間伐強(qiáng)度對秦嶺南坡栓皮櫟林結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)的影響

冉 然，張文輝，周建云，何景峰

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 西部環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 楊凌 712100)

間伐強(qiáng)度對秦嶺南坡栓皮櫟林結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)的影響

冉 然，張文輝，周建云，何景峰

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 西部環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 楊凌 712100)

【目的】 研究不同間伐強(qiáng)度對秦嶺南坡栓皮櫟林結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)的影響，了解間伐對栓皮櫟林可持續(xù)發(fā)育的作用?！痉椒ā?2011-07，以秦嶺南坡商洛地區(qū)近自然經(jīng)營的栓皮櫟中齡純林為研究對象，按照不同間伐強(qiáng)度30%，20%，10%，0(對照)處理后，分析間伐5年后栓皮櫟林的平均單株結(jié)實(shí)量、林分總結(jié)實(shí)量、種子在樹冠上的空間分布、種子特征以及種子萌發(fā)率等?！窘Y(jié)果】 栓皮櫟林結(jié)實(shí)母樹比例隨著間伐強(qiáng)度的增加而增加，表現(xiàn)為30%>20%>10%>對照；林分總結(jié)實(shí)量在間伐強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)比對照組增加最多，增加了8.4%；平均單株結(jié)實(shí)量樹冠上層占73.8%，下層占26.2%，樹冠陽面結(jié)實(shí)最多，占62.2%；不同間伐強(qiáng)度對栓皮櫟的種子大小、千粒質(zhì)量及種子萌發(fā)均有影響，間伐強(qiáng)度30%時(shí)種子品質(zhì)最優(yōu)、室內(nèi)恒溫發(fā)芽率最高?！窘Y(jié)論】 對于郁閉度≥0.80的栓皮櫟中齡林，以間伐強(qiáng)度為30% (郁閉度保留0.6)最有利于栓皮櫟林的結(jié)實(shí)和種子品質(zhì)的提高，能夠促進(jìn)栓皮櫟天然林的可持續(xù)發(fā)育。

栓皮櫟；秦嶺南坡；近自然經(jīng)營；間伐強(qiáng)度；結(jié)實(shí)；種子品質(zhì)

栓皮櫟(Quercusvariabilis)為殼斗科落葉喬木，是重要的用材、軟木、栲膠和能源樹種。栓皮櫟速生、耐旱、耐瘠薄，是我國暖溫帶落葉闊葉林和亞熱帶常綠落葉闊葉混交林的重要建群種[1]。秦巴山區(qū)是栓皮櫟分布的核心區(qū)，分布著大面積的栓皮櫟天然實(shí)生純林，其干形通直，軟木品質(zhì)優(yōu)良，是理想的母樹林建設(shè)基地。2001 年以來，利用在秦嶺林區(qū)、巴山北坡確定的10 多個(gè)優(yōu)良林分[2]，開始探索確立一項(xiàng)通過撫育間伐生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)種子并且持續(xù)發(fā)育的栓皮櫟母樹林的經(jīng)營管理措施。以往對栓皮櫟的研究主要集中在種群生殖生態(tài)、種子成苗、種群年齡結(jié)構(gòu)和生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性等方面[1,3-5]，而對栓皮櫟母樹林不同強(qiáng)度撫育間伐后結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)變化的研究還未見報(bào)道，而這正是促進(jìn)栓皮櫟種群更新和持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)[6]。

本試驗(yàn)以秦嶺南坡商洛地區(qū)的栓皮櫟天然林為研究對象，采用不同強(qiáng)度的撫育間伐(10%，20%和30%)措施，以不間伐為對照，在間伐5年后對林地不同間伐強(qiáng)度下的林木個(gè)體結(jié)實(shí)特征、種子的空間分布及種子品質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)，闡明不同間伐強(qiáng)度對栓皮櫟種群結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)的影響，以期為栓皮櫟天然林種子的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和可持續(xù)經(jīng)營提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

