子等等。

國內外對于造林密度的研究主要集中在針葉樹種，缺乏對于闊葉樹種的研究，因此本文以柚木作為喬木的代表，進行造林密度對喬木人工枝條生長的影響研究，通過對比不同密度下枝條的生長情況，確定喬木枝條生長最適宜的造林密度，為林業生產提供一定的參考。

2 試驗設計

通過建造的不同密度以及配置方式的試驗柚木林，根據試驗林中柚木的生長數據(樹高、胸徑、單株材積、蓄積量[13])和形質指標[14](活枝下高、冠幅、干形評分)并結合枝條的基徑、弦長以及數量，以枝條個體生長情況結合喬木整體生長情況綜合分析造林密度(密度、配置方式)對喬木人工枝條生長的影響。

試驗區位于山東省惠民縣，屬于暖溫帶季風型大陸氣候，冬季寒冷、春季多干旱，夏季溫度較高，全年平均氣溫為13.1 ℃，最高氣溫40.8 ℃、最低氣溫-18.2 ℃，土壤有機質含量較高為24.43 g/kg，土壤呈酸性pH值為5.8。試驗林營建于2018年共計40畝。利用優樹7599無性系采用組織培育繁殖技術，種植時采用兩行一帶造林，共設計3組密度，每組密度下設計3組不同的配置方式，區組完全隨機，每區為10×10(行×株)，觀測株為6×6(行×株)，設計密度與配置方式如表1所示。

表1 密度與配置方式

試驗林經4年撫育，于2021年5月對試驗林進行場地調查，調查情況如表2所示。

表2 試驗林基本特征

3 數據處理

通過對試驗林的柚木生長情況進行調查，計算其平均胸徑與平均樹高。再根據柚木的生長情況進行分區，共劃分27個區，在每個區中選取2株平均木和4株優勢木，共選取162株柚木，對選取的柚木進行活體實測，平均木測量到6m高為止，優勢木測量到8 m高為止。對于高于測量高度的上部枝條，只記錄枝條數量以及狀態，對于測量高度內的柚木，將所有一級枝條[15]按照測量順序進行編號，并記錄其相關數據。本次研究采集162株柚木枝條數據共4803個，通過鄧肯多重比較法對影響效果進行研究，評價內容如表3所示[16]。

表3 影響評價內容

其中干形評分標準[17]見表4。

表4 干形評分標準

4 結果及分析

4.1 不同密度條件下的影響

對于喬木生長及形質評價指標為樹高、胸徑、單株材積以及活枝下高、冠幅、干形評分，對于喬木枝條發育影響的評價指標為枝條的基徑、弦長以及枝條數量，下同。經統計和計算[18]，不同密度下比較數據如表5所示[19]。

表5 不同密度下鄧肯多重比較結果

由表5可知，在生長指標和形質指標評價中，柚木在密度A的情況下表現情況最高，各項數值最高，其次是密度B，表現最差的為密度C。在生長指標評價中，樹高、胸徑、單株材積各密度下差異明顯，對于蓄積量指標，密度A顯著高于密度B、C，密度B、C之間差異不明顯。在形質指標評價中，活枝下高、干形評分各密度下差異不明顯。而對于冠幅指標，不同密度下差異較明顯。柚木生長指標(除蓄積量)和形質指標中的冠幅隨著密度的增加顯著降低。

隨著密度的增加，枝條基徑與枝條弦長呈現出降低的趨勢，但是枝條基徑變化趨勢不明顯，而枝條弦長的變化趨勢較為明顯，剔除掉死枝數據后，總枝條平均基徑表現最高的為密度B，3種密度下差異不明顯。對于枝條弦長來說，密度A表現最優，C表現最差，A與C之間差距明顯。對于枝條數量來說，隨著密度的變化，總枝條與活枝條數量受到的影響不顯著，但其中的死枝條數量在A與B密度條件下差異較大，死枝數量最少的為B。

4.2 不同配置方式條件下的影響

經計算統計，對不同配置方式單一條件下柚木生長狀況的鄧肯多重比較的結果如表6所示。

表6 不同配置方式下鄧肯多重比較結果

由表6可知，在生長指標和形質指標評價中，柚木在窄株窄行E的配置方式下表現情況最高，各項數值最高，其次是窄株寬行F，表現最差的為均勻型D。在生產指標評價中，均勻型和非均勻配置方式間差異明顯，對于樹高指標，非均勻型配置方式下差異明顯，其他指標差異不明顯。在形質指標下評價中，對于干形評分，均勻型和非均勻配置方式間差異不明顯，其他指標差異明顯。

