密度對(duì)西南樺生長(zhǎng)的影響

密度對(duì)西南樺生長(zhǎng)的影響

人工林區(qū)生產(chǎn)力的提高取決于人工林區(qū)的合理劃分結(jié)構(gòu)。林分密度是合理結(jié)構(gòu)的數(shù)量基礎(chǔ),而各時(shí)期的林分密度本身又取決于造林時(shí)的初植密度,并由它經(jīng)過(guò)自然稀疏或人工間伐,有規(guī)律地演變而成的。造林密度對(duì)各生長(zhǎng)時(shí)期的林分密度有決定性的影響,從而也顯著影響林分結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力。此外,造林密度對(duì)林木的干形、材質(zhì)、林分的穩(wěn)定性及其防護(hù)效能、觀賞性等也都有著不同程度的影響。另一方面造林密度的大小直接影響造林時(shí)勞力、資金和種苗的投入量,是一重要的成本因素。因此,在考慮造林密度時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧其生物效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。由于不同樹(shù)種間生長(zhǎng)特性存在較大差異,特別是冠型、冠體差異大,適宜的密度有很大差異,必需對(duì)不同造林樹(shù)種開(kāi)展密度試驗(yàn),以期獲得良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。西南樺(BetulaalnoidesHamilt)是推出的熱帶造林樹(shù)種,它既是優(yōu)質(zhì)用材樹(shù)種又是生態(tài)公益林建設(shè)優(yōu)良樹(shù)種,它的開(kāi)發(fā)利用對(duì)當(dāng)前的林種、樹(shù)種和材種結(jié)構(gòu)調(diào)整,對(duì)高檔用材的開(kāi)發(fā)利用都有很大意義和作用[2?4][2?4]。為探索合理經(jīng)營(yíng)密度,于1991年在廣西憑祥市中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)展西南樺造林密度試驗(yàn),經(jīng)6a觀測(cè),現(xiàn)將試驗(yàn)初步結(jié)構(gòu)總結(jié)如下。1土壤條件及土壤質(zhì)試驗(yàn)地位于熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心下屬的青山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng),即廣西龍州縣大青山東坡(21°57′47′′?22°19′27′′N(xiāo)?106°39′50′′?106°59′30′′E)(21°57′47″?22°19′27″Ν?106°39′50″?106°59′30″E)。當(dāng)?shù)貙俦睙釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),年均氣溫20.5?21.5℃20.5?21.5℃,最冷月平均氣溫12.3?13.1℃12.3?13.1℃,年降水量1379mm,年蒸發(fā)量1300?15001300?1500mm,蒸發(fā)量超過(guò)降水量,而且干、濕季明顯,10—4月為旱季,雨少,降水量占全年的1/4;5—9月為雨季,降水量占全年的3/4。土壤為火山巖發(fā)育的山地紅壤,沙壤質(zhì),較疏松且肥沃,土層厚度為60?8060?80cm,表土層10cm以上,pH值5.2。林地上多處基巖裸露,土壤石礫含量較大。試驗(yàn)地為杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)2代林采伐跡地,植被有杉木萌條,鴨腳木(Scheffleraoctophylla(Lour.)Harms)、山烏桕(SapiumdiscolorChamp.exBenth.)、苦竹(PleioblastusamarusKeng.f.)等,灌木草本有淡竹葉(LophatherumgracileBrongn.)、烏毛蕨(BlechnumorientalaLinn.)、五節(jié)芒(Miscanthufloridulus(Labill.)Warb.)等。2學(xué)習(xí)方法2.1小區(qū)小區(qū)內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)1.5m×2m、2m×2m、2m×3m和3m×3m等4個(gè)處理,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),每小區(qū)20m×30m,試驗(yàn)總面積0.72hm2。