光皮樺不同造林密度林分生長效應分析

許雪英

（福建省沙縣水南國有林場，福建 沙縣 365500）

1 引言

光皮樺（Betula luminifera H.Winkl）別名亮葉樺，是樺木科（Betulaceae）落葉喬木，高達35m，胸徑80cm以上，樹形高大，主干通直圓滿，是福建省的優(yōu)良鄉(xiāng)土速生用材樹種，適應性強，生長快，病蟲害少，材質優(yōu)良，用途廣，深受廣大林農的喜愛。該樹種屬淺根系，主根不明顯，側根粗壯發(fā)達，具有較強穿透能力和固氮作用，其豐富的凋落物能有效地自肥和改善土壤肥力，喜溫暖濕潤氣候，多分布于向陽干燥山坡或林中林緣空地，萌芽性強，常混生于常綠闊葉林、竹林或其他樹種組成的次生混交林中。材質堅硬，結構細膩、紋理通直，是上等的膠合板材、裝飾材和造紙原料，被福建省林業(yè)廳列為重點推廣造林樹種之一[1～3]。

2003年以來，大田桃源國有林場為改變以杉木、馬尾松“二棵樹”長期栽培模式，造成林地地力嚴重衰退，林木生長量嚴重下降，制約了可持續(xù)經營發(fā)展目標等不利局面，適時進行樹種結構調整，大力開展鄉(xiāng)土闊葉樹種栽培研究。從2003年起，先后對本土的木荷、厚樸、擬赤楊、火力楠、花櫚木、楠木等造林研究，通過造林試驗，進一步系統(tǒng)研究鄉(xiāng)土闊葉樹種生物學、生態(tài)學、造林學、木材學等特性，篩選出最符合當地發(fā)展的闊葉樹種。開展光皮樺造林密度研究，旨在總結光皮樺人工造林生境及經營模式與技術措施，為大面積推廣光皮樺人工林栽培提供理論依據。

實驗地位于福建省大田桃源國有林場蓮花山保護站，地處戴云山西側的閩中低山地帶，地理位置為東經117°29′15″～117°40′04″，北緯25°49′41″～25°52′01″，為中亞熱帶季風氣候，氣候溫暖適中，日照充足，雨量充沛，年均氣溫15.3℃～19.6℃，無霜期255～275d，年降水量1491.2～1809.6mm。土壤主要為紅壤、黃壤，土層較深厚、肥沃、濕潤.森林植物種類多，以殼斗科（Fagaceae）為主，其次為樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、薔薇科（Rosaceae）、木犀科（Oleaceae）、竹亞科（Bambusoideae）等[4]。

2 材料與方法

2.1 研究對象

取自于大田桃源國有林場2004年采伐跡地，經清山、煉山后，于當年11月份進行穴狀整地，規(guī)格為：60cm×40cm×40cm，施足基肥，2005年春季營造光皮樺試驗林。造林后前2年，每年鋤草2次，后3年，每年全劈1次，連續(xù)撫育5年。

2.2 研究方法

試驗采用完全隨機區(qū)組設計，4個密度處理，即3.5m×3.5m（800 株／hm2）；3.0m×3.0m（1100 株／hm2）；2.5m×2.5m（1600 株／hm2）；2.0m×2.0m（2500株／hm2），3次重復。各試驗區(qū)立地條件基本一致，樣地面積20m×20m，共設12個樣地。2010年11月對樣地進行全面調查，調查林木胸徑、樹高、冠幅等生長因子試驗數據，計算各調查因子平均值，采用福建省闊葉樹二元立木材積公式計算光皮樺單株立木材積，根據林分密度計算林分蓄積量。附福建省闊葉樹二元立木材積公式：

3 結果與分析

3.1 光皮樺不同密度造林各性狀差異性分析

表1 光皮樺不同造林密度各性狀方差分析

為合理選擇光皮樺人工造林模式及推廣工作，通過對光皮樺不同造林密度造林模式調查數據進行方差分析（表1），結果表明：光皮樺不同造林密度間的胸徑、冠幅、單株材積存在極顯著差異；樹高差異性不顯著。