陜西省地跨溫帶、暖溫帶和亞熱帶3個(gè)氣候帶，是我國栓皮櫟資源(分布面積和蓄積)較大的省份之一，約有56萬hm2。秦巴山區(qū)是栓皮櫟種群的分布中心，有大面積純林，是低海拔地區(qū)地帶性植被建群種，分布中心區(qū)樹體高大通直，是珍貴的用材樹種。因此，本研究的研究區(qū)域選擇在秦嶺南坡栓皮櫟林分布較集中的陜西商洛地區(qū)(33°02′30″～34°24′40″ N，108°34′20″～111°01′25″ E)。該地區(qū)地形地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，西北高，東南低，海拔最高的是牛背梁(2 802.1 m)，最低的是梳洗樓(216.4 m)。該地區(qū)屬暖溫帶、亞熱帶過渡型半濕潤山地氣候，年均氣溫10.8 ℃，極端最高氣溫40.8 ℃，極端最低氣溫-21.6 ℃，多年平均降水量710～930 mm，降水主要集中在7-9月。土壤以黃褐土為主，土層平均深度54.8 cm。植被具有從南向北過渡的特征，但栓皮櫟都是該地區(qū)分布最廣、數(shù)量最多的植被類型。林地的喬木層樹種80%以上是栓皮櫟，形成了大面積實(shí)生純林，伴生有圓柏(Sabinachinensis)、華山松(Pinusarmandii)等；灌木植物主要由黃刺玫(Rosaxanthina)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、鼠李(Rhamnusdavurica)、山梅花(Philadelphusincanus)、胡枝子(Lespedezabicolor)、野山楂(Crataeguscuneata)、陜西莢蒾(Viburnumschensianum)、山莓(Rubuscorchorifolius)等組成；草本植物主要有苔草(Carextristachya)、白茅(Imperatacylindrica)、秦嶺景天(Sedumpampaninii)、堇菜(Violaverecumda)、敗醬(Patriniascabiosaefolia)、沿階草(Ophiopogonjaponicus)等；藤本植物有南蛇藤(Celastrusorbiculatus)、三葉木通(Akebiatrifoliata)等。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置 本研究對象為20 世紀(jì)50 年代后一直保護(hù)較好的栓皮櫟天然林(占樹種組成的80% 以上)。截至2006 年，該地喬木層的平均林木年齡達(dá)50 年，郁閉度在 0.85左右，被壓林木有自然枯死現(xiàn)象。2006-05，在該地區(qū)選擇林相基本一致的地段均勻設(shè)置20 m×20 m的固定樣地共16個(gè)，其中1～4號樣地標(biāo)記為對照樣地(不間伐)，5～8號樣地標(biāo)記為間伐材積強(qiáng)度10%(保留郁閉度0.8)，9～12號樣地標(biāo)記為間伐材積強(qiáng)度20%(保留郁閉度0.7)，13～16號樣地標(biāo)記為間伐材積強(qiáng)度30%(保留郁閉度0.6)。所有固定樣地沿對角線分別設(shè)置3個(gè)5 m×5 m的灌木樣方和3個(gè)1 m×1 m的草本樣方。間伐前對所有固定樣地進(jìn)行基本林分特征調(diào)查，結(jié)果見表1。

采用森林近自然經(jīng)營的理念，對其進(jìn)行撫育間伐設(shè)計(jì)。間伐前，對各樣地內(nèi)的樹木進(jìn)行分類標(biāo)記：將樹干通直、生長旺盛、干材質(zhì)量高且損傷少的林木確定為目標(biāo)樹；對目標(biāo)樹生長無不良影響，但能增加林地物種多樣性的林木確定為生態(tài)目標(biāo)樹；將影響目標(biāo)樹生長的林木、劣質(zhì)木、病蟲木確定為干擾樹；其他林木確定為一般林木，不做標(biāo)記。撫育間伐時(shí)，對目標(biāo)樹和生態(tài)目標(biāo)樹予以保留，通過伐除干擾樹達(dá)到各樣地預(yù)設(shè)的間伐材積強(qiáng)度，一般林木不予撫育間伐[7]。此后，林地處于自然恢復(fù)和保護(hù)狀態(tài)，未經(jīng)受過較大的外界干擾。

