長白落葉松不同皆伐帶寬和更新密度對人工更新生長的影響

孫 楠，張怡春，秦凱倫 (.黑龍江省林業(yè)科學研究所，黑龍江哈爾濱5008;2.東北林業(yè)大學，黑龍江哈爾濱50040)

長白落葉松由于生長速度快、適應性強現(xiàn)已成為黑龍江省的主要造林樹種［1－2］。但大面積營造人工純林會造成林分生物多樣性降低，病蟲害嚴重發(fā)生，使得長白落葉松人工林在生態(tài)系統(tǒng)上十分脆弱，無法充分發(fā)揮生態(tài)效益［3－5］。該文采用近自然林業(yè)理論，對長白落葉松進行不同帶寬的皆伐，并采用鄉(xiāng)土樹種按不同密度進行人工更新，研究不同的皆伐帶寬和密度對人工更新幼樹生長的影響，為現(xiàn)有長白落葉松人工純林的可持續(xù)經(jīng)營提供技術支撐。

1 研究區(qū)概況

孟家崗林場位于黑龍江省樺南縣東北部，地理坐標為130°32'42″～130°52'36″E，46°20'16″～46°30'50″N。地處完達山西麓余脈，以低山丘陵為主，坡度較為平緩，大部分坡度在10°～20°，平均海拔250 m，屬東亞大陸性季風氣候。年平均氣溫2.7℃，≥10℃年積溫2 547℃，年平均降水量550 mm，無霜期120 d左右。

2 研究方法

試驗地設置在黑龍江省佳木斯市孟家崗林場52林班的11小班和69林班的11、12小班，林分為長白落葉松人工純林，林齡為41年，面積為 10.8 hm2，2012年冬季設置15，30和50 m帶寬進行帶狀皆伐，采伐后采用水曲柳、云杉、胡桃楸、紅松、柞樹按照2 000和3 300株/hm2的密度進行人工更新，對更新苗木的成活率、地徑和苗高進行調(diào)查分析，篩選出長白落葉松人工林帶狀皆伐近自然經(jīng)營的最佳帶寬及最佳更新密度。

3 結(jié)果與分析

3.1 各更新樹種成活率

3.1.1 皆伐帶寬對各更新樹種成活率的影響。對不同皆伐帶寬更新成活率進行調(diào)查分析，結(jié)果表明皆伐帶寬為50 m的林地，人工更新5個樹種的平均成活率為92.13%，只有柞樹的成活率稍低些，僅為79.36%(表1)。對不同帶寬人工更新苗木的成活率進行方差分析，結(jié)果顯示差異顯著，皆伐帶寬越大，人工更新成活率越高，反之，皆伐帶寬越小，人工更新的成活率越低。

表1 不同皆伐帶寬更新成活率情況 %

3.1.2 更新密度對各更新樹種成活率的影響。對不同更新密度各樹種的成活率進行調(diào)查，更新密度為2 000株/hm2的林分，各樹種更新成活率較高，較更新密度為3 300株/hm2的林分高出17.52%。其中，不同更新密度紅松的成活率最懸殊，相差將近30個百分點(表2)。方差分析結(jié)果顯示，更新密度對各樹種的成活率有顯著影響，密度越大，成活率越低。

表2 不同更新密度下各樹種成活率情況 %

3.1.3 不同更新樹種成活率。造林后1年，對不同更新樹種的成活率進行調(diào)查分析，云杉的成活率最高(93.63%)，其他樹種均沒有達到90%的造林成活率標準(柞樹68.06%，紅松 68.38%，胡桃楸 87.88%，云杉 93.63%，水曲柳88.93%)，柞樹和紅松的成活率較低，還不到70%，因此，需要在第2年進行補植。方差分析結(jié)果顯示，不同更新樹種間造林成活率存在顯著差異。

3.1.4 更新成活率的雙因素方差分析。由于調(diào)查指標是成活率，對于單株幼樹而言，只有成活率0和100%2種情況，由此產(chǎn)生的組內(nèi)平方和就會比較大，如果用該數(shù)據(jù)分析皆伐帶寬、更新密度和更新樹種的交互作用對成活率的影響，結(jié)果缺乏準確性，所以文中對其中任意2個因素進行雙因素方差分析。由表3可知，皆伐帶寬、更新密度和更新樹種任意2個因素的交互作用對更新成活率沒有顯著影響(F=1.222，F(xiàn)=0.799和F=0.568)。3個因素中，對苗木成活率影響最大的因子是更新樹種，其次是更新密度，最次是皆伐帶寬。

表3 更新成活率的雙因素方差分析

3.2 各更新樹種生長情況

3.2.1 皆伐帶寬對各更新樹種生長的影響。對不同皆伐帶寬各更新樹種的苗高和地徑進行調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果見表4。皆伐帶寬為30 m的林地，人工更新柞樹、紅松和云杉的生長較好，苗高和地徑均是3種帶寬中最大的;胡桃楸和水曲柳在皆伐帶寬為50 m的林地下生長較好，皆伐帶寬15 m的次之，皆伐帶寬30 m的最差。

表4 不同皆伐帶寬各更新樹種的生長情況cm

3.2.2 更新密度對各更新樹種生長的影響。對不同更新密度各更新樹種的苗高和地徑進行調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果見表5。更新密度為2 000株/hm2的林分，柞樹、紅松、胡桃楸、云杉和水曲柳的苗高和地徑均高出更新密度為3 300株/hm2的林分。方差分析結(jié)果顯示，更新密度對各更新樹種的苗高有顯著影響，密度越大，苗高越小，對地徑的影響不顯著。