經對比發現，均勻性D和非均勻E、F配置方式條件下，前者的枝條基徑各方面均小于后者，但是僅對于活枝條三者存在顯著差異，對于枝條弦長數據，配置E的總枝條平均弦長要顯著高于D與F，除死枝條弦長外三者之間存在顯著差異。不同配置方式對于枝條總數量以及活枝條數量的影響不顯著，其中E配置下死枝條的數量最多。

4.3 不同密度及配置方式對喬木生長的影響

經計算，對不同密度以及配置方式雙重條件下柚木生長狀況的鄧肯多重比較的結果如表7～表9所示。

表7 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結果(一)

表8 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結果(二)

表9 不同密度、配置方式下鄧肯多重比較結果(三)

由表7～表9可知，對于生長指標中的樹高指標，表現最好的密度與配置方式為AE，其次為BE，且AD、AF、BD、BF互相之間、與最優的AE之間差異不明顯。當密度增加時，樹高指標在同一密度不同配置下由差異明顯逐漸轉變為不明顯。對于胸徑指標，表現最好的為AD，其次為AE，最差的為BD，與其他條件下數據存在顯著差距，當密度增加時變化情況同上。對于單株材積與蓄積量，表現最好的分別為AD/AE、AE，表現最差的均為BD，隨著密度的增加，差異性的變化情況同上。對于形質指標中的活枝下高指標，表現最好的密度與配置方式為AF，其余的差異性不大，隨著密度的增加，差異性均顯著但是變化規律性不強。對于冠幅指標，表現最好的為BF，最差的為BD，對于干形評分，最好的為CE，最差的為CD，除兩者外，其余差異均不顯著。綜合生長指標以及形質指標，柚木生長的最優密度與配置方式應為AE，最差的為BD。

對于枝條基徑指標，總枝條平均基徑表現最優的為BF，與其他存在顯著差距。在活枝條基徑數據中，表現最好為BF，其次是CE，與表現較差的其他組別形成了顯著的差異。死枝條平均基徑最大為AE，不同密度和配置之間差異顯著，最大差距可達一倍。對于枝條弦長，在9種不同的密度和配置下，平均弦長差異顯著，表現最好的為AE，其次為BF與最差的BD之間差異顯著，AE與BF兩者之間AE的活枝弦長最大，BF的死枝條弦長最大。對于枝條數量來說，9種條件下，除最優的BE與最差的BD之間存在顯著差異，其他條件對于枝條數量的影響不明顯。

5 結論與討論

喬木的生長指標與形質指標中的冠幅，隨著造林密度的增加呈現減少的趨勢，其中，造林密度的增加主要包括枝株的密度增加、配置方式的改變，配置方式改變指的是由不均勻的窄株窄行配置變為均勻型配置。經分析可知，導致該情況發生的主要原因是由于造林密度的增大，導致了林分中林木出現郁閉現象，加劇了喬木間的生長競爭，資源的爭奪導致了喬木的生產遭到了抑制。因此為提高喬木的生產應減少植株密度或者在密度一定的情況下，調節林帶之間的距離。

對于喬木的枝條來說，隨著密度的增大，平均基徑有下降的趨勢，但是不明顯，結合基徑與弦長綜合來看當密度過大，不利于培育徑材較大的喬木，密度過小時，死枝數量增加導致形成節疤[19]的概率增大，進而影響喬木的材質質量，形成惡性循環，而活枝數量受到密度和配置的影響較小。

經對比總結，低造林密度有利于培養徑材較大的喬木，高造林密度可以抑制枝條的生產，有利于喬木枝條自然整枝，避免均勻配置的方式，應盡量選擇A2這種低密度(1000株/hm2)、窄株窄行(2 m×2 m-8 m)的造林方式，并結合修枝管理，有利于喬木的枝條和自身的生長。

通過造林密度對喬木人工枝條生長影響的研究，填補了國內對于喬木等闊葉樹種造林密度研究的缺失，并通過造林密度影響的研究，可以保證人工林的生長、發育過程滿足需求，有利于控制、調整營林的前期投入，并且可為后期的經營與管理提供幫助，提高了木材的產量和質量，實現了森林資源的可持續發展。