3.1.1 光皮樺不同造林密度對胸徑生長的影響

從表1可知，光皮樺胸徑不同造林密度間存在極顯著差異，經LSD檢驗及多重比較（表2）可以看出，光皮樺胸徑生長以造林密度1100株／hm2最好，6年生時光皮樺平均胸徑達6.93cm，年平均生長量為1.16cm，其次為1600株／hm2，胸徑達6.23cm，年平均生長量為1.04cm，造林密度2500株／hm2胸徑生長量最差，平均胸徑為5.40m，年平均生長量為0.90cm，造林密度1100株／hm2與1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2胸徑生長相比較差異均達極顯著，不同造林密度光皮樺胸徑均值比較從大到小排列次序為：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表2 光皮樺不同造林密度胸徑平均值多重比較

3.1.2 光皮樺不同造林密度對冠幅生長的影響

從表1可知，光皮樺不同造林密度間冠幅生長存在極顯著差異，經LSD檢驗及多重比較（表3）可以看出，6年生時光皮樺冠幅生長以造林密度1100株／hm2最好，平均冠幅達3.61m，其次為1600株／hm2，平均冠幅達3.14m，造林密度2500株／hm2冠幅生長量最差，平均冠幅為2.76m，造林密度1100株／hm2與1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2冠幅生長相比較差異均達極顯著，不同造林密度光皮樺冠幅均值比較從大到小排列次序為：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表3 光皮樺不同造林密度冠幅平均值多重比較

3.1.3 光皮樺不同造林密度對單株材積生長的影響

通過對光皮樺試驗地全面調查，計算出不同造林密度3次重復的平均胸徑、平均樹高數據。根據福建省闊葉樹二元立木材積公式計算不同造林密度平均單株材積，從表1可知，光皮樺不同造林密度間單株材積生長存在極顯著差異，雖然不同造林密度對樹高生長差異不顯著，但不同造林密度對直徑生長影響較大，進而影響了材積的生長。經LSD檢驗及多重比較（表4）可以看出，6年生時光皮樺材積生長以造林密度1100株／hm2最好，單株材積達0.0161m3，其次為1600株／hm2，平均單株材積達0.0125m3，造林密度2500株／hm2平均單株材積生長最差，平均值為0.002m3，造林密度1100株／hm2與1600株／hm2、800株／hm2、2500株／hm2平均單株材積生長相比較差異均達極顯著。不同造林密度光皮樺平均單株材積比較從大到小排列次序為：1100株／hm2＞1600株／hm2＞800株／hm2＞2500株／hm2。

表4 光皮樺不同造林密度單株材積平均值多重比較

3.2 6年生不同造林密度對光皮樺林分生長的影響

從表5可知，6年生光皮樺不同造林密度林分生長量隨造林密度加大林分蓄積量也增加，在一定密度范圍、一定生長年限范圍內，蓄積量與林分密度呈正相關。如造林密度為2500株／hm2比密度為800株／hm2的蓄積量凈增164%，但是胸徑和材積的生長，前者比后者分別凈減10.6%和15.6%。其原因是一定階段內高密度林分蓄積量生長優(yōu)勢，是由一定面積上林木株數決定的，但由于密度過大，林木個體生存空間小，生長發(fā)育不良，下層林木因受上層標木影響，木材利用率及經濟價值低；而林木個體胸徑和材積生長，在幼齡階段因受造林密度的影響，密度大的林分郁閉早，林木個體生長營養(yǎng)空間和光照條件競爭激烈，直接影響樹冠、胸徑和單株材積的生長。由于密度差異，造成林木樹冠生長空間差異，而樹冠的大小關系到同化器官葉面積的大小，而樹冠的伸展又與造林密度密切相關。密度大限制了樹冠的生長發(fā)育，也必然影響直徑的生長。直徑在一定密度范圍內隨密度增加而減少。

