內(nèi)蒙古大青山華北落葉松人工林修枝成效研究

高永晨，劉志強(qiáng)

(1. 內(nèi)蒙古卓資縣上高臺(tái)林場(chǎng)，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012314； 2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)和草原種苗總站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)為落葉喬木，樹皮灰褐色或棕褐色，片狀剝裂，樹高可達(dá)30 m，胸徑可達(dá)100 cm，花期4—5月，球果成熟期9—10月，種子有翅，球果宿存。華北落葉松是中國特有樹種，是華北地區(qū)中山以上山地的主要造林樹種[1]，在大青山人工栽培成林，長勢(shì)良好。上高臺(tái)林場(chǎng)自1958年建場(chǎng)開始營造華北落葉松人工林，現(xiàn)有華北落葉松人工林面積 4 185.0 hm2，其中郁閉度 0.7 及以上的中幼齡林面積為 2 087.5 hm2。2011年上高臺(tái)林場(chǎng)在郁閉度 0.7 及以上的中、幼齡華北落葉松人工林內(nèi)進(jìn)行修枝撫育，其中幼齡林(≤ 20 a)修枝面積 149.8 hm2；中齡林(21～40 a)修枝面積 850.2 hm2，共進(jìn)行修枝面積 1 000.0 hm2。人工修枝采用平切法，即與樹干平行割除；活枝采用留樁法，即修枝時(shí)保留1～3 cm的殘樁，防止切口相連造成環(huán)狀剝皮，修枝在冬季進(jìn)行，修枝高度不低于樹高的1/2，修枝后林木相對(duì)高度一致，林相整齊，改善了林內(nèi)動(dòng)植物生存環(huán)境。將修整下的枝條清除出林地，堆積于集材道兩側(cè)，全部運(yùn)出林區(qū)，從源頭上杜絕森林火災(zāi)的發(fā)生。

1 研究區(qū)概況

上高臺(tái)林場(chǎng)位于內(nèi)蒙古烏蘭察布市卓資縣境內(nèi)西北部，地處大青山東端，東與察右中旗毗鄰；西與呼和浩特市賽罕區(qū)、新城區(qū)為界；南臨110國道；北與察右中旗和四子王旗相連。地理坐標(biāo)40°56′—41°15′N，111°51′—112°23′E。東西長45 km，南北寬34 km。屬山地中山、丘陵區(qū)，也有少量灘川地分布，山地丘陵、灘川地及土石山地和石質(zhì)山地相互交錯(cuò)分布。坡度在20°～30°之間，個(gè)別地方坡度達(dá)45°以上，海拔1 350～2 200 m，相對(duì)高差850 m。年平均氣溫6 ℃，年極端最高氣溫 35.4 ℃，年極端最低氣溫 -29.2 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)為 2 735.6 h。年均降水量 337.5 mm，降水集中在7—9月，年均蒸發(fā)量1 900 mm。年平均風(fēng)速 2.6 m·s-1，大風(fēng)多集中于冬春季節(jié)。土壤組成主要有栗鈣土、灰褐土、山地草甸土。林場(chǎng)林地總面積 44 298.9 hm2，森林覆蓋率 49.70%。天然樹種包括柔毛繡線菊(Spiraeapubescens)、遼寧山楂(Crataegussanguinea)、黃刺玫(Rosaxanthina)、山杏(Armeniacasibirrcn)、毛櫻桃(Cerasustomentosn)、杜松(Juniperusrigida)、遼東櫟(Quercuswutaishanica)、小葉忍冬(Loniceramicrophylla)、金銀忍冬(Loniceramaackii)、玫瑰(Rosarugosa)、紅瑞木(Cornusalba)、白樺(Betulaplatyphylla)、山楊(Populusdavidiana)等。人工林樹種包括油松(Pinustabulaeformis)、樟子松(P.sylvestresvar.mongolica)、華北落葉松等[1]。

2 研究方法

2011年冬季，在上高臺(tái)林場(chǎng)口子林區(qū)圪堵戶東井華北落葉松中齡人工林和水磨林區(qū)曹碾溝梁頂華北落葉松幼齡人工林內(nèi)進(jìn)行修枝撫育，作業(yè)時(shí)分別設(shè)置修枝前(對(duì)照)和修枝后(修枝)監(jiān)測(cè)樣地2對(duì)，其中在曹碾溝梁頂幼齡人工林內(nèi)設(shè)置對(duì)照和修枝2個(gè)樣地，在東井中齡林內(nèi)設(shè)置對(duì)照和修枝2個(gè)樣地。監(jiān)測(cè)樣地為長期固定樣地，樣地形狀為矩形，長100 m、寬10 m，長邊平行等高線，樣地面積是 0.1 hm2；樣地中心點(diǎn)、端點(diǎn)、四角及邊界設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí)。

調(diào)查及統(tǒng)計(jì)方法：從2012年6月開始對(duì)設(shè)置在圪堵戶東井和水磨曹碾溝梁頂?shù)娜A北落葉松人工林內(nèi)2對(duì)監(jiān)測(cè)樣地進(jìn)行調(diào)查，分別在修枝后的2012年、2014年、2016年、2018年和2020年6月，測(cè)量每株活立木的樹高、胸徑、冠幅(東西、南北)，用加權(quán)法計(jì)算平均樹高、平均胸徑、每公頃活立木株數(shù)，用對(duì)角線法測(cè)量林分郁閉度[2]，2020年6月在每個(gè)樣地內(nèi)選測(cè)3株標(biāo)準(zhǔn)木，4個(gè)樣地內(nèi)共做12株標(biāo)準(zhǔn)解析木，分別計(jì)算不同齡階(5 a)的胸徑、樹高及材積年平均生長量，在解析木樹干高度 1.3 m、2.0 m、4.0 m、6.0 m、8.0 m處鋸5 cm厚的橫斷面，分別測(cè)量節(jié)子數(shù)和節(jié)子長度進(jìn)行匯總計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 修枝對(duì)華北落葉松人工林生長的影響

