不同地形條件下油松直播更新效果研究

張 程

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，遼寧 沈陽 110122)

葫蘆島市建昌縣因干旱和土壤貧瘠導(dǎo)致林地生產(chǎn)力差，森林蓄積量低，森林類型以飛播形成的油松(Pinustabulaeformis)人工純林為主[1]。但現(xiàn)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐挠退纱蠖嚅L成了“小老樹”，且幼苗和幼樹稀少，天然更新效果差。近些年?duì)I造的油松林和修復(fù)的退化油松林大多使用容器苗，不但苗木價(jià)格高，而且運(yùn)輸和栽植難度大，高成本的投入消耗了大量的造林資金，使得林業(yè)部門無力負(fù)擔(dān)造林后的管護(hù)，導(dǎo)致苗木保存率下降[2]。直播造林能有效降低造林成本，但造林成效如何有待探究。筆者通過造林試驗(yàn)探究坡度、坡向和坡位對(duì)油松直播更新效果的影響，為科學(xué)選擇造林地和提高造林成活率提供依據(jù)。

1研究地自然概況

建昌縣位于遼寧省西南邊陲，屬于遼西低山丘陵，相對(duì)高差最大達(dá)到1 147.5 m。氣候?qū)儆诘湫偷谋睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫8.2 ℃，年平均降水量550 mm，無霜期158 d 左右。土壤干旱貧瘠、土層薄、巖礫多，立地條件差[3]。

2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2.1不同坡向直播試驗(yàn)

在建昌縣黑山林場的連片宜林地下坡位分別選擇坡度在10°左右的山地南坡(陽坡)和北坡(陰坡)進(jìn)行油松直播更新試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每一小區(qū)面積為0.2 hm2。在4月初選擇石礫較少的區(qū)域進(jìn)行機(jī)械整地，約600穴·hm-2，規(guī)格為50 cm×50 cm×25 cm。每穴均勻播種32粒，播種后覆土1～2 cm深，踩實(shí)后澆透水。3年后對(duì)試驗(yàn)地內(nèi)所有播種穴內(nèi)苗木數(shù)量、苗高和地徑進(jìn)行測(cè)量，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，計(jì)算出不同坡向的更新頻度、每穴平均株樹、每公頃株樹、平均苗高、平均地徑。

2.2不同坡位直播試驗(yàn)

分別在北坡(陰坡)的上坡位、中坡位和下坡位選擇坡度在10°左右的山地進(jìn)行直播更新試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每一小區(qū)面積為0.1 hm2。整地方式、播種量、播種方法和調(diào)查方法均同2.1。

2.3不同坡度直播試驗(yàn)

在北坡(陰坡)的下坡位分別選擇坡度在5°以內(nèi)、6～10°和11～15°的山地進(jìn)行直播更新試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每一小區(qū)面積為0.1 hm2。整地方式、播種量、播種方法和調(diào)查方法均同2.1。

3結(jié)果與分析

3.1不同坡向直播更新效果分析

從表1中可以看出，陰坡和陽坡直播更新的幼苗保存率和苗木生長狀況差異較大。陰坡的更新頻度、每穴株數(shù)和每公頃株數(shù)均高出陽坡的3倍以上，陰坡更新的苗高也接近陽坡苗高的2倍，只有地徑受不同坡向的影響較小。陰坡直播更新效果明顯優(yōu)于陽坡，且陽坡的直播更新效果達(dá)不到直播更新的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

表1 不同坡向油松直播更新效果

陰坡與陽坡更新效果差異較大主要因?yàn)殛柶卤汝幤氯照諘r(shí)間長、輔射總量大，地表溫度高導(dǎo)致林地蒸發(fā)量大，致使陽坡土壤含水率過低，種子發(fā)芽率低；同時(shí)過大強(qiáng)度的光照和過高的地表溫度對(duì)萌發(fā)的種子和破土的幼苗造成不同程度的灼傷，導(dǎo)致幼苗死亡率高且長勢(shì)不良[4]。而陰坡水分條件較好，地表溫度也比較適宜，直播更新效果更好。

