灘地楊樹生長量與高程-淹水時間關(guān)系的研究

彭能凱, 吳 敏, 彭佑平, 蔡志林, 湯玉喜, 吳立勛

(1.沅江市林業(yè)局, 湖南 沅江 413100; 2.湖南省林業(yè)科學院, 湖南 長沙 410004 )

灘地楊樹生長量與高程-淹水時間關(guān)系的研究

彭能凱1, 吳 敏2, 彭佑平1, 蔡志林1, 湯玉喜2, 吳立勛2

(1.沅江市林業(yè)局, 湖南 沅江 413100; 2.湖南省林業(yè)科學院, 湖南 長沙 410004 )

將同一灘地按高程差0.5m設(shè)置固定樣地，并根據(jù)樣地高程求得12年輪伐期內(nèi)各高程汛期年均淹水天數(shù)，逐年監(jiān)測樣地胸徑、樹高生長量。湖區(qū)灘地楊樹各指標生長量均隨灘地高程降低、淹水時間增加、地下水位升高而降低。在洞庭湖東南湖，高程在32.8m以上、年均淹水34.8d以下灘地可建楊樹大徑材工業(yè)用材林基地，31.8～31.3m的灘地采取挖溝抬壟措施可用于楊樹造林，30.8m以下的灘地不宜用作楊樹造林。

灘地高程;淹水時間;生長量;楊樹

灘地是開放性濕地，汛期淹水、退水顯露是其基本水文特點。這樣的立地條件既不適合夏季作物生長，也不適宜大多數(shù)喬木樹種生存。在洞庭湖22萬多hm2灘地中，蘆葦約占1/3，楊樹人工林近1/3。黑楊派南方型無性系雖然能耐一定時間的水淹，但灘地高程及淹水時間仍是影響灘地楊樹造林的關(guān)鍵環(huán)境因子，它決定了灘地能否用于楊樹造林以及造林后的林木生長狀況[1]。為便于直觀比較，本研究選擇同一灘地不同高程-淹水時間在一個輪伐期內(nèi)的楊樹生長狀況作系統(tǒng)分析，以探索高程-淹水時間對楊樹生長量的影響，為灘地楊樹造林地的選擇提供依據(jù)。

1 試驗研究方法

1.1試驗地概況

試驗地位于沅江東南湖洲灘，東經(jīng)112°20′43″，北緯28°55′24″。地處中亞熱帶北部，屬溫暖濕潤季風氣候型。年平均氣溫16.9℃，≥10℃的活動積溫5350.5℃，年降水量1319.7mm，無霜期276.9d, 年日照1756.8h, 日照率40%。試驗區(qū)面積150hm2,地面為一長500m的平緩斜坡，高差3m。土壤為湖積母質(zhì)發(fā)育而成的灰潮土，土層深達2m以上，壤質(zhì)，pH值7.97，有機質(zhì)含量平均為1.47%，全N 0.11%，全P(P2O5)0.22%,全K 1.97%，有效N 32.9mg/kg，速效P 13.6mg/kg，速效K 158.4mg/kg。試驗林為1994年春采用I-69、I-63及I-72楊混系造林，株行距6m×8m。

1.2研究方法

將造林地用水準儀按0.5m的高差分地段設(shè)置固定樣地，計5個地段，3次重復。造林后每年冬季對各樣地作每木調(diào)查，分別求算樣地胸徑、樹高及材積平均值，對不同高程-淹水時間的材積生長量差異作顯著性檢驗。材積計算公式[2]為：

V=π/4·fэ·D2·(H+3)(fэ=0.34 )

根據(jù)試驗林附近水文站觀測資料，計算各高程林木于該輪伐期內(nèi)在汛期的年均淹水時間。各高程年均淹水時間如表1。

表1 高程—年均淹水時間表高程(m)33 332 832 331 831 3年均淹水時間(d)28 234 846 160 277 9

2 試驗結(jié)果與分析

2.1不同高程-淹水時間楊樹胸徑、樹高、材積生長曲線

不同高程-淹水時間條件下1～12年生楊樹胸徑、樹高、單株材積生長曲線見圖1～圖3，結(jié)果顯示：東南湖灘地在海拔高程31.3～33.3m范圍內(nèi)楊樹的胸徑、樹高、材積生長在輪伐期內(nèi)均隨高程降低、淹水時間增加、地下水位升高而降低[3]。當高程降至30.8m、年均淹水時間增至96.3d時，造林后第2年的保存率為0，表明此類灘地不宜楊樹造林;高程31.3m、年均淹水77.9d的楊樹林于8年生時保存率不足20%、材積較高位灘地下降79%，此后楊樹即全部倒覄；高程31.8m、年均淹水60.2d的楊樹林12年生時保存率為51.5%，材積較高位灘地下降24.7%；高程32.3m以上、年均淹水時間在46d以下的較高位灘地楊樹林保存率均達90%以上。灘地楊樹造林的保存率下降，在除去人、畜破壞因素之外，主要是因灘地高程低、淹水時間長、地下水位高導致根系層分布過淺而易于風倒所致。并且風倒現(xiàn)象在低位灘地有隨林齡增長而增加之勢。

