华北落叶松人工林大径材培育综述

2020-12-30 14:00张海东
山西林业科技 2020年2期
关键词:立地条件间伐林分

张海东

(内蒙古自治区林业科学研究院,内蒙古 呼和浩特 010010)

中国是木材生产大国,也是木材消费大国。随着人们生活水平的提高,对木材的需求结构发生了明显改变,市场对大径级材的需求日益增加。华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)作为我国华北地区主要用材树种,具有速生、材质好、用途广、耐腐朽等优点。培育华北落叶松大径材人工林能有效缓解我国用材紧张的现状。

大径材是木材里最珍贵、应用最广泛的材种,多用于建筑、汽车、船舶、家具、工艺品等。大径材培育需要较长周期,林分地位指数越高,密度越小,其数量成熟龄越小。柳杉大径材的工艺成熟只有45 a以上才能成熟[1],华北落叶松大径材培育周期一般为40 a~45 a以上[2,3]。我国对大径材定向培育起步相对较晚,且大部分是针对桉树、杉木大径材培育的研究。笔者借鉴他人对桉树、杉木大径材的研究,结合华北落叶松的特点,总结了华北落叶松人工林大径材培育的方法,期望对华北落叶松人工林大径材培育提供理论参考。

1 优质种源

1.1 良种

为保证林分的高产优质,应保障遗传材料的优质[4]。良种是定向培育大径材的物质基础,选用良种培育大径材,可缩短大径材培育年限[5]。

苗木的遗传质量由苗木的遗传基因决定,遗传质量的好坏决定着林木生长的快慢和成长期的长短,是决定培育大径级人工落叶松是否成功的内在因素。张凤山认为,同一个林分内,林龄、立地条件、林木密度相同,一部分林木的胸径比林分的平均胸径大很多,这就是苗木遗传质量所起的作用[6]。曾志光研究认为,在相同的经营条件下,由种源到优良种源中的优良无性系造林具有种质的叠加效应,其叠加效应在胸径和材积生长上表现尤为突出;优良种源培育大径材比普通种源材积生长要提高30%左右,而用优良种源选育出的优良无性系培育大径材,在种源的基础上可再提高20%以上,且林分大径材比例明显增加[7]。陈代喜以立地指数为20的立地条件,将21年生良种示范林与对照普通林分(林龄相同)进行比较,分析种质来源对林分生长效果的影响,结果表明不同种质来源对杉木林分生长的影响非常明显[8]。

1.2 壮苗

苗木的高低、基径的粗细、根系的发达情况及苗木木质化程度,直接决定着造林成活率和造林后苗木恢复期的长短及生长速度,从而影响大径级人工落叶松培育的成效。所以,在选择培育大径级落叶松造林苗木时,一定要选择顶芽饱满、木质化良好、根系发达完整、无病虫害、无机械损伤的优质壮苗[6,9]。

2 立地选择

2.1 坡向

华北落叶松在不同立地类型因林龄递增呈现出有规律性的变化。韩新生2016年研究指出,六盘山叠叠沟华北落叶松阴坡林分地上生物量为63.49 kg/hm2,比半阴坡54.91 kg/hm2高15.62%;其中,林分地上生物量阴坡乔木层占67.24%,半阴坡乔木层占68.76%,乔木层生物量阴坡大于半阴坡;冠层林木,特别是大径级林木贡献了林分生物量的绝大多数[10],说明华北落叶松更适宜阴坡。李艳丰对北沟林场华北落叶松人工林进行了研究,结果表明,阴坡华北落叶松胸径、树高、材积生长明显好于阳坡[11]。这与石培贤得出的结论接近,阴坡适合培育华北落叶松大径材[12]。

2.2 立地指数

惠刚盈对杉木大径材成才机理进行了研究,结果表明,立地是杉木材种形成的主要限制因子。无论何种保留密度,只要立地指数过低,在目的材种的培育期限内均无法产生所需要的材种;而立地越好,培育大径材的可能性越大,大径材出现的时间越早[13]。陈代喜认为,立地指数为18的立地条件,可用以培育大、中径材杉木;立地指数在20以上的立地条件,用于培育大径材最佳[8]。叶功富通过对比试验,选择立地指数18以上的立地,培育杉木大径材[14]。陈少雄指出,桉树大径材培育对土层要求较厚,一般土层厚要有80 cm以上,1 m最佳[15].可以推断华北落叶松大径材培育,要选择好的立地条件。