2.2試驗(yàn)措施2.2.1裸根苗的栽植試驗(yàn)地先燒煉,清雜后穴墾(規(guī)格50cm×50cm×30cm),挖穴后先回表土再回打碎心土,于1991年3月初用1年生裸根苗定植。2.2.2養(yǎng)老和健康管理造林當(dāng)年8月?lián)嵊菟赏?次,以后每年撫育除草2次,松土1次,連續(xù)2a。第3年開(kāi)始郁閉成林。2.2.3生長(zhǎng)觀察試驗(yàn)林每年11—12月觀測(cè)1次胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng),第4年后開(kāi)始測(cè)冠幅、枝下高和材積等生長(zhǎng)因子。3結(jié)果與分析3.1密度對(duì)林分生長(zhǎng)的影響不同密度西南樺幼林的高生長(zhǎng)在造林后逐年加速,3年生時(shí)達(dá)生長(zhǎng)高峰(連年生長(zhǎng)量1.91?2.33m)?4a1.91?2.33m)?4a后其連年生長(zhǎng)量開(kāi)始下降(見(jiàn)表1)。在造林初期低密度林分高生長(zhǎng)比高密度林分小,隨林齡增長(zhǎng)不同密度林分高生長(zhǎng)漸趨一致,但到5年生時(shí),低密度林分的高生長(zhǎng)開(kāi)始超過(guò)高密度林分。在已觀測(cè)的6a期間,不同密度林分間高生長(zhǎng)差異均不顯著(以6年生為例,F=0.7560<F0.05=4.0662),這與其他許多同類(lèi)的研究結(jié)果相符[5?7][5?7]。3.2密度對(duì)幼林生長(zhǎng)的作用不同密度西南樺幼林胸徑生長(zhǎng)過(guò)程與其高生長(zhǎng)相似,也是3年生時(shí)達(dá)到生長(zhǎng)高峰(連年生長(zhǎng)量2.31?2.91cm)?42.31?2.91cm)?4年生后生長(zhǎng)量開(kāi)始逐漸下降,密度越大下降也愈快(見(jiàn)表2)。這種變化趨勢(shì)與桉樹(shù)(Eucalyptusspp.)、相思(Acaciaspp.)等其他速生樹(shù)種類(lèi)似。試驗(yàn)表明,在2年生以前,4個(gè)處理間平均胸徑差異較小,隨著林齡增長(zhǎng)差異逐漸增加,6年生時(shí)差異達(dá)顯著水平(F=7.4190>F0.05=4.0662);胸徑連年、平均生長(zhǎng)量與密度隨林齡增長(zhǎng)的變化規(guī)律也是如此。1.5m×2m和2m×2m兩個(gè)密度林分的連年生長(zhǎng)量在6年生時(shí)顯著下降,年均胸徑生長(zhǎng)量下降至1.0cm以下;而2m×3m和3m×3m兩個(gè)處理的林分還能正常生長(zhǎng)且生長(zhǎng)較快,年均生長(zhǎng)量仍在1.2cm以上。對(duì)幼林胸徑與密度進(jìn)行了非線性回歸分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)3年生以后林分密度與平均胸徑間呈冪函數(shù)關(guān)系,而且相關(guān)顯著,可以用D=ax-b關(guān)系式來(lái)表示(表3)。5年生時(shí)相關(guān)系數(shù)最大,6年生時(shí)相關(guān)系數(shù)減少,但仍呈顯著相關(guān),可能因林分出現(xiàn)自然稀疏,高密度林分25%左右的林木自然枯損,緩和了林木間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的緣故。從表4可以看出,6年生時(shí),1.5m×2m和2m×2m兩個(gè)處理的林木枯損率分別高達(dá)24.8%和26.7%;而2m×3m和3m×3m處理的林木枯損率分別僅為16%和13%。不同密度間林木生長(zhǎng)發(fā)育的差異主要是由于其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)空間的差異造成(表5),密度大,林木間相互擠壓抑制了樹(shù)冠生長(zhǎng),造成樹(shù)冠枯損和窄小,林木營(yíng)養(yǎng)面積小,林木生長(zhǎng)不良。反之,密度小時(shí)樹(shù)冠大且長(zhǎng),冠體積大,林木的營(yíng)養(yǎng)面積大,制造的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多,因而林木生長(zhǎng)快?？