圖1 不同高程灘地楊樹胸徑生長曲線

圖2 不同高程灘地楊樹樹高生長曲線

圖3 不同高程灘地楊樹材積生長曲線

材積是胸徑和樹高的綜合指標，當以33.3m最高位灘地歷年材積為基準時，其他各高程歷年材積的相對值見表2。

表2 不同高程—淹水時間材積生長量相對值林齡(年)33 3m32 8m32 3m31 8m31 3m11 0000 6810 6390 5300 61921 0000 7220 6070 5270 26131 0000 7570 6090 5260 18941 0000 7910 6230 5290 16551 0000 8300 6460 5340 15561 0000 8840 6730 5290 16071 0000 8850 6960 5780 15281 0000 9610 7980 6510 21291 0000 9700 8590 707101 0000 9380 8460 699111 0000 9320 8540 716121 0000 9260 8940 753

表2顯示，同一高程，淹水灘地楊樹的年均材積生長與同一洲灘最高位灘地的相對差值隨林齡的增加而減少，但對應各年份的材積減少的絕對值則呈增加趨勢(見表3)。

2.2不同高程-淹水時間楊樹生長指標差異顯著性檢驗

灘地高程-淹水時間對楊樹生長有決定性影響，但對不同年齡階段、不同生長指標的影響則存在差異，為此選擇6、9、12年生林分各生長指標作差異顯著性檢驗。

2.2.1 胸徑 不同年齡階段胸徑生長量方差分析及多重比較結(jié)果見表4。

表3 高位灘地與低位灘地楊樹平均單株材積差值表林齡(年)33 3m處材積較各高程材積之差(m3/株)32 8m32 3m31 8m31 3m10 00060 00070 00090 000820 00360 00510 00620 009630 00940 01510 01830 031340 01720 03110 03880 068950 02510 05220 06880 124760 02800 07860 11330 201970 04090 10840 15080 302980 01860 09510 16450 371790 01700 07930 1646(0保存)100 04070 10150 1988110 05080 10970 2138120 06100 08760 2045

表4 不同高程楊樹胸徑生長差異顯著性檢驗林齡(年)高程(m)均值(cm)差異顯著水平p值5%顯著水平633 321 280 0001a32 820 26b32 318 32c31 817 14d31 311 24?e 933 328 930 0116a32 828 66a32 327 58ab31 826 23b1233 332 790 0775a32 832 05a32 331 78a31 831 35a 注：小寫字母表示可信度95%水平，字母相同者表示差異不明顯，字母不同者表示差異顯著。表5、表6同。

不同高程-淹水時間灘地楊樹胸徑生長量隨林齡增加其差異水平減小，由6年生時各高程胸徑生長量均存在顯著差異，到12年生時各高程胸徑均無顯著差異。

2.2.2 樹高 不同年齡階段樹高生長量方差分析及多重比較結(jié)果見表5。

表5 不同高程楊樹樹高生長差異顯著性檢驗林齡(年)高程(m)均值(m)差異顯著水平p值5%顯著水平633 316 900 0001a32 816 40a32 315 08b31 813 22c31 38 44d933 322 220 0003a32 821 04ab32 320 25b31 818 64c1233 325 870 0001a32 825 57ab32 325 17b31 823 50c

高程33.3m和32.8m處6年生平均樹高差0.5m，兩處灘地應屬同一立地指數(shù)級[4]，因此，兩處的樹高直至12年生均無顯著性差異；其他不同高程-淹水時間灘地，樹高于6年生前均有顯著性差異。樹高生長于9年生和12年生期間，在不同高程-淹水時間灘地間的差異水平完全一致，較6年生時有所降低，而較同期胸徑生長的差異增大，表明灘地立地指數(shù)對楊樹樹高生長的影響時間較長，對樹高生長的影響較胸徑生長的影響大。

