密度對西南樺生長的影響

密度對西南樺生長的影響

人工林區(qū)生產(chǎn)力的提高取決于人工林區(qū)的合理劃分結(jié)構(gòu)。林分密度是合理結(jié)構(gòu)的數(shù)量基礎(chǔ),而各時期的林分密度本身又取決于造林時的初植密度,并由它經(jīng)過自然稀疏或人工間伐,有規(guī)律地演變而成的。造林密度對各生長時期的林分密度有決定性的影響,從而也顯著影響林分結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力。此外,造林密度對林木的干形、材質(zhì)、林分的穩(wěn)定性及其防護效能、觀賞性等也都有著不同程度的影響。另一方面造林密度的大小直接影響造林時勞力、資金和種苗的投入量,是一重要的成本因素。因此,在考慮造林密度時必須統(tǒng)籌兼顧其生物效應(yīng)和經(jīng)濟效益。由于不同樹種間生長特性存在較大差異,特別是冠型、冠體差異大,適宜的密度有很大差異,必需對不同造林樹種開展密度試驗,以期獲得良好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。西南樺(BetulaalnoidesHamilt)是推出的熱帶造林樹種,它既是優(yōu)質(zhì)用材樹種又是生態(tài)公益林建設(shè)優(yōu)良樹種,它的開發(fā)利用對當前的林種、樹種和材種結(jié)構(gòu)調(diào)整,對高檔用材的開發(fā)利用都有很大意義和作用[2?4][2?4]。為探索合理經(jīng)營密度,于1991年在廣西憑祥市中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實驗中心開展西南樺造林密度試驗,經(jīng)6a觀測,現(xiàn)將試驗初步結(jié)構(gòu)總結(jié)如下。1土壤條件及土壤質(zhì)試驗地位于熱帶林業(yè)實驗中心下屬的青山實驗林場,即廣西龍州縣大青山東坡(21°57′47′′?22°19′27′′N?106°39′50′′?106°59′30′′E)(21°57′47″?22°19′27″Ν?106°39′50″?106°59′30″E)。當?shù)貙俦睙釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),年均氣溫20.5?21.5℃20.5?21.5℃,最冷月平均氣溫12.3?13.1℃12.3?13.1℃,年降水量1379mm,年蒸發(fā)量1300?15001300?1500mm,蒸發(fā)量超過降水量,而且干、濕季明顯,10—4月為旱季,雨少,降水量占全年的1/4;5—9月為雨季,降水量占全年的3/4。土壤為火山巖發(fā)育的山地紅壤,沙壤質(zhì),較疏松且肥沃,土層厚度為60?8060?80cm,表土層10cm以上,pH值5.2。林地上多處基巖裸露,土壤石礫含量較大。試驗地為杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)2代林采伐跡地,植被有杉木萌條,鴨腳木(Scheffleraoctophylla(Lour.)Harms)、山烏桕(SapiumdiscolorChamp.exBenth.)、苦竹(PleioblastusamarusKeng.f.)等,灌木草本有淡竹葉(LophatherumgracileBrongn.)、烏毛蕨(BlechnumorientalaLinn.)、五節(jié)芒(Miscanthufloridulus(Labill.)Warb.)等。2學(xué)習(xí)方法2.1小區(qū)小區(qū)內(nèi)試驗設(shè)計試驗設(shè)1.5m×2m、2m×2m、2m×3m和3m×3m等4個處理,隨機區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù),每小區(qū)20m×30m,試驗總面積0.72hm2。2.2試驗措施2.2.1裸根苗的栽植試驗地先燒煉,清雜后穴墾(規(guī)格50cm×50cm×30cm),挖穴后先回表土再回打碎心土,于1991年3月初用1年生裸根苗定植。2.2.2養(yǎng)老和健康管理造林當年8月?lián)嵊菟赏?次,以后每年撫育除草2次,松土1次,連續(xù)2a。第3年開始郁閉成林。2.2.3生長觀察試驗林每年11—12月觀測1次胸徑和樹高生長,第4年后開始測冠幅、枝下高和材積等生長因子。3結(jié)果與分析3.1密度對林分生長的影響不同密度西南樺幼林的高生長在造林后逐年加速,3年生時達生長高峰(連年生長量1.91?2.33m)?4a1.91?2.33m)?4a后其連年生長量開始下降(見表1)。在造林初期低密度林分高生長比高密度林分小,隨林齡增長不同密度林分高生長漸趨一致,但到5年生時,低密度林分的高生長開始超過高密度林分。在已觀測的6a期間,不同密度林分間高生長差異均不顯著(以6年生為例,F=0.7560<F0.05=4.0662),這與其他許多同類的研究結(jié)果相符[5?7][5?7]。3.2密度對幼林生長的作用不同密度西南樺幼林胸徑生長過程與其高生長相似,也是3年生時達到生長高峰(連年生長量2.31?2.91cm)?42.31?2.91cm)?4年生后生長量開始逐漸下降,密度越大下降也愈快(見表2)。