表5 不同更新密度各更新樹種的生長情況cm

3.2.3 不同更新樹種的生長情況。在長白落葉松的皆伐地人工更新柞樹、紅松、胡桃楸、云杉和水曲柳5個樹種，1年后對不同更新樹種的苗高和地徑進行調(diào)查并分析，結(jié)果顯示:水曲柳的苗高最大，紅松的苗高最小，由于造林時云杉用的苗木為4年生苗，所以苗高和地徑都較大些。從整體上看，闊葉樹種的苗高要高于針葉樹種，胡桃楸的地徑較大(0.74 cm)，由于柞樹和紅松造林時苗木均為2年苗，苗木本身較小，加上造林第1年為緩苗期，苗高和地徑都比較小(表6)。

表6 不同更新樹種的生長情況 cm

3.2.4 更新樹種生長情況的多因素方差分析。對長白落葉松不同皆伐帶寬、不同更新密度和不同更新樹種的苗高進行多因素方差分析。由表7可知，皆伐帶寬、更新密度和更新樹種對苗高都有顯著影響(F=12.818，F(xiàn)=4.545和 F=96.281)，其中，皆伐帶寬與更新樹種、更新密度與更新樹種2個因素的交互作用和對皆伐帶寬、更新密度與更新樹種3個因素的交互作用對苗高都有顯著性影響(F=6.439，F(xiàn)=4.338，F(xiàn)=4.202)，皆伐帶寬與更新密度的交互作用對苗高的影響不顯著(F=0.536)，由此可以看出，更新樹種是3個因素中對苗高影響最大的因子，其次是皆伐帶寬，最后是更新密度。

表7 更新幼樹苗高的多因素方差分析

對長白落葉松不同皆伐帶寬、不同更新密度和不同更新樹種的地徑進行多因素方差分析。由表8可知，皆伐帶寬和更新樹種對地徑都有顯著影響(F=3.688和F=28.600)，其中，皆伐帶寬、更新樹種和更新密度3個因素中任意2個因子的交互作用和3個因素的交互作用對苗木的地徑都有顯著影響(F=4.842，F(xiàn)=5.016，F(xiàn)=4.418，F(xiàn)=7.178)，3個因素中，對苗木地徑影響最大的因子是更新樹種，其次是皆伐帶寬，最次是更新密度。

表8 更新幼樹地徑的多因素方差分析

4 結(jié)論與討論

(1)皆伐帶寬、更新密度和更新樹種對更新苗木的成活率都有著顯著影響，更新的5個樹種中有3個為闊葉樹種(水曲柳、胡桃楸和柞樹)，喜光性強，因此，皆伐帶寬50 m的林地更新各樹種的成活率較高;2 000株/hm2的更新密度各樹種成活率要高于3 300株/hm2的林分，除去苗木本身的差異外，這是由于更新密度大的林分，營養(yǎng)空間相對小些，苗木間的競爭比較激烈;5個樹種中只有云杉的成活率超過了90%，其他樹種均需要補植。對苗木成活率影響最重要的是更新樹種，更新密度次之，皆伐帶寬最次。造成成活率過低的原因除了苗木自身和造林技術外，還有部分原因是由于造林的林地是剛皆伐過的林分，全光的情況下，草本和灌木生長迅速，撫育稍不及時，就會嚴重影響造林的成活率。

(2)人工更新柞樹、紅松和云杉在皆伐帶寬30 m的林地生長較好，苗高和地徑均最高。試驗表明，30 m的皆伐帶寬更有利于人工更新幼樹的生長，是由于該皆伐帶寬形成的林隙下光照條件更適合幼樹更新，這與殷鳴放等［5］人研究得到的伐3行留3行較伐2行留2行林下更新生長的好結(jié)論相似;2 000株/hm2的更新密度各樹種苗高和地徑均高于3 300株/hm2的林分;由于是造林第1年，所以各造林樹種苗木的選擇對苗高和地徑的影響占了很大的比例，云杉造林苗為4年生，所以苗高和地徑都很大。更新樹種對苗木的苗高和地徑的影響最顯著，皆伐帶寬次之，更新密度影響最小。多因素方差分析結(jié)果說明，只要更新樹種不同，苗高和地徑之間就會存在顯著差異。

(3)建議生產(chǎn)時對長白落葉松過熟林進行30 m帶寬的帶狀皆伐，更新樹種多為闊葉樹種時，更新密度2 000株/hm2比較適宜。

［1］張泱，宋啟亮，董希斌.帶狀皆伐改造對小興安嶺低質(zhì)林土壤養(yǎng)分的影響［J］.東北林業(yè)大學學報，2013，41(6):33 －37.

［2］閔志強.長白落葉松生物量估測模型研究［D］.北京:北京林業(yè)大學，2010，7.

［3］馬煒.長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預估［D］.北京:北京林業(yè)大學，2012，13.

［4］李超，董希斌，李芝茹.大興安嶺低質(zhì)林不同皆伐改造后枯落物持水性能分析［J］.東北林業(yè)大學學報，2012，40(4):92 －96.

［5］殷鳴放，周立君，畢剛?cè)铮?帶狀間伐對長白落葉松人工純林誘導復層林效果評價［J］.東北林業(yè)大學學報，2013，41(5):20－24.