2.2.3 材積 不同年齡階段材積長量方差分析及多重比較結(jié)果見表6。

表6 不同高程楊樹材積生長差異顯著性檢驗林齡(年)高程(m)均值(m3/株)差異顯著水平p值5%顯著水平633 30 26200 0001a32 80 2310b32 30 1760c31 80 1380d31 30 0420?e 933 30 56380 0015a32 80 5268ab32 30 4723bc31 80 3989c1233 30 82860 0057a32 80 7835ab32 30 7389b31 80 7197b

受灘地立地對胸徑和樹高生長的綜合影響，材積生長量在不同高程-淹水時間灘地間具顯著差異水平的組數(shù)隨林齡增加而有所降低，由6年生時的所有高程灘地間均有顯著差異，到12年生時僅33.3m處與32.3m和31.8m處兩組間材積有顯著差異。

3 結(jié)論與討論

(1) 沅江東南湖在海拔31.8m以上、年均淹水時間60.2d以下的灘地上營造楊樹林，在12年輪伐期內(nèi)其胸徑、樹高、材積生長量均隨高程降低、淹水時間增加、地下水位升高而降低。高程31.8～31.3m、年均淹水60.2～77.9d的灘地保存率過低，不宜直接用于楊樹造林，可適當?shù)赝跍咸?、提高地面高程后再行造林。高?0.8m以下、年均淹水時間96.3d以上的灘地不宜楊樹造林。

(2) 沅江東南湖海拔32.8m以上、年均淹水34.8d以下的灘地，12年生楊樹的胸徑、樹高、材積生長量在不同高程灘地間無顯著差異，此類灘地可建楊樹大徑材工業(yè)用材林基地。

(3) 不同高程-淹水時間灘地營造楊樹林，不同高程立地條件對楊樹生長的影響，隨林齡增加其統(tǒng)計學差異顯著水平雖有所下降，但與高位灘地材積生長量之差則隨林齡增加而呈增加趨勢，因此，高程-淹水時間對材積生長量的影響仍不可忽視,材積生長量絕對值之差的變化才是生產(chǎn)經(jīng)營者所最為關(guān)心的基本數(shù)據(jù)，此差異還與楊樹無性系品種有關(guān)[5-6]；隨林齡增加，高程-淹水時間對胸徑生長的影響小于樹高，表明樹高生長受立地指數(shù)影響較胸徑大。

[1] 吳立勛，湯玉喜，吳敏，等.洞庭湖灘地水文狀況與楊樹造林地選擇的研究[J].湖南林業(yè)科技，2003，30(4)：6-11.

[2] 孟憲宇.測樹學(第3版)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2006：36.

[3] 吳立勛，湯玉喜，徐世鳳，等.灘地釘螺種群消長與楊樹人工林關(guān)系的研究[J].湖南林業(yè)科技，2004，31(6)：5-9.

[4] 吳立勛，湯玉喜，徐世鳳,等.灘地楊樹立地指數(shù)表的編制[M]//十年播綠興林抑螺.長沙：湖南科學技術(shù)出版社，2002：89-94.

[5] 湯玉喜，吳立勛，吳敏,等.美洲黑楊無性系生長與材性遺傳變異及綜合選擇研究[J].湖南林業(yè)科技，2005，32(5)：1-6.

[6] 湯玉喜，吳立勛，吳敏，等.湘北平原區(qū)34個美洲黑楊無性系豐產(chǎn)性與遺傳穩(wěn)定性研究[G]//全國林業(yè)血防工程科技支撐工作會議及學術(shù)研討會論文集.武漢：2009，12：351-358.

Therelationshipbetweengrowthincrementofpoplarandelevation-waterloggingtimeonbeachland

PENG Nengkai1, WU Min2, PENG Youping1, CAI Zhilin1, TANG Yuxi2, WU Lixun2

(1.Forestry Bureau of Yuanjiang City, Yuanjiang 413100, China; 2.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China)

The fixed sample plots with the same beach land were set according to the elevation difference of 0.5m. Based on the elevations of sample plots, the average annual waterlogging days of each elevation during flood season in 12-year rotation period was observed. The diameter at breast height (DBH) and height increment of poplar in each plot were also surveyed every year. The results showed that the increment of each index of poplar decreased with decrease of beach elevation and increase of waterlogging time and groundwater level. The beach land of southeast Dongting Lake, at the elevation above 32.8m and the average annual waterlogging duration below 34.8d, could be used to construct the industrial timber stands base for huge wood of poplar. And the beach land at the elevation of 31.8 to 31.3m could be used for afforestation of poplar by measures of digging trench and raising ridge. The beach land at the elevation below 30.8m should not be used for afforestation of poplar.

beach elevation; waterlogging time; growth increment; poplar

2010-04-20

2010-05-15

S 792.11.01

A

1003-5710(2010)03-0009-04

(責任編輯：譚著明)