太行山南麓栓皮櫟人工林密度對林木生長的影響

賈長榮，任迎豐，姚浩，李曉晨，王愛國

（濟源市林業(yè)局，河南 濟源 459000）

太行山南麓栓皮櫟人工林密度對林木生長的影響

賈長榮，任迎豐，姚浩，李曉晨，王愛國

（濟源市林業(yè)局，河南 濟源 459000）

為確定太行山南麓栓皮櫟人工林合理的造林密度，以河南省國有濟源市大溝河林場30年生的6種不同密度的栓皮櫟人工林作為研究對象，采用樣地調查方法，對不同密度的栓皮櫟人工林的林木生長指標進行調查。結果表明，栓皮櫟的林分密度與平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和單株平均材積關系密切。平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和單株平均材積均隨著林分密度的逐漸增大而減小。太行山南麓30年生的栓皮櫟人工林的最佳林分密度應控制在1 400株/hm2，有利于栓皮櫟林木的生長。

栓皮櫟人工林；林分密度；林木生長；最佳林分

栓皮櫟（Quercus variabilis）屬于殼斗科櫟屬落葉喬木，是太行山區(qū)防護林和水源涵養(yǎng)林的主要造林樹種之一。其適應性強，耐干旱、貧瘠，根系發(fā)達，枝葉茂盛，具有良好的涵養(yǎng)水源和保持水土的生態(tài)功能[1]。本文通過對濟源市大溝河林場30年生栓皮櫟人工林造林密度與林分生長關系進行研究，以確定其合理的林分密度，為太行山南麓栓皮櫟人工林的合理經營提供科學依據。

1 研究區(qū)概況

河南省國有濟源市大溝河林場地處太行山南麓，黃河小浪底庫區(qū)北岸（112°24′～112°32′E，34°58′～35°04′N）。該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫14.3℃，≥10℃的活動積溫為4 539.6℃，全年平均日照時數為2 375.4 h，多年平均降水量641.7 mm，其中7～9月份降水量占全年降水量的54.25%，但年際變化較大，且季節(jié)分布不均。試驗地海拔高300～380 m之間，土壤為褐土，土層厚度為15～40 cm，pH值一般為7.0～7.5之間。主要造林樹種為栓皮櫟、側柏、刺槐等喬木，林下植被多為荊條、扁擔木、酸棗等小灌木及蛇葡萄、堇菜、雀兒舌頭等草本植被。

2 研究方法

2.1 樣地設置

在查詢林場造林資料的基礎上，結合二類調查數據，通過實地考察，選擇坡度、坡向、土壤性質等立地條件相似，并具有代表性的6種林分密度（800株/hm2、1 000株/hm2、1 400株/hm2、1 800株/hm2、2 400株/hm2、3 000株/hm2）30年生的栓皮櫟人工林，在6種林分密度下設置規(guī)格為20 m×20 m的標準樣地8塊，共計48個樣地。

2.2 調查方法

在樣地內對所有栓皮櫟進行每木檢尺，詳細記錄每株樹的樹高、胸徑、冠幅、枯死木等林木生長指標。其中，用帶有標度的測桿測定林木的樹高，當樹高超過11 m時，用手持布魯萊測高器測定其樹高；采用胸徑尺測量其樹木1.3 m處直徑；采用米尺測量其樹木冠幅東西、南北兩個方向的直徑，然后取兩者的平均值作為樹木的冠幅；所有樣地數據采集工作于2013年8月～10月進行。

2.3 數據處理與分析

根據調查樹木的樹高和胸徑，利用《河南省主要樹種立木材積及形高表》查算立木材積[2]，用其結果推算不同密度栓皮櫟林分的生長情況。本文所采集數據均在Excel 2003中進行數據處理。