3.2不同坡位直播更新效果分析

從表2中可以看出，在同一陰坡下坡位的更新頻度、每穴株數(shù)、每公頃株數(shù)、苗高和地徑均略高于中坡位；而上坡位幼苗的更新頻度、每穴株數(shù)、每公頃株數(shù)和平均苗高均只接近中坡位和下坡位幼苗的一半，只有地徑與中坡位和下坡位苗木差距較小。整體更新效果屬下坡位最好，中坡位較好而上坡位最差，說明更新效果隨著坡位由上到下逐級(jí)變好。

表2 陰坡不同坡位油松直播更新效果

陰坡不同坡位更新效果存在差異是因?yàn)椴煌挛坏耐寥蕾|(zhì)地和水肥條件均不相同。在重力作用下，巖石在風(fēng)化形成土壤的過程中會(huì)逐漸崩解并向坡下運(yùn)動(dòng)，上坡位的土壤發(fā)育時(shí)間較短，導(dǎo)致土壤質(zhì)地不好而且土層薄[5]。土壤中的水分也受重力作用向下運(yùn)動(dòng)，上坡位一般比下坡位風(fēng)大，導(dǎo)致上坡位的土壤水分蒸發(fā)快，容易干旱[6]。森林植被大多集中在下坡位和中坡位，本來就少的地表枯落物受重力和風(fēng)力共同作用向坡下運(yùn)動(dòng)，更使上坡位地表枯落物減少，另因土壤干旱，上坡位土壤腐殖質(zhì)難以形成，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量低，土壤肥力差。而下坡位則因重力和風(fēng)力作用而受益，形成土壤層厚、質(zhì)地優(yōu)良、水分充足、肥力較高的優(yōu)勢(shì)土壤條件，有利于種子的發(fā)芽和幼苗的生長。因此，越接近上坡位更新效果越差，越接近下坡位更新效果越好。

3.3不同坡度直播更新效果分析

從表3中可以看出，坡度在6～10°的直播地塊與5°以內(nèi)的地塊相比，更新頻度、每穴株數(shù)、每公頃株數(shù)、苗高和地徑均有小幅度下降，但坡度在11～15°與10°以內(nèi)的地塊相比，更新頻度、每穴株數(shù)、每公頃株數(shù)、苗高和地徑均有明顯下降。即坡度在10°以內(nèi)時(shí)直播更新效果變化不明顯，但在10°以上時(shí)直播更新效果顯著下降。

表3 陰坡不同坡度油松直播更新效果

陰坡下坡位不同坡度更新效果存在差異的原因，是因?yàn)槠露扔绊懝庹諚l件、土壤厚度和土壤水分，從而對(duì)更新效果產(chǎn)生不同程度的影響。研究表明，同一緯度下的陰坡坡度越小，日照輻射總量越大，相反坡度越大，日照輻射總量越小[7]，而日照輻射直接影響著地表溫度和幼苗的光合作用效率，坡度越小越有利于種子發(fā)芽及幼苗的存活和生長。在重力作用下，坡度越大，土壤顆粒和土壤水分越容易向坡下運(yùn)動(dòng)，坡度越小的地塊土壤越厚、土壤濕度越大、土壤養(yǎng)分含量也越高。這無疑為直播更新的種子發(fā)芽出土和幼苗生長創(chuàng)造了良好的條件，在陰坡坡度小的林地比坡度大的林地直播更新效果好。

4結(jié)論與討論

受日照時(shí)間和強(qiáng)度的影響，在相近坡位和坡度條件下，陽坡直播更新效果不佳，達(dá)不到直播更新的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，而在陰坡更新效果較好，適合直播更新造林。在陰坡的相近坡度條件下，在重力和風(fēng)力的共同作用下，不同坡位的土壤和水肥條件存在差異，下坡位和中坡位的直播效果明顯優(yōu)于上坡位，中坡位直播更新效果較下坡位稍差，但也可達(dá)到直播更新的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在陰坡的下坡位，光照和重力共同影響林地和幼苗的溫度和水肥條件，坡度越小直播更新效果越好，坡度在10°以內(nèi)時(shí)直播更新效果差異不大，但在10°以上時(shí)直播更新效果達(dá)不到直播更新的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，在建昌縣的地理?xiàng)l件下，適宜在陰坡的下坡位和中坡位選擇坡度在10°以內(nèi)的宜林地進(jìn)行油松直播更新造林。