3 栽培技术

3.1 密度选择

叶功富认为,密度管理是杉木大径材定向培育的关键措施,随着林分经营密度的降低,杉木林的径级分布向大径木方向偏移[16]。李永东等研究结果显示,从林分密度入手研究大径材培育问题是切实可行的,并得出塞罕坝地区培育大径材华北落叶松的最佳密度为225株/hm2~300株/hm2[17];河北塞罕坝林区,林分密度控制在225株/hm2~300株/hm2时,华北落叶松胸径、树高和单株总生长量、平均生长量、连年生长量最大[18]。张岩也指出,密度太大不利于培育大径材,密度太小单株木的抗逆性和抗干扰能力弱,不利于林木个体生长。杨枢平则指出,山西培养华北落叶松大径材以保留密度1 650株/hm2为宜[18]。这可能是不同立地条件下,保留密度对林分生长影响的表现不同。陈代喜对杉木进行了研究,发现保留密度对林分生长的影响在不同立地条件下表现不同[8]。

3.2 抚育间伐

培育大径材,良种是基础,立地条件是关键,在保证良种和立地条件的基础上,对林分进行抚育间伐,保持适宜的林分密度,才能达到大径材高效培育的目的[8]。杨枢平认为,华北落叶松栽植后应连续2年对其进行浅除草抚育,仅需穴垦,抚育在7月以前进行;中小径材一般不进行间伐抚育,大径材可在20年时间进行间伐抚育,伐除25%左右[19]。抚育间伐时清除林内病腐木、枯死木、风倒木,调整林分密度、林层结构和增加森林稳定性。叶功富研究指出,不同密度管理方式不同,表现不同;强度间伐使规格材产量降低;弱度间伐大径材出材率较低;中度间伐密度适当,既能提高规格材和木材产量,又能维持较高的大径材出材率,以增加单位面积的大径材出材率[15]。

3.3 施肥

施肥可以提高土壤肥力,促进苗木生长[20,21]。马亚娟对20年生华北落叶松进行施肥试验,结果表明,施肥使林地土壤养分增加[22]。徐福利对20年生华北落叶松进行施肥试验表明,与不施肥对照相比,施肥明显提高了华北落叶松根、茎、叶中的氮、磷含量[23]。范箐芳对1年生华北落叶松苗进行不同施肥处理,结果表明,不同的施肥处理对苗木地径、苗高、根长、须根长、产量等影响不同,但都明显高于未施肥处理[24]。米国兵对2年生华北落叶松进行不同的施肥处理,结果表明,合理的施肥可以显著提高苗木高度、根系抗性,有利于培育华北落叶松优质壮苗[25]。宋协海对2年生华北落叶松容器苗进行施肥试验,证明施肥能有效促进华北落叶松生长[26]。

土壤肥力影响林木生长,但立地条件不同、林龄不同,施肥种类、数量也会不同。施肥不当会损害苗木,还需要进一步研究怎样因地制宜进行施肥。苗木幼龄期基本在田间、实验室等进行培育,施肥较易操作。随着林龄的增长,苗木移植于造林地,造林地地形复杂多样,人为干扰困难,施肥投入较大。

4 小结和讨论

笔者在前人研究的基础上,从优质种源、立地条件、栽培技术3方面总结了华北落叶松人工林大径材培育技术。培育大径材华北落叶松人工林首先要选择良种壮苗,这是培育大径材华北落叶松人工林的前提;好的立地条件是培育大径材华北落叶松人工林的关键;在培育过程中,通过抚育间伐等手段保持合理的林分密度,是培育大径材华北落叶松人工林的保障。华北落叶松属速生树种,但仍然有长达几十年的培育周期。林木由幼苗到成熟,生长周期长、立地复杂、环境多变。本研究没有涉及土壤厚度、修枝、病虫害防治等方面,笔者认为这在培育大径材华北落叶松人工林不可或缺,需要进一步探讨,以期为华北落叶松大径材培育提供更科学的依据。

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