2011-07(伐后第5 年)，對所有固定樣地進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見表2。從表2可以看出，盡管間伐強(qiáng)度有差異，但5 年后郁閉度都恢復(fù)到了0.8以上。

1.2.2 調(diào)查方法 (1)林分調(diào)查。2006-05(間伐前)和2011-07(間伐后)，對所有固定樣地進(jìn)行的林分調(diào)查如下：1)生境。地形地貌、海拔、坡向和坡度。2)群落學(xué)特征。物種的組成、高度和蓋度。3)林木調(diào)查。對所有喬木成樹(樹高≥5.0 m) 進(jìn)行每木檢尺，記錄每個(gè)物種的物種名、高度、胸徑和冠幅。4)土壤調(diào)查。土壤取樣點(diǎn)設(shè)在沿每個(gè)樣地的對角線方向，均勻設(shè)置3個(gè)，先測定地表枯枝落葉層厚度，然后取地表以下0～15 cm的混合土樣，測其鮮質(zhì)量后密封，帶回室內(nèi)，采用烘干(85 ℃)法測定土壤含水量。調(diào)查結(jié)果見表1和表2。

(2)結(jié)實(shí)量及種子空間分布調(diào)查。2011年8月中旬，在栓皮櫟種子基本成熟尚未散落前，對所有固定樣地(16塊)內(nèi)的喬木進(jìn)行每木檢尺，對所有結(jié)實(shí)個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)母樹的數(shù)量。在每個(gè)樣地選取10 株林木高度、胸徑接近于樣地林木平均值的結(jié)實(shí)母樹作為標(biāo)準(zhǔn)株，并用紅布條進(jìn)行標(biāo)記，將其作為結(jié)實(shí)量和種子品質(zhì)調(diào)查的取樣株。而后將樹冠劃分成若干標(biāo)準(zhǔn)枝(一般可將樹冠劃分成30～40 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝)，將樹冠分為陽面(光照最充分的一面)、陰面2個(gè)方向，以樹冠總高度的1/2 處為界線分為上、下2層。分別在樹冠4個(gè)區(qū)域(上下層和陰陽面)取樣，每個(gè)取樣區(qū)域砍下3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝進(jìn)行種子數(shù)量統(tǒng)計(jì)；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)株以這12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝的結(jié)實(shí)數(shù)量來推算單株結(jié)實(shí)量[8]。

(3)種子的形態(tài)特征及千粒質(zhì)量測定。2011年9月中旬，在種子完全成熟時(shí)，采摘紅布條標(biāo)記的各標(biāo)準(zhǔn)株上樹冠中部陽面外形飽滿的種子40～50 粒，將種子樣本裝入紙袋分別編號，帶回實(shí)驗(yàn)室供室內(nèi)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)用。

在測定分析種子形態(tài)時(shí)，將帶回來的每個(gè)樣地中10 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)株上的種子混合，從中取出40 粒用游標(biāo)卡尺實(shí)測每粒種子的長度、寬度；用百粒法測定種子的千粒質(zhì)量，用四分法隨機(jī)從各樣地種子中分別取出100 粒為1 組，40 ℃恒溫下烘干至恒質(zhì)量后用1/1 000電子天平稱取質(zhì)量并推算千粒質(zhì)量[9]。

(4)種子活力測定與計(jì)算。將從各樣地采集的栓皮櫟種子在25 ℃、相對濕度65%、光照14 h/d、光照強(qiáng)度250 μmol/(m2·s)條件下，用RXZ-380D型智能人工氣候箱進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。

