渭北刺槐和油松人工林林分参数的作用效应

渭北刺槐和油松人工林林分参数的作用效应

国有林人工林可根据技术操作规程进行造林、养护、间伐和采伐，森林相和生长积累良好。集体林面积有限,经营粗放。已有很多林学家对刺槐的生长过程、立地指数和收获模型等进行了研究本研究试图从龄级和立地条件对人工林的影响入手,分析陕西渭北黄土高原刺槐和油松林的造林和经营结果。1阴山南部黄土地区陕西渭北黄土高原一般认为从黄龙、乔山的南坡余脉开始,直到关中平原北部的“北山”截止除少数山脊和个别地段由于严重的水土流失基岩出露外,渭北黄土高原几乎全部被第四纪黄土覆盖。从上到下分别为:全新世黄土、马兰黄土、离石黄土和红土。在这样的母质上由于气候和生物因子的综合作用形成了褐土、黄绵土、黑垆土、红土等由于南部秦岭山脉对气流的阻挡和由此产生的“焚风“效应,渭北黄土高原南部炎热干燥,北部相对温凉湿润。年均温在9～13℃之间。有记载的7月最高温度达41℃,1月最低温度-22℃该区历史上人为活动频繁,原生植被早被破坏利用。天然次生植被仅仅存于黄龙、乔山和“北山“的局部地段。以刺槐、油松和侧柏为主的人工林近几十年里得到了发展,成为该区除灌木草地之外的主要植被类型。根据朱志诚和王义凤的研究认为该区地带性植被应为以栎类为主的夏绿阔叶林。2检查方法2.1林分类型划分的依据以刺槐和油松人工林为主的7个主要的国有林场(图1)基本上代表了陕西渭北黄土高的这类人工林的总体状况。根据各个林场1984年的森林调查资料、现时林相图和作业资料,登记每个场的刺槐和油松林分(小班)的类型、龄级(或年龄)。刺槐分为乔林和矮林。共登记了156个的刺槐乔林林分(或小班)、32个刺槐第一代矮林和96个油松林林分,林分面积在0.4～16hm按林分类型分为5个龄级(表1)。由于刺槐矮林到目前为止最大为23a,故它只有4个龄级。在野外,林分的中点被作为样圆的圆心。样圆的大小取决于龄级和林木的个体数。一般I到II龄级样圆半径为6.95m(即152m每个龄级内按林分类型(刺槐乔林、刺槐矮林和油松)随机抽取10个样本,5个龄级3个林分类型即150个样本林分。但刺槐矮林仅4个龄级,故共实际抽取140个林分。由于部分记录在册和被抽取的林分实际已被破坏利用或其实际面积太小,最后仅实地调查112个林分(表2)。2.2测树胸径、胸径的测定记录样本林分的海拔高度、位置、坡度和坡向、土壤类型等立地数据和详细的经营方面的数据。将各个立地现场划分为“好”和“差”两个等级,再按照张康健每个林分如年龄没有确切记载,伐取两株最大的树,在根部实算年龄。测定样圆内每个胸高直径大于3.0的林木的胸径。实测样圆内2～5株最高个体的高度。对于第I和第II龄级的林分仅实测株高。2.3材料和实验方法计算每个调查林分的上层高、密度、平均胸径、每公顷断面积和蓄积量。材积的计算借助《陕西林业工作手册》的材积表根据抽样方法,观测数据满足双因子等级模型(twofactorhierarchicmodel)的条件全部计算在统计软件包SAS(版本12.0)下完成。采用了模块GLM和UNIVARIATE等3刺槐、油松林主体生长数据分析的结果表明,刺槐和油松人工林在渭北黄土高原表现出了速生和丰产的潜力。在调查的林分中,刺槐最大高度在35a时可达到27.1m,油松最大高度在38a时可达到15.9m。人工林个体尽管表现了较大的潜力,但林分的生长发育由于经营方法和水平的不同而参差不齐。刺槐乔林的密度变化范围在499～2951株/hm3.1立地条件好的林分类型方差分析表明,龄级对刺槐林分上层高的作用并不显著,对油松人工林的效应却显著(表4、5)。立地条件好坏对于第II和第V龄级的刺槐乔林,II和III龄级的刺槐矮林,IV和V龄级的油松人工林作用明显(表4、5)。一般情况下好的立地上刺槐的平均上层高明显大于差的立地(表6,II龄级的刺槐矮林除外)。3.2林分密度和生物量龄级对刺槐乔林和油松林的林分密度的作用非常明显,但对刺槐矮林不明显(表4、5)。平均水平下林木每公顷株数随着龄级的增加而减少。油松的个别龄级内林分密度变异系数可达到98%,因为有的林分已被强度利用,而有的截止28a尚未动过。因为利用水平和方法差异很大,统计学的角度上立地条件对林分密度的影响甚微(表4、5)。尽管如此,好的立地条件下每公顷株数的平均值不管刺槐还是油松均小于差的立地上的林分(表6)。这说明好的立地上的林分被利用的强度大于差的立地下的林分,从而导致了其林木株数的迅速减少。3.3林分平均直径的变化随着龄级的增大两树种的龄级内林分平均直径的均值也增大(表6)。但统计学意义上龄级对林分平均直径的作用并不显著(表4、5)。在好的立地条件下刺槐和油松的林分平均直径大于差的立地下林分(表6)。个别龄级内林分平均直径在立地好坏之间差异显著,如V龄级的刺槐乔林和IV龄级的刺槐矮林,这种差异在油松林分间却不显著(表4、5)。3.4立地条件对油松生长的影响随着龄级的增大龄级内林分断面积的均值也增大,但刺槐从第III龄级开始,油松第III和V龄级之间差别很小(表6)。统计学意义上龄级对林分断面积的作用并不明显(表4、5)。立地条件对油松的影响明显,但对刺槐不显著。一般地说好的立地上林分断面积大于差的立地上的林分,但个别龄级内(刺槐乔林的II和V龄级,刺槐矮林的III龄级,油松的IV龄级)这种差异不存在或者甚至相反(表6)。随着龄级的增大在差的立地上刺槐乔林的断面积逐渐增大,在好的立地条件下却迅速减小。这说明在好的立地下刺槐乔林被利用的强度大。油松的第III和IV龄级也表现出这个规律(表6)。立地条件越好,利用强度越大。3.5不同龄级的林分蓄积量随着龄级增大,刺槐和油松各个龄级的林分蓄积量均值也增加(表6,除油松第V龄级外)。但统计学意义上龄级对林分蓄积量的作用并不明显(表4、5)。立地对刺槐蓄积量的影响明显,但对油松并不显著(表4、5)。一般地,好的立地下林分蓄积量大于差的立地,但个别龄级(刺槐乔林第V龄级,油松的IV和V龄级)由于干扰强度大使蓄积量在好坏立地间没有差别甚至相反(表6)。4刺槐和油松人工林的生长和收获研究自然状态下林分参数应随着年龄的增长而增大,在立地质量好的情况下如果没有人为干扰林分的各个指标值应该大于其在较差的立地条件下的值,