3 結果與分析

3.1 林分密度對樹高的影響

從圖1中可以看出，栓皮櫟人工林的林分密度與平均樹高呈負相關關系，其回歸方程為：y =40.892x-0.264，相關指數為0.950 1。當栓皮櫟人工林的林分密度從800株/hm2增加到3 000株/hm2時，平均樹高由9.2 m減小到6.9 m，這說明隨著栓皮櫟林分密度的增加其平均樹高逐漸減小。這與童書振等對杉木[3]的研究結果相一致，但是與徐勃等對青楊[4]的研究結果不同，這不僅與不同樹木種類直接影響林木的高度有關，還與其樹木生長的立地條件、環(huán)境因素等有關。

3.2 林分密度對胸徑的影響

栓皮櫟人工林各樣地林分胸徑的測量結果表明，栓皮櫟的胸徑隨著林分密度的增大逐漸減小。當密度從800株/hm2增至3 000株/hm2時，胸徑下降了4.5 cm。由此可知，栓皮櫟的胸徑生長與林分密度有密切的關系。由圖2可知，30年生栓皮櫟人工林隨著林分密度的增加其胸徑卻在逐漸的減小，其回歸方程為：Y = -3.093Ln（x）+32.095，相關指數為0.940 4。也就是說栓皮櫟胸徑與林分密度呈負相關關系，這與對西南樺[5]、青楊[4]、杉木[6]、油松[7-8]和水曲柳[9]等樹種的研究得出的結果相一致。

不同密度條件下，栓皮櫟胸徑生長顯現出的差異，可能是由于土壤養(yǎng)分、水分及太陽輻射等因素的不同而造成的。高密度林分條件下，林木間競爭養(yǎng)分、水分等環(huán)境因子的狀況加劇，同時林分密度大導致林木生長空間減小，從而造成林木的胸徑減??；而低密度林分條件下，林木間競爭較小，林木個體擁有了足夠的營養(yǎng)供給，所以林木的胸徑較大。3.3 林分密度對冠幅的影響

栓皮櫟人工林的林分密度從800株/hm2增加到3 000株/hm2時，平均冠幅由5.8 m減小到2.3 m（圖3）。

栓皮櫟的林分密度與冠幅也呈負相關關系，其回歸方程為：y =7.441 5e-0.0004x，相關指數為0.975。原因是隨著林分密度的減少，林分及林地的光照條件得到充分的改善，增加了林木的個體營養(yǎng)空間，樹冠得到迅速擴展，使得樹冠的體積增大，枝葉量增加，大幅度提高了林木制造有機物的同化“工廠”的能力。同時地表溫度的升高，促進了土壤微生物的活動，加速了死地被物的分解，提高了土壤的肥力，樹木可以得到更多的營養(yǎng)供給。

3.4 林分密度對單株材積的影響

栓皮櫟的林分密度由800株/hm2增加到3 000株/hm2時，其單株平均材積從0.049 m3逐漸減少到0.013 m3（圖4）。進一步分析可知，林分密度為800株/hm2的單株平均材積是林分密度3 000株/hm2單株平均材積的3.77倍，由此可知，在林齡和立地條件相同的條件下，林分密度越小，林木平均直徑越大，平均材積也就越大。相反，林分密度越大，平均材積也就越小，林分密度對林木單株生長具有一定的制約作用[10]。由圖4可知，30年生栓皮櫟人工林的林分密度與單株材積呈負相關關系，其回歸方程為：Y = 43.058x-1.02，相關指數為0.971 9。結合圖2可知，林分密度對單株材積生長的影響和它對胸徑生長的影響具有一致性。這是因為高密度林分中林木個體較多，個體之間存在嚴重的相互競爭，造成林木生長受到一定的限制，從而導致單株生長量下降的緣故，由此可知，隨著林分密度的增加林木單株材積逐漸減小。

3.5 林分密度對蓄積量的影響

林分蓄積量等于平均單株材積與林分密度的乘積，其值取決于這兩個因素中哪個因素居于支配地位。栓皮櫟蓄積量隨著林分密度的增加呈現出先增加后減小的變化趨勢（圖5）。從中還可以看出，當林分密度為2 400株/hm2時，栓皮櫟蓄積量最小，為36.40 m3/hm2。林分密度為1 400株/hm2時，栓皮櫟蓄積量為最高，達到54.00 m3/hm2，這說明30年生的栓皮櫟人工林的最佳林分密度為1 400株/hm2。