從各樣地的栓皮櫟種子中選擇45 粒完好種子，用5 g/L的高錳酸鉀溶液浸泡0.5 h消毒，蒸餾水沖洗干凈后浸種24 h[10]，將消毒后的種子分成3 份(3 個(gè)重復(fù))，放置在直徑為20.5 cm的圓形培養(yǎng)皿中。培養(yǎng)皿里鋪一層V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠巖)=3∶1∶1的基質(zhì)，覆蓋紗布，每天加水1 次，始終保持基質(zhì)濕潤。從2011-09-28 種子置于氣候箱后2 d開始，每天定時(shí)檢查記錄發(fā)芽種子數(shù)，將胚根伸出種皮1 cm作為種子萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，在發(fā)芽末期當(dāng)連續(xù)5 d平均發(fā)芽粒數(shù)不足供試種子總數(shù)的1%時(shí)作為發(fā)芽結(jié)束期(本試驗(yàn)確定為2011-10-14，所有處理培養(yǎng)時(shí)間相同)。對仍未萌發(fā)的種子用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的四唑染色法檢測生活力。

評價(jià)種子活力的參數(shù)包括萌發(fā)率(germination percentage,GP)、萌發(fā)速率系數(shù)(coefficient of germination rate,CGR)、萌發(fā)指數(shù)(germination index,GI)和幼苗活力指數(shù)(vigor index,VI),分別按下述公式計(jì)算有關(guān)萌發(fā)參數(shù)：(1) GP=萌發(fā)種子數(shù)/試驗(yàn)用種子總數(shù)×100%；(2) CGR=[∑(t×n)/∑n]×100,式中t為自萌發(fā)試驗(yàn)開始時(shí)的天數(shù)，n為t天內(nèi)萌發(fā)的種子數(shù)[11]；(3) GI= MDG×PV,式中MDG(平均每天種子萌發(fā)數(shù))=萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)種子萌發(fā)數(shù)/萌發(fā)試驗(yàn)經(jīng)歷的天數(shù),PV(種子最大萌發(fā)數(shù))=萌發(fā)試驗(yàn)期間任意一天中達(dá)到的最大萌發(fā)數(shù)/達(dá)到這一最大值所需的天數(shù)[12]；(4) VI =萌發(fā)率×[幼苗根長+幼苗莖長(mm)](本研究中由于胚芽還沒有開始伸長，所以只計(jì)算了胚根長度)[11]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理和計(jì)算；采用SPSS 13.0軟件中的單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan’s 多重比較法，對比分析各間伐強(qiáng)度之間的差異顯著性(α=0.05)。利用Origin 8.5軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 間伐強(qiáng)度對栓皮櫟單株結(jié)實(shí)量和種子空間分布的影響

由表3可以看出，間伐5 年后，不同間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下栓皮櫟結(jié)實(shí)母樹平均單株結(jié)實(shí)量有顯著差異。間伐30%，20%，10%樣地的平均單株結(jié)實(shí)量比對照組分別增加了25.2%，13.7%，5.8%，說明隨間伐強(qiáng)度的增加，栓皮櫟單株林木結(jié)實(shí)量增幅加大。

從栓皮櫟種子在樹冠上的空間分布數(shù)量來看，73.8%的栓皮櫟種子集中分布于樹冠上層，26.2%的種子分布于樹冠下層；樹冠陽面結(jié)實(shí)量占總結(jié)實(shí)量的62.2%，樹冠陰面僅占37.8%。

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note:Different small letters in each column meant significant difference at 0.05 level．The same below．

2.2 間伐強(qiáng)度對栓皮櫟林分密度、結(jié)實(shí)母樹數(shù)量與林分總結(jié)實(shí)量的影響

森林群落中，結(jié)實(shí)母樹比例最有效地反映了林地的母樹結(jié)實(shí)狀況，通常作為衡量林分繁殖能力的主要標(biāo)準(zhǔn)[13]。由表4可以看出，不同間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下，栓皮櫟結(jié)實(shí)母樹比例表現(xiàn)為間伐強(qiáng)度30%>20%>10%>對照，說明栓皮櫟種群的繁殖力隨著間伐強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)；單因素方差分析結(jié)果表明，對照組的林分密度、結(jié)實(shí)母樹數(shù)量和結(jié)實(shí)母樹比例與間伐10%的栓皮櫟林差異不顯著，而與間伐20%和30%的栓皮櫟林有顯著差異，這說明林地間伐強(qiáng)度達(dá)到20%和30%時(shí)，結(jié)實(shí)母樹數(shù)量才會有明顯增加。10%和20%間伐強(qiáng)度下林分的總結(jié)實(shí)量較對照下降，而30%間伐強(qiáng)度下比對照提高8.4%。