梢?jiàn)要使幼林速生快長(zhǎng),必需為其生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)空間,密度控制和調(diào)整非常重要。對(duì)于高密度林分如1.5m×2m和2m×2m兩個(gè)處理,5年生以后林木的營(yíng)養(yǎng)空間已不能滿足其生長(zhǎng)需要,必需適當(dāng)調(diào)整林分密度,才能促進(jìn)林木生長(zhǎng)發(fā)育,達(dá)到速生豐產(chǎn)的效果。3.3密度對(duì)林木徑階的影響由于密度與徑生長(zhǎng)成反比關(guān)系,密度越大林木徑階越小,反之則徑階越大。因此,必需根據(jù)經(jīng)營(yíng)目的和方向來(lái)確定經(jīng)營(yíng)密度。目前西南樺是作為單板和高檔家具等優(yōu)質(zhì)用材而培育的,需要中徑級(jí)以上木材,最好是大徑材,才能發(fā)揮這個(gè)樹(shù)種的優(yōu)勢(shì)和作用。表6看出,密度大的林分,林木徑階小,小徑木所占比例大,反之則大徑木多。表中以9cm為分界線,密度大的林分如1.5m×2.0m和2m×2m林分,9cm以上林木分別僅占48.9%和51.1%;而密度小的林分如2m×3m和3m×3m,9cm以上林木分別占81.2%和91.4%,說(shuō)明密度小對(duì)林木徑生長(zhǎng)有利。因此,西南樺作為大徑材培育時(shí)初植密度宜小。3.4密度對(duì)不同密度林分生長(zhǎng)的影響單株材積與林分密度間呈負(fù)相關(guān),高密度林分單株材積小,而低密度林分單株材積大。它們之間呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系,可以用關(guān)系式V=ax-b來(lái)表示(表7)。隨著林齡增長(zhǎng),單株材積與林分密度間的這種關(guān)系越來(lái)越顯著,其相關(guān)系數(shù)從4年生時(shí)的0.7453逐漸增大至6年生時(shí)的0.9926。這是因?yàn)殡S著林齡增長(zhǎng),林木對(duì)營(yíng)養(yǎng)空間的需求越來(lái)越大,林木間的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,所以林分密度效應(yīng)越來(lái)越明顯。6年生時(shí)1.5m×2m處理比2m×2m、2m×3m和3m×3m三個(gè)處理的單株材積分別低11.18%、40.12%和78.63%。林分蓄積是林分生產(chǎn)力的集中表現(xiàn),它與林分初植密度以及保存率密切相關(guān)。對(duì)不同密度林分觀測(cè)結(jié)果(表8)表明:林分蓄積與密度呈正相關(guān)關(guān)系,密度越大蓄積量越高。高密度林分雖然林木徑級(jí)小,單株材積也小,但林木株數(shù)多,因而其蓄積量高;而低密度林分的林木徑級(jí)雖大但株數(shù)少,因而其蓄積量少。這與其他許多同類(lèi)研究相似[5?7][5?7]。隨林齡增長(zhǎng),林分逐漸出現(xiàn)自然稀疏,高密度林分自然稀疏快且強(qiáng),低密度林分則相反。自然稀疏后,不同密度間單株材積差異逐漸減小,由初始的3m×3m∶2m×3m∶2m×2m∶1.5m×2m=1∶1.50∶2.25∶3.00變?yōu)?∶1.45∶1.89∶2.58(見(jiàn)表4)。2m×2m和1.5m×2m兩個(gè)處理林分后期因自然稀疏導(dǎo)致密度下降,從而促進(jìn)了后期林木的生長(zhǎng)。6年生時(shí)1.5m×2m處理比2m×2m、2m×3m和3m×3m3個(gè)處理的林分材積分別高18.68%、21.50%和30.85%。4密度對(duì)材積生長(zhǎng)的影響(1)林分密度對(duì)高生長(zhǎng)影響不顯著,而與胸徑生長(zhǎng)相關(guān)顯著,呈冪函數(shù)關(guān)系,即D=ax-b,密度越大胸徑越小。樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)在3年生時(shí)均達(dá)生長(zhǎng)高峰,4年生以后連年生長(zhǎng)量逐年下降。5年生以后,2m×3m和3m×3m兩個(gè)處理的林分年均胸徑生長(zhǎng)量仍在1.2cm以上,而1.5m×2m和2m×2m兩個(gè)高密度林分生長(zhǎng)明顯放緩,必需適當(dāng)調(diào)整林分密度,才能促進(jìn)林木生長(zhǎng)發(fā)育