林分密度對(duì)云杉人工林生長的影響

●楊雪梅 （甘肅白龍江阿夏省級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心 甘肅 甘南藏族自治州 746300）

云杉又名茂縣杉或者茂葉杉，是一種高大喬木，主要產(chǎn)于我國陜西﹑甘肅白龍江等區(qū)域[1]。云杉高大通直，紋理均勻，結(jié)構(gòu)細(xì)致，耐蔭蔽﹑干燥﹑寒冷環(huán)境，可用于多個(gè)領(lǐng)域。在人工林生長發(fā)育過程中，林分密度是其主要制約因素，同時(shí)是人工林培育及營造過程中的可控因子，決定著人工林群落的穩(wěn)定性以及林地生產(chǎn)力[2]。近年來，林分密度對(duì)人工林生長的影響研究很多，丁繼偉等[3]發(fā)現(xiàn)，落葉松天然林林木胸徑及冠幅生長與林分密度呈負(fù)相關(guān)，密度的變化會(huì)對(duì)林木高徑比以及冠胸比產(chǎn)生顯著影響；張海東等[4]研究了不同林分密度下大青山油松人工林的生長狀況，發(fā)現(xiàn)林分密度對(duì)落葉松樹高﹑胸徑﹑冠幅﹑郁閉度影響顯著。本試驗(yàn)以甘肅白龍江阿夏省級(jí)自然保護(hù)區(qū)云杉人工林為研究對(duì)象，探究不同林分密度對(duì)云杉人工林生長的影響，以期為云杉人工林的培育提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅白龍江，地處大陸性氣候與海洋性氣候過渡帶，屬非典型性大陸性氣候，年平均氣溫為8～11℃，年日照時(shí)長為2242?2 h，無霜期為147 d，降水量為634?6 mm。試驗(yàn)地塊主要為棕色森林土壤，林地類型主要包括云杉人工林﹑油松林﹑落葉松林等。

1.2 試驗(yàn)材料

通過全面踏查，于2020年8月選擇立地條件一致﹑林相整齊﹑人為干擾較少﹑不同密度﹑樹齡為32年的云杉人工林，試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)載植密度，分別為D1處理（1000株/hm2）﹑D2處理（1400株/hm2）﹑D3處理（1800株/hm2）﹑D4處理（2200株/hm2），每個(gè)處理分別設(shè)置5塊樣地，共20塊樣地，樣地規(guī)格均為25 m×25 m。

1.3 測量指標(biāo)及方法

測量各樣地內(nèi)云杉人工林樹高﹑胸徑﹑冠幅﹑郁閉度﹑枯落物厚度﹑灌草蓋度等相關(guān)指標(biāo)，采用稱重法[5]測量云杉葉﹑枝﹑干﹑總生物量；測定土壤pH值，采用外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用凱式定氮法測定土壤全氮含量，采用擴(kuò)散法測定土壤有效氮含量，采用鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量，采用火焰光度計(jì)法[6]測定土壤速效鉀含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Office軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)，利用SPSS21?0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分密度對(duì)云杉人工林生長的影響

不同林分密度云杉人工林生長情況，見表1。

表1 不同林分密度云杉人工林生長情況

續(xù)表1

由表1可以看出，不同處理間云杉人工林樹高存在顯著差異，其中D1處理與D2處理云杉樹高差異不顯著，D3處理與D4處理云杉樹高差異不顯著，D1﹑D2處理云杉樹高明顯高于D3﹑D4處理；云杉人工林胸徑與林分密度呈負(fù)相關(guān)，D1處理云杉胸徑分別比D2處理﹑D3處理﹑D4處理高 2?20，2?72，6?88 cm；D1處理云杉人工林冠幅明顯高于其他三個(gè)處理（三者差異不顯著）；隨著云杉人工林林分密度的增加，云杉人工林郁閉度呈增加趨勢，其中D1處理郁閉度最低（48?62%），D4處理郁閉度最高（90?32 cm）；不同處理云杉人工林林間枯落物厚度與郁閉度變化趨勢基本一致，呈逐漸增加趨勢；不同處理間云杉人工林林間灌草厚度存在顯著差異，灌草厚度由高到低依次為D2處理﹑D1處理﹑D3處理﹑D4處理。

2.2 不同林分密度對(duì)云杉生物量的影響

不同林分密度云杉生物量，見表2。

表2 不同林分密度云杉生物量 單位：kg/株

由表2可以看出，不同林分密度對(duì)云杉生物量產(chǎn)生顯著影響。從云杉葉生物量情況來看，D2處理與D3處理云杉葉生物量差異不顯著，但明顯高于D4及D1處理；不同處理間云杉枝生物量存在顯著差異，其由高到低依次為D3處理﹑D2處理﹑D4處理﹑D1處理；不同林分密度對(duì)云杉干生物量存在顯著影響，其中D2處理與D3處理云杉干生物量差異不顯著，但明顯高于D1與D4處理（二者差異不顯著）；不同處理云杉總生物量變化趨勢與葉生物量基本一致，D2處理與D3處理云杉總生物量偏高，D1處理最低。

2.3 不同林分密度對(duì)云杉人工林土壤理化性質(zhì)的影響

不同林分密度云杉人工林土壤理化性質(zhì)，見表3。

表3 不同林分密度云杉人工林土壤理化性質(zhì)

由表3可以看出，不同林分密度會(huì)對(duì)云杉人工林土壤理化性質(zhì)造成顯著影響。隨著林分密度的增加，土壤含水量﹑全氮含量﹑速效氮含量﹑速效磷含量4個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，其中以D2處理土培理化性質(zhì)指標(biāo)為最高；不同處理土壤容重差異顯著，由高到底依次為D2處理﹑D1處理﹑D4處理﹑D3處理，其中D4處理與D3處理差異不顯著；D1﹑D2和D3處理土壤pH值差異不顯著，但明顯高于D4處理；D1與D2處理土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著，但明顯高于D3及D4處理；不同處理間土壤速效磷含量差異顯著，其中D1與D2處理速效磷含量差異不顯著，但明顯高于D3及D4處理（二者差異不顯著）。

3 討論

林分密度會(huì)對(duì)植物生長造成直接影響，決定植株的光合作用﹑干物質(zhì)生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著林分密度的增加，云杉株樹高﹑胸徑﹑冠幅呈降低趨勢，而郁閉度﹑枯落物厚度呈增加趨勢，這主要是由于若林分密度過大，林分冠層有所增加，這會(huì)降低群體間的透光能力，為獲取更多的光照，植株會(huì)縱向生長，而因林分下部光線減少，導(dǎo)致灌草數(shù)量也有所減少[7]。

林分密度會(huì)對(duì)云杉生物量造成顯著影響，在一定范圍內(nèi)，隨著林分密度的增加，云杉生物量呈增加趨勢，但是若林分密度過高，云杉生物量開始降低，其中林分密度為1400株/hm2時(shí)云杉單株生物量為最大。這可能是由于，林分密度為1400株/hm2時(shí)，土壤內(nèi)養(yǎng)分含量更高，可更好滿足云杉的養(yǎng)分需求。

4 結(jié)論

林分密度會(huì)對(duì)云杉人工林生長﹑云杉單株生物量﹑土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生直接影響。本試驗(yàn)條件下，甘肅白龍江阿夏省級(jí)自然保護(hù)區(qū)云杉人工林最佳林分密度為1400株/hm2。