2.3 間伐強(qiáng)度對栓皮櫟種子特征的影響

種子大小和千粒質(zhì)量是衡量種子品質(zhì)的重要參數(shù)，可用以表達(dá)種子內(nèi)含營養(yǎng)物質(zhì)的豐富程度，會直接影響種子擴(kuò)散過程和種子萌發(fā)成苗等，對實(shí)生苗的定居過程和實(shí)生苗存活情況有很大影響[14]，進(jìn)而影響種群更新[15-16]。不同強(qiáng)度間伐5 年后栓皮櫟種子特征測定結(jié)果見圖1。由圖1可見，在各間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下，栓皮櫟的種子長度平均為1.95 cm，種子寬度平均為1.87 cm，千粒質(zhì)量平均為2.90 kg；不同間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下的種子長度、寬度和千粒質(zhì)量均呈隨著間伐強(qiáng)度的增大而增大的趨勢，其中在間伐強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)，種子長度、寬度及千粒質(zhì)量增幅最大，達(dá)到最大值。

2.4 間伐強(qiáng)度對栓皮櫟種子室內(nèi)萌發(fā)參數(shù)的影響

對采自不同間伐強(qiáng)度的栓皮櫟種子在室內(nèi)人工氣候箱進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，測定種子萌發(fā)參數(shù)，結(jié)果見表5。表5結(jié)果表明，不同間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下的種子萌發(fā)率(GP)有顯著差異，以間伐強(qiáng)度30%樣地的種子GP最大，達(dá)到 65.43%。

由表5可以看出，不同間伐強(qiáng)度處理?xiàng)l件下栓皮櫟種子的萌發(fā)速率系數(shù)(CGR)也存在顯著差異，以對照組的CGR最大，隨著間伐強(qiáng)度的增加CGR逐漸減小。這說明間伐強(qiáng)度的增大增加了種子的活力，從而加快了栓皮櫟種子的萌發(fā)進(jìn)程，當(dāng)間伐強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)種子萌發(fā)速率最快。

由表5可以看出，間伐強(qiáng)度30%時(shí)種子的萌發(fā)指數(shù)(GI)與其他間伐強(qiáng)度處理之間有顯著性差異，種子的GI在間伐強(qiáng)度30%時(shí)達(dá)到了最大值，20%間伐強(qiáng)度下種子的GI明顯偏小，這主要是由于種子最大萌發(fā)數(shù)(PV)偏小造成的，即部分種子在萌發(fā)試驗(yàn)的后期才突然萌發(fā)，但這一性狀并不會影響該間伐強(qiáng)度下的其余萌發(fā)指數(shù)。

由表5可見，間伐強(qiáng)度30%時(shí)種子的幼苗活力指數(shù)(VI)較其他間伐強(qiáng)度有顯著增加，對照、間伐強(qiáng)度10%和20%之間的VI不存在顯著差異。這說明種子的VI只有在達(dá)到一定間伐強(qiáng)度(30%)時(shí)才會有明顯提高。

