日本落叶松生长与立地条件关系研究

沈野,郑雪敏,王永祥,王宝娣,张海文

(1.岫岩县青山保护局,辽宁 鞍山113200;2.丹东市林业局,辽宁 丹东118000;3.本溪县林业局,辽宁 本溪117100)

立地质量反映立地条件的优劣和林分的生产能力。立地质量的好坏是由多种因素决定的,土层厚度、土壤的养分含量、土壤的含水率、土壤结构、林木生长所处的生态因子(坡向、坡度、坡位、海拔)等,这些都是影响立地质量的主要因素。

立地指数是衡量立地质量高低的一个重要指标,相同林龄的林分,立地指数越高,表明林分的生长越优异。为了探讨同龄日本落叶松人工林因立地质量的不同,而产生的生长差异,对日本落叶松人工林进行了调查研究。结果发现,日本落叶松人工林因生长在不同的立地质量条件下,林木生长有其不同的生长表现,并与立地指数相关密切。

1 调查地自然概况

调查地点位于辽宁省岫岩县兴隆镇四道河境内,属暖温带大陆性季风气候区,年平均温度7.5℃,有效积温(≥5℃)为3 200℃,无霜期144 d,相对湿度70% ～80% ,年降水量800 mm,年蒸发量1 217 mm,土壤为山地棕色森林土,土层厚度30～60 cm。

2 调查方法

在岫岩四道河山区选择20年生日本落叶松人工林,按不同立地质量设置样地面积677 m2,对样地内所有调查因子进行全面测量,通过对各立地条件下林木的测定结果,基本确定为3个立地指数级,即18、16、14立地指数级,按不同立地指数级采用平均标准木法,按1 m区分段伐倒截干,对干、枝、叶、根称质量、取样、烘干,测定生物量。

3 结果与分析

3.1 不同立地条件下日本落叶松的生长差异

不同立地指数级,日本落叶松人工林的生长表现差异较大(表1)。具体表现在同林龄日本落叶松,生长在不同的立地指数条件下,其胸径与树高的年均生长量有明显差异。14指数级的胸径年均生长量比18指数级的低22% ,16指数级的胸径年均生长量比18指数级低14% 。14和16指数级的树高年均生长量比18指数级的低26% 和16% 。

培育日本落叶松人工林,选择理想的立地质量,是促进其快速生长的关键因素。

表1 不同立地指数20龄日本落叶松生长表现

3.2 立地指数与日本落叶松人工林生长的相关性

立地指数与日本落叶松人工林的生长有一定的相关性,依据3种不同立地指数(18、16、14)的日本落叶松人工林调查数据,建立了不同林龄阶段的树高、胸径回归模型,见表2。

表2 日本落叶松人工林不同立地指数胸径树高相关表

依据表2相关模型所得数据,经计算得出不同立地指数的胸径、树高经验式如下:

D18=1.067 34A0.86214

D16=0.757 66A0.94985

D14=0.476 48A1.05804;

H18=1.823 19A0.71553

H16=0.886 239A0.893625

H14=0.784 28A0.900624

依据取得的经验公式,可以计算出不同立地指数、不同林龄阶段林木的相关因子。

表3即为不同林龄林日本落叶松在不同立地指数下林分生长变化。从表3中明显看出,在不同林龄阶段,立地指数级越大,其胸径、树高、材积的生长量也越大,这充分说明了,林分只有在优异的立地质量前提下,才可获得较高的生长量。所以,在今后更新日本落叶松时,必须严格选择立地条件,才能确保日本落叶松获得优质高产。

表3 日本落叶松不同立地指数林分生长情况

3.3 不同立地指数下日本落叶松人工林生物量

日本落叶松人工林生长受立地质量的影响很大,同时也影响乔木层的生物量及各器官的分配,经调查表明,立地指数越高,生物产量越大,现将调查结果列表4。

表4 不同立地指数日本落叶松生物量及器官分配

在相同的林龄中,因立地指数的差异,导致生物量也存在明显的变化,18指数级的总生物量比16和14指数级高33.2% 和54% 。各器官的分配比例、树干生物量,以18指数级最为突出,占64% ,16指数级占60% ,14指数级仅为56% ,18指数级的树干生物量比16和14指数级分别高6.3% 和12.3% 。因此,林分生物量与林分产值,随立地指数而改变,立地指数越大,效果越好。

3.4 不同立地指数林分的质量表现

日本落叶松人工林在生长发育过程中,随着林龄的增长,开始产生林木分化现象,但在分化过程中,受立地质量的影响很大,立地条件越差的林分,林木间竞争养分激烈,所以分化更为严重。

通过对3种不同立地指数级的人工林调查表明,18指数级的优势木比例为36.8% ,中等木为47.6% ,弱势木为15.6% 。16指数级的优势木比例为30.4% ,中等木为41.2% ,弱势木比例为28.4% 。14指数级优势木比例为28.8% ,中等木为40.5% ,弱势木为30.7% 。低立地指数级的林分弱势木占30% 以上,这些林木大部分生长不良,被压木、弯曲木、受害木、枯死木居多,严重影响林木的质量。高立地指数的林分弱势木占15% 左右,对全林分影响不大。而优势木的比例,立地指数越高,所占比例越大,18指数级的优势木比例比14指数级高21.8% 。中等木的比例,3种指数级差别不大,都在40% 左右。以上充分说明了,选择优质的立地条件,是培育日本落叶松人工林获得高产的关键。

4 结论

不同立地指数条件下的日本落叶松人工林,胸径和树高生长量差异显著,14、16指数级胸径年均生长量比18指数级低22% 和14% ,树高生长量低26% 和16% 。

在相同的林龄中,18指数级的总生物量比14和16指数级分别高54% 和33.2% ;树干生物量比14和16指数级分别高12.3% 和6.3% 。

18指数级的优势木比例比14指数级高21.8% 。弱势木的比例比14指数级低49.2% 。