表5 6年生光皮樺不同造林密度林分生長情況表

3.3 6年生不同造林密度對光皮樺林分徑階分布的影響

造林密度在培育森林成林成長過程中起著巨大作用，初植密度大有利于幼林樹冠早郁閉，能加強幼林對不良環(huán)境因子的抗性，減緩與雜草競爭，保持林分的穩(wěn)定性，增強對林地環(huán)境的保護作用。但密度大林分過早郁閉也有不良作用。由于生長空間受到限制會引起種內競爭，林木過早分化并自然稀疏，需人為進行干預，才能促進林木樹冠和直徑發(fā)育正常，增強林木抗逆能力[6]。光皮樺屬喜光樹種，造林密度大小對林木個體生長發(fā)育影響較大。密度大的林分，由于郁閉早，種內競爭劇烈，個體分化過早，不利于實生苗木培育的人工林，林木個體生長參差不齊而降低其單位面積的林木蓄積量。從表6可知，密度為2500株／hm2光皮樺林分，6年生時，平均胸徑6cm以上林木只占39%，而密度為1100株／hm2、1600株／hm2、800株／hm2的光皮樺林分，其平均胸徑6cm以上的林木分別占81.0%、79.7%、75.5%。因此造林密度大小，一方面影響林分產量，另一方面影響樹木成材指標直徑分布規(guī)格，而掌握好合理的造林密度，是提高林分生產力的重要途徑之一。試驗證明：造林密度為1100株／hm2光皮樺林分，其林木個體間徑階分布較為均勻，平均直徑、平均冠幅、單株立木材積生長尤為突出，同時單位面積林分蓄積量也較高，生產上值得借鑒。

表6 6年生不同造林密度光皮樺徑階結構百分率

4 結語

（1）造林密度是森林經營中可以人為控制的因子。在一定的密度范圍內，密度越大，有利于林分早郁閉，提高林分對不良環(huán)境因子的抗性，但易引起種內競爭，加快林木分化，影響林地生產力；密度越小，光照條件充足，營養(yǎng)空間較大有利于樹冠和直徑生長，但林分產量較低。

（2）造林密度的選擇，要根據造林樹種的生物學、生態(tài)學、造林學等特性，依據收獲目標，在經營過程中，通過人為干預，適時進行調整。在一定密度范圍內，初植密度可適當大些，經營密度根據林木生長過程需要，通過衛(wèi)生伐、疏伐或撫育間伐進行調整，確定合理的林分密度。

（3）光皮樺為喜光速生樹種，側根粗壯發(fā)達，對光照條件要求較高，造林密度宜希。本試驗4個造林密度處理，以1100株／hm2較為合適。

（4）加大光皮樺良種培育力度，充分利用光皮樺適應性強、生長快、材質優(yōu)良等特性，大力推廣光皮樺造林，加快樹種結構調整步伐，對保護生物多樣性、防止地力衰退、提高人工林生態(tài)質量、實現(xiàn)森林可持續(xù)經營，具有十分重要的意義。

[1]陳存及，陳伙法.闊葉樹栽培[M].北京：中國林業(yè)出版社，2000.

[2]福建省林業(yè)廳.福建省主要珍貴用材樹種造林技術手冊[R].福州：福建省林業(yè)廳，2008.

[3]黃承標，鄧紹林.桂西北光皮樺和馬尾松人工幼林生長量的比較研究[J].廣西科學院學報，2001，17（3）：97～99.

[4]中國科學院編輯委員會.中國植物志[M].北京：科學出版社，2010.

[5]福建省林業(yè)廳.福建省森林資源規(guī)劃設計調查技術規(guī)定[R].福州：福建省林業(yè)廳，2006.

[6]沈國舫.森林培育學[M].北京：中國林業(yè)出版社，2001：64～65.