3 討 論

3.1 栓皮櫟林的結(jié)實(shí)狀況

種子的生產(chǎn)是林木生活史中的一個(gè)重要階段，主要反映在林木結(jié)實(shí)數(shù)量和品質(zhì)等方面[13]。撫育間伐經(jīng)營是一種促使森林可持續(xù)發(fā)展的森林經(jīng)營模式[17]，而對栓皮櫟林進(jìn)行撫育間伐后林木結(jié)實(shí)特性的變化還未見研究報(bào)道。本研究分析發(fā)現(xiàn)，林分總結(jié)實(shí)量在間伐強(qiáng)度10%和20%時(shí)略有下降，這可能是由于輕度的間伐并未大幅度地改善林分結(jié)構(gòu)，但卻由于林分密度略有下降而使總結(jié)實(shí)量也略有降低，因而僅從促進(jìn)林地結(jié)實(shí)量這一方面來說，間伐10%和20%的強(qiáng)度不夠理想，但這2種間伐強(qiáng)度能否促進(jìn)林地物種多樣性、土壤養(yǎng)分、林地覆蓋率等的改善，還有待進(jìn)一步研究。當(dāng)間伐強(qiáng)度增加到30%時(shí)，林分的總結(jié)實(shí)量大幅度提高，這是由于間伐強(qiáng)度的增加導(dǎo)致林分密度下降，使結(jié)實(shí)母樹的比例增加，從而使林分總結(jié)實(shí)量增加，這與魏瑞等[18]認(rèn)為的密度較低的遼東櫟(Quercusliaotungensis)林可以增加個(gè)體植株結(jié)實(shí)產(chǎn)生足夠的種子來滿足更新的需要是相一致的。

卯霞等[19]認(rèn)為，植物結(jié)實(shí)格局的形成是植物種群遺傳背景與環(huán)境長期適應(yīng)的結(jié)果，也是種群適應(yīng)環(huán)境所采取的生殖對策。本研究也發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因素對種群結(jié)實(shí)格局的影響很大。孫書存等[20]研究認(rèn)為，遼東櫟的種子數(shù)量在樹冠上的分布是不均勻的,遼東櫟母樹的結(jié)實(shí)枝條只分布于樹冠中層和上層，下層結(jié)實(shí)很少。本研究認(rèn)為，就栓皮櫟種群結(jié)實(shí)而言，樹冠上層結(jié)實(shí)量約占3/4，下層僅占1/4；平均單株結(jié)實(shí)量表現(xiàn)為隨著間伐強(qiáng)度的增加而增加，說明間伐強(qiáng)度等環(huán)境因素影響了栓皮櫟林的單株結(jié)實(shí)量。林地通過間伐后，林窗打開，森林光照得到改善，從而影響立地環(huán)境[21]，立地條件的改變使得種群密度減小,促進(jìn)了栓皮櫟更大程度地吸收外界光照和溫度等，從而使其結(jié)實(shí)量增加[17,19,22]。這與Healy等[23]認(rèn)為的采伐后紅櫟(Quercusrubra)林的單株種子產(chǎn)量高于未采伐的紅櫟林這一研究結(jié)果也是相一致的。

3.2 栓皮櫟的種子特征和萌發(fā)參數(shù)

櫟屬其他樹種如遼東櫟的種子呈卵形，所以長度大于寬度；而栓皮櫟的種子呈球形，因而長度與寬度差異不大。種子大小和千粒質(zhì)量是種子品質(zhì)的重要參數(shù)，表征了種子內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的多少，環(huán)境因子是影響種子大小和千粒質(zhì)量的重要因素[19,24]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同間伐強(qiáng)度對栓皮櫟的種子大小、千粒質(zhì)量以及室內(nèi)恒溫發(fā)芽率都有影響，且在間伐強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)種子品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu)。這可能是由于栓皮櫟本身屬于陽性樹種，其生殖生長要在光照環(huán)境下進(jìn)行，栓皮櫟種子性狀與光照息息相關(guān)，間伐使林地的林窗打開，植株接收的光照、水分等條件改善，枝繁葉茂，光合作用增強(qiáng)，積累的有機(jī)養(yǎng)分增多，因而有利于栓皮櫟種子的生長和種子品質(zhì)的提高，當(dāng)種子萌發(fā)條件滿足時(shí)表現(xiàn)為萌芽力增強(qiáng)[18]。Liu等[25]、Koutecká等[26]的研究也表明，在光照充足的生境中，植物種子結(jié)實(shí)量多，種子活力高。

