坡向及林窗大小對油松人工林天然更新幼苗數(shù)量及生長的影響

胡玉珠

(阜新市林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 阜新 123099)

在森林的可持續(xù)經(jīng)營中，一個關(guān)鍵性的問題即為林窗。目前國內(nèi)外在相關(guān)方面的研究主要是針對林窗形成后對林地更新的影響方面[1]，我國在天然林內(nèi)的林窗更新方面的研究比較多，而在人工林間伐后形成的天窗內(nèi)自然更新的幼苗生長情況的研究比較少。間伐是當(dāng)前營林措施中一項(xiàng)重要的技術(shù)，形成的林窗在林分的自然更新、林地條件的改善、林分結(jié)構(gòu)的發(fā)展等多個方面有著重要的作用。林窗內(nèi)的光照、溫度、濕度等生態(tài)條件主要受到所處的坡向、林窗大小等的影響[2]。

油松耐干旱貧瘠，適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，是我國北方地區(qū)主要的抗旱造林樹種。油松人工林結(jié)實(shí)后種子可以萌發(fā)實(shí)現(xiàn)自然更新[2]。油松幼苗具有較好的耐蔭能力，生長后期喜光，幼苗的生長在很大程度上受到生境條件的影響[2]。在油松人工林中，經(jīng)過各種強(qiáng)度的撫育間伐后形成的林窗大小各異，天然更新形成的不同年齡油松苗個體數(shù)量、平均高度、基徑以及各器官干物質(zhì)積累等情況是油松幼苗對林窗環(huán)境適應(yīng)情況的一種最直接的反映[3]。為了比較油松人工林內(nèi)不同坡向、林窗大小情況下天然更新幼苗的生長發(fā)育情況，特開展了此研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于遼寧省阜新市城郊國有阜蒙縣王府林場紅帽子工區(qū)4林班62小班，42°10＇8″ N，120°26＇3″ E。為典型的半干旱大陸季風(fēng)性氣候，氣候干旱，水土流失嚴(yán)重，平均海拔852 m左右，年均氣溫5.8 ℃，極端最高、最低氣溫分別在40.8、-30.5 ℃，無霜期年均129.2 d，日照時數(shù)年均2 840 h，年降水量平均400 mm，分布不均勻，年蒸發(fā)量平均在1 700 mm左右。油松林造林時間為20世紀(jì)80年代后期，林況較差，郁閉度0.3，2010年實(shí)施間伐撫育后形成不同大小的天窗。

1.2 調(diào)查設(shè)計

調(diào)查設(shè)6個處理，即在海拔847.2 m左右處的陰坡、陽坡上分別選擇近似橢圓形的小林窗、大林窗，小林窗、大林窗的衡量標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)[3]中的方法，并選擇同海拔陰坡、陽坡的未間伐油松人工林作為對照處理。林窗的選擇要求南北向長、東西向短。每種類型的林窗調(diào)查4塊樣地。

1.3 試驗(yàn)方法

20世紀(jì)80年代末進(jìn)行油松造林時采取穴狀整地的方式，栽植的株行距為2.6 m×2.6 m，1994年開展過1次撫育、除灌工作，2002年進(jìn)行1次撫育間伐，強(qiáng)度在15%～20%，主要是將其中長勢差、感染病蟲苗木伐除，2010年開展1次間伐，形成各種規(guī)格大小的林窗。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及方法

2018年7—9月按照設(shè)計的要求開展不同處理的試驗(yàn)，設(shè)置5 m×5 m的樣地開展調(diào)查，以油松幼苗的側(cè)枝輪數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)判斷其年齡，調(diào)查每個樣方內(nèi)各年齡油松幼苗的數(shù)量，并統(tǒng)計其平均高度、基徑[4]；分別在每個樣方內(nèi)每個年齡段選擇3株標(biāo)準(zhǔn)樣株(與平均高度、基徑相近)，做好標(biāo)記后挖出，分別取根、莖、葉后清洗干凈，置于80 ℃下烘干至恒重分別稱質(zhì)量，計算得到單株不同器官的干質(zhì)量[5]。各處理取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗齡幼苗數(shù)量

對不同條件類型天然更新油松幼苗各年齡段的苗木數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表1。由表1可以看出，陰坡林下和陽坡林下天然更新8年后缺乏4年生以及4年生以上的幼苗，陰坡小林窗和陽坡小林窗中缺乏8年生油松幼苗；大林窗內(nèi)天然更新油松幼苗的年齡結(jié)構(gòu)比較合理，且隨著樹齡的增加，苗木數(shù)量呈現(xiàn)一定的波動態(tài)勢，而小林窗、林下的4個處理中苗木數(shù)量表現(xiàn)為2年生后逐漸降低。表明林窗對種子的萌發(fā)及幼苗的生長比較有利，大林窗有助于培養(yǎng)大規(guī)格的苗木，且陰坡上林窗內(nèi)天然更新情況整體優(yōu)于陽坡。

表1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗齡幼苗個體數(shù)量比較 株

2.2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高及基徑分析

對不同條件類型下天然更新油松幼苗各年齡段的苗高、基徑進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表2、表3。根據(jù)表2可知，不同大小林窗內(nèi)天然更新的各苗齡幼苗平均高、基徑表現(xiàn)出不同的差異，在坡向相同的情況下，林窗的大小對前3年內(nèi)的油松苗高生長影響不明顯，對3年生以上的苗高生長有著明顯的影響，大林窗優(yōu)于小林窗；在苗齡相同的情況下，陰坡比陽坡更加有利于油松苗木的生長。

表2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高度比較 cm

根據(jù)表3可知，隨著油松苗齡的增加，其基徑逐漸增粗；在苗齡相同的情況下，陰坡大林窗更有利于油松苗木的基徑生長。

表3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均基徑比較 mm

2.3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、莖、葉各器官生物量分析

不同坡向及林窗大小天然更新的油松幼苗根、莖、葉各器官生物量統(tǒng)計結(jié)果見表4。由表4可知，在相同年齡、相同坡向的情況下，根、莖、葉的生物量以大林窗>小林窗>林下，在林窗大小相同、年齡相同的情況下，陰坡苗木生物量高于陽坡苗木生物量，從樹齡上分析，以2～4年的油松苗生物量增加最快。

表4 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、莖、葉各器官生物量比較 g·株-1

3 結(jié)論與討論

不同年齡油松幼苗的數(shù)量、平均高、基徑、生物量等都可以反映出其對環(huán)境的適應(yīng)能力[3,4]。油松幼苗期對光照需求少，耐蔭能力強(qiáng)，隨著年齡的增加，苗木對光照的需求逐漸增加，但是新生苗木如果沒有一定的庇蔭條件則難以進(jìn)入主林冠層[5-7]。試驗(yàn)結(jié)果表明，未間伐的油松人工林4年及4年以上的天然更新苗木缺乏，小林窗內(nèi)生長8年的較大規(guī)格的苗木數(shù)量缺乏，大林窗內(nèi)的各年齡結(jié)構(gòu)的苗木分布均勻；天然更新的油松苗前3年生長相對緩慢，3～4年后生長速度相對較快，大林窗對油松幼苗樹高、基徑生長的促進(jìn)作用更加明顯；在幼苗的年齡、坡向相同時，各器官的生物量排序均為大林窗>小林窗>林下，且陰坡的促進(jìn)效果更好。