曹碾溝梁頂和圪堵戶東井的華北落葉松修枝監(jiān)測(cè)樣地的5次調(diào)查結(jié)果見表1、表2。

表1 曹碾溝梁頂修枝對(duì)林分生長的影響Tab.1 Influence of pruning on stand growth at the top of Caoniangou

由表1、表2可知，華北落葉松人工林修枝后，曹碾溝梁頂修枝后幼齡林林分密度高于對(duì)照樣地，平均胸徑、平均樹高與對(duì)照樣地相比明顯提高，單株平均冠幅減??；圪堵戶東井修枝后中齡林林分密度高于對(duì)照樣地，平均胸徑、平均樹高與對(duì)照樣地相比有所提高，單株平均冠幅減小。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)解析木生長量分析

由表3可知，曹碾溝梁頂在林齡19 a時(shí)修枝，一直觀察到林齡28 a，修枝與對(duì)照樣地的胸徑、樹高、材積年平均生長量相比明顯提高，胸徑年平均生長量比對(duì)照提高 12.5%；樹高年平均生長量比對(duì)照提高 15.7%；單株材積年平均生長量比對(duì)照提高 13.9%。綜上所述，華北落葉松幼齡人工林林木生長在修枝后明顯提高。

由表4可知，圪堵戶東井在林齡29 a時(shí)修枝，一直觀察到林齡38 a，修枝后胸徑、樹高、材積的年平均生長量與對(duì)照樣地相比均有所提高，胸徑年平均生長量比對(duì)照提高 12.5%，樹高年平均生長量比對(duì)照提高13.8%，材積年平均生長量比對(duì)照提高 12.8%。華北落葉松中齡人工林經(jīng)修枝后可提高林木生長。

表2 圪堵戶東井修枝對(duì)林分生長的影響Tab.2 Influence of pruning on stand growth in Geduhu Dongjing

表3 曹碾溝梁頂各齡階樹高、胸徑及材積的年平均生長量Tab.3 Average annual growth of tree height, diameter at breast height and wood volume at different age gradation at the top of Caoniangou

3.3 修枝對(duì)樹干材質(zhì)的影響

由表5可知，曹碾溝梁頂樣地樹高在 6.0 m及以下修枝后各樹高橫斷面節(jié)子總數(shù)是對(duì)照的 35%，節(jié)子平均長度是對(duì)照的 72%，6.0 m以上樹干節(jié)子數(shù)、節(jié)子長度相等。由表6可知，圪堵戶東井監(jiān)測(cè)樣地樹高在 6.0 m(含 6.0 m)以下，修枝后各樹高樹干橫斷面節(jié)子總數(shù)是對(duì)照的 35%，節(jié)子平均長度是對(duì)照的 72%；6.0 m以上樹干節(jié)子數(shù)、節(jié)子長度相等，原因是受2011年修枝高度影響。修枝后華北落葉松林木主干的節(jié)子又少又小，材質(zhì)優(yōu)良。

表4 圪堵戶東井各齡階樹高、胸徑及材積的年平均生長量Tab.4 Average annual growth of tree height, diameter at breast height and wood volume at different age gradation in Geduhu Dongjing

表5 曹碾溝梁頂不同樹高樹干橫斷面的節(jié)子數(shù)和節(jié)子長度統(tǒng)計(jì)Tab.5 Statistics on the number and length of nodes in cross section of trunk at different tree height at the top of Caoniangou

表6 圪堵戶東井不同樹高樹干橫斷面的節(jié)子數(shù)和節(jié)子長度統(tǒng)計(jì)Tab.6 Statistics on the number and length of nodes in cross section of trunk at different tree height in Geduhu Dongjing

4 結(jié)論

(1)華北落葉松中、幼齡人工林在修枝撫育后，經(jīng)過10 a成效觀察，修枝后林分密度高于對(duì)照樣地，修枝與對(duì)照樣地相比可提高平均胸徑和平均樹高，減小單株冠幅，改善林內(nèi)光照條件，對(duì)華北落葉松人工林中、幼齡人工林進(jìn)行修枝可促進(jìn)林木生長。

(2)修枝10 a后，在華北落葉松中、幼齡人工林2對(duì)監(jiān)測(cè)樣地內(nèi)做標(biāo)準(zhǔn)解析木調(diào)查，與對(duì)照相比，修枝后胸徑年平均生長量均提高 12.5%，樹高年平均生長量分別提高 13.8% 和 15.7%，材積年平均生長量分別提高 12.8% 和 13.9%；林木樹干在 6.0 m(含 6.0 m)以下，節(jié)子數(shù)量均是對(duì)照的 35%，節(jié)子平均長度均是對(duì)照的 72%；林木樹干在 6.0 m以上，節(jié)子數(shù)量及長度與對(duì)照相同；修枝后林分可生長成節(jié)子少而小的優(yōu)質(zhì)干材。

(3)在內(nèi)蒙古大青山華北落葉松中、幼齡人工林開展修枝撫育，可有效防止森林火災(zāi)的發(fā)生。