本試驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)20%間伐強(qiáng)度下種子萌發(fā)指數(shù)明顯偏小的情況，這可能是由于試驗(yàn)時(shí)隨機(jī)挑選種子，導(dǎo)致混入的樹冠下層的種子多于上層種子造成的。

4 結(jié) 論

秦嶺南坡的栓皮櫟林郁閉度較大，且進(jìn)入成熟期，如不進(jìn)行撫育管理，可能會導(dǎo)致結(jié)實(shí)量減少、林分質(zhì)量下降。但由于該地區(qū)的林分為次生林，徑級分化嚴(yán)重，因此不適宜進(jìn)行主伐，而應(yīng)采取撫育間伐。這種方式可以使林窗打開，森林光照得到改善，林內(nèi)保留母樹的結(jié)實(shí)量增加，且種子品質(zhì)良好，有利于采伐后的林地更新，因此是更為合理的經(jīng)營方式。本試驗(yàn)證明，撫育間伐的經(jīng)營技術(shù)體系適合當(dāng)?shù)厮ㄆ盗值慕?jīng)營管理，尤其是間伐強(qiáng)度30%(保留郁閉度0.6)，能促使植物群落較大限度地吸收外界能量，有利于栓皮櫟種群的結(jié)實(shí)和種子品質(zhì)的提高。至于35%～50%的間伐強(qiáng)度，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到強(qiáng)度過大和具體生境(坡陡)，沒有進(jìn)行試驗(yàn)，有待于今后進(jìn)一步研究。

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Effects of thinning intensity on fruiting quantity and quality ofQuercusvariabilisforest on the south slope of Qinling Mountains

RAN Ran,ZHANG Wen-hui,ZHOU Jian-yun,HE Jing-feng

(EducationofMinistryKeyLaboratoryofEnvironmentandEcologyinWestChina,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This study aimed to research the effects of thinning intensity on fruiting quantity and quality ofQuercusvariabilisforest on the south slope of Qinling Mountains.【Method】Q.variabilishalf-mature and pure forests under close-to-natural management in Shangluo,the south slope of Qinling Mountains were selected as the object in July 2011.Based on different thinning intensities (30%,20%,10% and 0(CK)),the individual fruiting status,the total number of stand fruits,seeds spatial distributions, seeds characteristics and seeds germination rates ofQ.variabilisforests 5 years after thinning were analyzed.【Result】 The average fruiting number of individual plant increased with the increasing intensity,and the order of different treatments was 30%>20%>10%>0(CK).The total number of stand fruits of 30% thinning intensity increased the most by 8.4% compared to the control group.The upper fruiting number of the average single plant accounted for 73.8%,while the lower part accounted for 26.2%.The sunny side of canopy layer set the most fruits with the ratio of 62.2%.The seed size,1 000-seed mass,and seed germination ofQ.variabiliswere different under different thinning intensities,and seed quality and heated indoor germination rate were the best when the thinning intensity was 30%.【Conclusion】 The thinning intensity of 30% (canopy density keep 0.6) was most conducive to the improvement of fruiting and seed quality ofQ.variabilishalf-mature forest,and it could promote the sustainable development ofQ.variabilisnatural forest.

Quercusvariabilis;the south slope of Qinling Mountains;close-to-natural forest management;thinning intensity;fruiting;seed quality

2013-09-22

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201004011)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30872018)；陜西省重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2009JZ005)

冉 然(1988-)，女，四川綿陽人，碩士，主要從事森林培育與園林植物研究。E-mail:ranran789456@126.com

張文輝(1955-)，男，陜西岐山人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事植物生態(tài)學(xué)和森林培育研究。 E-mail:zwhckh@163.com

時(shí)間:2014-12-12 09:30

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.01.004

S753.7

A

1671-9387(2015)01-0085-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20141212.0930.004.html