塞罕坝落叶松人工林与白桦次生林林分生长规律及其与地形因子关系研究

摘要

了解和掌握林分生长规律及其与地形因子的关系是科学合理经营森林的重要依据。本研究以塞罕坝机械林场两种典型林分类型—华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiimayr.)人工林以及白桦(BemlaplatyphyllaSuk.)天然次生林为研究对象,在收集大量临时样地调查资料的基础上,筛选出合适的数据,借助SPSS11.0和ForStat统计分析软件,利用常用的生长模型对各林分生长过程进行拟合,找到最优模型,计算各生长指标(胸径、树高、材积)的总生长量及其连年生长量、平均生长量、生长率以及各年龄林分所代表的立木株数和蓄积量,编制各林分生长过程表,分析各生长指标的生长过程及其对各地形因子的反应,主要研究结果如下:
　　 (1)华北落叶松人工林林分平均木胸径、树高、材积生长过程用Logistic模型拟合效果最好,立木株数株数随年龄变化过程用抛物线方程拟合效果最好;白桦天然次生林林分平均木胸径、树高生长过程用对数方程拟合效果最好,材积生长过程用Richards方程拟合效果最好,立木株数随年龄变化过程用抛物线方程拟合效果最好。以上模型拟合相关系数R均为0.9以上。
　　 (2)华北落叶松人工林生长过程可划分为前慢期、速生期以及后慢期三个阶段。胸径平均生长量为0.46cm,20年生时生长最快,连年生长量为0.8cm,速生期为10～20年;树高年平均生长量为0.38m,同样在20年生时生长最快,连年生长量为0.62m,速生期为前20年;材积年平均生长量为0.00690m3,30年生时生长最快,其连年生长量达0.01185m3,速生期为10～30年。在速生时期应注意对华北落叶松人工林的管理,特别是在10～20年生时,应加强水肥管理、调控林分密度,适度间伐以培育高大林木。
　　 (3)白桦天然次生林林分立木株数随年龄的增大而减少,由5年生4085株·hm-2降为50年生时的1087株·hm-2;蓄积量逐渐增大,50年生时为136.38m3·hm-2;胸径平均生长量为0.30cm,10年生时生长最快,连年生长量为0.76cm,速生期为前10年;树高年平均生长量为0.25m,连年生长量从5年生开始就呈现递减的趋势,25年生后树高连年生长量不足0.2m;材积年平均生长量为0.00183m3,20年生时生长最快,其连年生长量达0.00426m3。该地区白桦天然次生林缺乏人为经营,若能适当的加以人为干扰将能大幅提高其各林分因子的生长空间。
　　 (4)海拔对塞罕坝华北落叶松人工林林分平均胸径、树高、材积生长具有不同的影响。对平均木胸径和材积的影响比较显著,呈正相关关系,而对林分平均树高的影响较小。坡向对华北落叶松人工林林分生长的影响较小,特别是对林分平均树高的影响,阳坡林分和阴坡林分平均树高生长变化基本上一样,坡向不是影响华北落叶松人工林林分树高生长的主要因子。坡位对华北落叶松人工林林分平均木胸径、树高和材积生长都具有显著的影响,且均表现出不同坡位的林分平均胸径、树高和材积随年龄增长逐渐拉开差距,坡下生长最好,坡上生长最次,坡中生长居中的特点。因此,总体上来说,坡位和海拔是影响塞罕坝华北落叶人工林生长的最主要地形因子,坡向影响最小。林分平均木胸径和材积生长受海拔影响最大,坡位次之,坡向影响较小;而对于林分的平均树高,仅坡位有显著影响,海拔和坡向影响很小。
　　 (5)海拔、坡向、坡位对塞罕坝地区白桦天然次生林林分生长均具有显著影响,且均表现出随着林分年龄的增长表现的越明显的特点。林分平均胸径、平均树高和平均木材积与海拔均呈负相关关系,林分平均木胸径、树高和材积最大差值分别为1.9cm、1.8m、0.04607m3。阳坡不适合白桦天然次生林林分生长,分布极少,而且生长状况很差,即使是阴坡和半阴坡其林分生长也有较大的差别,林分平均胸径、平均树高和平均木材积均表现出阴坡林分高于半阴坡林分。白桦天然次生林林分生长对坡位的反应表现为坡下生长最好,坡上生长最次,坡中生长居中。地形因子对塞罕坝地区白桦天然次生林林分生长的影响表现为坡向＞坡位＞海拔的特点。