這種變化趨勢與桉樹(Eucalyptusspp.)、相思(Acaciaspp.)等其他速生樹種類似。試驗表明,在2年生以前,4個處理間平均胸徑差異較小,隨著林齡增長差異逐漸增加,6年生時差異達顯著水平(F=7.4190>F0.05=4.0662);胸徑連年、平均生長量與密度隨林齡增長的變化規(guī)律也是如此。1.5m×2m和2m×2m兩個密度林分的連年生長量在6年生時顯著下降,年均胸徑生長量下降至1.0cm以下;而2m×3m和3m×3m兩個處理的林分還能正常生長且生長較快,年均生長量仍在1.2cm以上。對幼林胸徑與密度進行了非線性回歸分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)3年生以后林分密度與平均胸徑間呈冪函數(shù)關(guān)系,而且相關(guān)顯著,可以用D=ax-b關(guān)系式來表示(表3)。5年生時相關(guān)系數(shù)最大,6年生時相關(guān)系數(shù)減少,但仍呈顯著相關(guān),可能因林分出現(xiàn)自然稀疏,高密度林分25%左右的林木自然枯損,緩和了林木間競爭關(guān)系的緣故。從表4可以看出,6年生時,1.5m×2m和2m×2m兩個處理的林木枯損率分別高達24.8%和26.7%;而2m×3m和3m×3m處理的林木枯損率分別僅為16%和13%。不同密度間林木生長發(fā)育的差異主要是由于其營養(yǎng)生長空間的差異造成(表5),密度大,林木間相互擠壓抑制了樹冠生長,造成樹冠枯損和窄小,林木營養(yǎng)面積小,林木生長不良。反之,密度小時樹冠大且長,冠體積大,林木的營養(yǎng)面積大,制造的營養(yǎng)物質(zhì)多,因而林木生長快?？梢娨褂琢炙偕扉L,必需為其生長創(chuàng)造良好的生長空間,密度控制和調(diào)整非常重要。對于高密度林分如1.5m×2m和2m×2m兩個處理,5年生以后林木的營養(yǎng)空間已不能滿足其生長需要,必需適當調(diào)整林分密度,才能促進林木生長發(fā)育,達到速生豐產(chǎn)的效果。3.3密度對林木徑階的影響由于密度與徑生長成反比關(guān)系,密度越大林木徑階越小,反之則徑階越大。因此,必需根據(jù)經(jīng)營目的和方向來確定經(jīng)營密度。目前西南樺是作為單板和高檔家具等優(yōu)質(zhì)用材而培育的,需要中徑級以上木材,最好是大徑材,才能發(fā)揮這個樹種的優(yōu)勢和作用。表6看出,密度大的林分,林木徑階小,小徑木所占比例大,反之則大徑木多。表中以9cm為分界線,密度大的林分如1.5m×2.0m和2m×2m林分,9cm以上林木分別僅占48.9%和51.1%;而密度小的林分如2m×3m和3m×3m,9cm以上林木分別占81.2%和91.4%,說明密度小對林木徑生長有利。因此,西南樺作為大徑材培育時初植密度宜小。3.4密度對不同密度林分生長的影響單株材積與林分密度間呈負相關(guān),高密度林分單株材積小,而低密度林分單株材積大。它們之間呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系,可以用關(guān)系式V=ax-b來表示(表7)。隨著林齡增長,單株材積與林分密度間的這種關(guān)系越來越顯著,其相關(guān)系數(shù)從4年生時的0.7453逐漸增大至6年生時的0.9926。這是因為隨著林齡增長,林木對營養(yǎng)空間的需求越來越大,林木間的競爭也越來越激烈,所以林分密度效應(yīng)越來越明顯。6年生時1.5m×2m處理比2m×2m、2m×3m和3m×3m三個處理的單株材積分別低11.18%、40.12%和78.63%。林分蓄積是林分生產(chǎn)力的集中表現(xiàn),它與林分初植密度以及保存率密切相關(guān)。對不同密度林分觀測結(jié)果(表8)表明:林分蓄積與密度呈正相關(guān)關(guān)系,密度越大蓄積量越高。高密度林分雖然林木徑級小,單株材積也小,但林木株數(shù)多,因而其蓄積量高;而低密度林分的林木徑級雖大但株數(shù)少,因而其蓄積量少。這與其他許多同類研究相似[5?7][5?7]。隨林齡增長,林分逐漸出現(xiàn)自然稀疏,高密度林分自然稀疏快且強,低密度林分則相反。自然稀疏后,不同密度間單株材積差異逐漸減小,由初始的3m×3m∶2m×3m∶2m×2m∶1.5m×2m=1∶1.50∶2.25∶3.00變?yōu)?∶1.45∶1.89∶2.58(見表4)。2m×2m和1.5m×2m兩個處理林分后期因自然稀疏導(dǎo)致密度下降,從而促進了后期林木的生長。6年生時1.5m×2m處理比2m×2m、2m×3m和3m×3m3個處理的林分材積分別高18.68%、21.50%和30.85%。4密度對材積生長的影響(1)林分密度對高生長影響不顯著,而與胸徑生長相關(guān)顯著,呈冪函數(shù)關(guān)系,即D=ax-b,密度越大胸徑越小。樹高和胸徑生長在3年生時均達生長高峰,4年生以后連年生長量逐年下降。5年生以后,2m×3m和3m×3m兩個處理的林分年均胸徑生長量仍在1.2cm以上,而1.5m×2m和2m×2m兩個高密度林分生長明顯放緩,必需適當調(diào)整林分密度,才能促進林木生長發(fā)育