4 結論

通過對6種不同密度30年生栓皮櫟人工林的調查分析表明，栓皮櫟的林分密度與平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和單株平均材積關系密切。隨著林分密度的逐漸增大，平均樹高、平均胸徑、平均冠幅和單株平均材積均逐漸減小，其相關指數均大于0.9，這說明林分密度能顯著影響栓皮櫟人工林個體的生長。

根據林分密度與蓄積量的分析可知，當栓皮櫟的林分密度為1400株/hm2時，蓄積量為最高（54.00m3/hm2），這說明太行山南麓低山丘陵區(qū)30年生的栓皮櫟人工林的最佳林分密度為1400株/hm2，這樣有利于栓皮櫟林木的生長。

[1]羅偉祥，張文輝，黃一釗，等.中國栓皮櫟 [M].北京:中國林業(yè)出版社，2009.

[2]光曾云，邢鐵牛.河南省主要樹種立木材積及形高表[M].鄭州: 黃河水利出版社，1998.

[3]童書振，盛煒彤，張建國.杉木林分密度效應研究 [J].林業(yè)科學研究，2002，15（1）:66-75.

[4]徐勃，張仕清.同仁地區(qū)青楊速生豐產林幾種常用造林密度對生長的影響 [J]. 青海大學學報（自然科學版），2002，20（20）: 8-10.

[5]鄭海水，黎明，王炳根，等.西南樺造林密度與林木生長的關系[J]. 林業(yè)科學研究，2003，16（1）: 81-86.

[6]林開敏，余新妥，邱爾發(fā)，等.杉木造林密度生長效應規(guī)律的研究[J]. 福建林學院學報，1996，16（1）: 53-56.

[7]韓照日格圖，白靜，田有亮，等.大青山區(qū)油松人工林密度對林木生長影響的研究 [J]. 內蒙古農業(yè)大學學報，2007，28（4）: 67-70.

[8]李曉宏，高甲榮，張金瑞，等.密云水庫油松人工林的林分密度與生長因子 [J]. 浙江林學院學報，2010，27（60）: 821-825.

[9]田宇明，王慶成，王鵬，等.水曲柳造林密度與林分生長的關系[J]. 林業(yè)科技，2009，34（5）：17-20.

[10]張怡春，蘭湛，王麗艷，等.長白落葉松人工林密度效應模型的研究[J].吉林林業(yè)科技，2000，2（2）:21-23.

（責任編輯：楊婷婷）

Effects of Density on the Growth of Quercus variabilis Plantations at the Southern Foot of Taihang Mountains

JIA Changrong，Ren Yingfeng，YAO Hao，LI Xiaochen，WANG Aiguog
（Forestry Bureau of Jiyuan City，Jiyuan 459000，Henan，China）

In this paper，6 densities of 30-year-old Quercus variabilis plantations on Dagouhe State-owned Forest Farm in Jiyuan City，Henan Province were used as the study objects in order to determine the rational forestation density of the plantations at the southern foot of Taihang Mountains.A sample-plot survey was made on the growth indexes of the plantations with different densities.The results showed that there was a close correlation between the stand density and the mean tree height，mean DBH，mean canopy diameter and the single mean volume.The mean tree height，mean DBH，mean canopy diameter and the single mean volume decreased with the progressive increase of the stand density.The optimum stand density of the 30-year-old Quercus variabilis plantations at the southern foot of Taihang Mountains should be controlled at 1400/hm2，which would be conducive to their growth.

Quercus variabilis plantations;Stand density;Tree growth;Optimum stands

S792.18

A

2095-0152（2015）01-0048-03

2014-12-19

2015-01-13

賈長榮（1975-），男，工程師，主要從事森林培育工作。E-mail：jcr750801@126.com