沙地樟子松人工林不同林齡林木高生長的研究

周鳳艷

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000）

樟子松(Pinus sylvestris var.Mongolica)于20世紀50年代在科爾沁沙地引種，現已成為三北地區主要喬木造林樹種，其人工林主要分布在我國北部的遼寧、陜西、內蒙古、新疆和甘肅等13個省（市、自治區）300多個縣[1]。樟子松適應性強，能適應土壤水分較少的山脊及向陽山坡，以及較干旱的沙地和石礫沙地[2]。樟子松生長快、樹形美、材質好、抗風沙，經過近些年的人工引種栽培和造林，成為一個有前途的造林樹種[3-4]。尤其是在干旱、半干旱風沙地區，已經成為營造防風固沙林、農田草場防護林、水土保持林和用材林的主要樹種，并能夠取得很好的社會、生態、經濟效益[1]。但自20世紀90年代以來卻出現了枝葉變黃、生長勢衰弱、病蟲害，繼而全株死亡的大面積衰退現象[5]。樟子松人工林經過60多年的生長，已經到了生長末期，因此，有必要對第1代沙地樟子松人工固沙林的生長狀況進行分析總結，為樟子松人工林的培育提供理論依據。本文通過對不同林齡沙地樟子松人工林的樹高生長狀況進行調查分析，總結沙地樟子松人工林樹高隨林齡變化規律，為全面提高我國樟子松人工林營林水平提供堅實的理論基礎。

1 試驗地概況

實驗地位于遼寧省彰武縣北部的章古臺鎮，42°43′-42°50′N、122°11 ′-122°37′E， 是典型的大陸性氣候，屬溫帶亞濕潤干旱氣候區，主要氣候特點是干旱多風，年平均氣溫6.1℃，最高35.2℃，最低－29.5℃，近10年年降水量285.9～720.1 mm，且多集中于6-8月份，年蒸發量1600mm，約為降水量的3倍，空氣相對濕度60.4%。年均風速3.0～3.7 m·s-1，每年大于5 m·s-1的起風沙達240次之多。≥10℃有效積溫2 800～3200℃。早霜在9月底或10月初，晚霜在4月中下旬，無霜期約150d[6-7]。平均海拔226.5m。最大地貌特征就是沙丘相間相壘，洼地縱橫。該區土壤以風沙土為主，主要為生草風沙土和流動風沙土，由河流沖積物形成，沙層厚30 m左右，PH值6.8～7.0。本文研究地為生草風沙土[7-8]。研究區內植被類型主要是以樟子松、油松（Pinus tabuliformis）為主的固沙針葉林，林下有少量伴生植物[9]。

2 試驗方法

2.1 樣地的設置

通過大量的現場踏查及造林檔案查對，以10林齡為一個齡階，選擇10～60a林齡、立地條件盡量做到大致相似的樟子松人工林標準地36塊。標準地基本情況參見表1。

2.2 林木樹高測定

在選擇的標準地內進行樹高每木調查，使用美國Laser Technology公司生產的CRITERION RD1000紅外線測樹儀逐株測定立木2008年到2015年的樹高，計算得到2008年到2015年的樹高連年生長量。

表1 標準地基本情況表

3 結果與分析

3.1 林齡與樹高生長量之間相關性分析

利用SPSS 20軟件(在0.05水平下)對不同林齡下的樹高生長量進行相關性及顯著性方差分析，見表2、表3；將不同林齡樹高平均值和標準差值即差異性進行列表分析，見表4。

表2 樟子松林齡與樹高的相關性

表3 不同林齡樹高方差分析表

表4 不同林齡樹高差異性表

由表2～表4可以看出沙地樟子松的樹高和林齡相關性極顯著。隨著林齡的增加，樟子松的樹高生長量增加。10a生沙地樟子松樹高生長量最小，為3.33m，60a最大，為12.95m，10-60a之間樹高皆有顯著性差異，10a和60a之間差異性最大，均值差為9.62m；40a和60a之間差異最小，均值差為0.64m。

3.2 沙地樟子松人工林生長模型的建立

由沙地樟子松高生長的相關性分析表看出林齡與樹高相關性極顯著，因此可以建立一個數學模型來分析和預測樟子松的生長規律。運用SPSS 20進行線性函數、冪函數、指數函數、對數函數、二次拋物線、三次拋物線、S曲線、雙曲線、復合方程、生長方程以及logistic等多方程擬合，選擇回歸系數R2最大且均值差最小的作為該曲線方程。擬合的結果如表5。下2008年至2015年的樹高連年生長量進行方差分析和多重比較，結果見表6、表7，同時繪制沙地樟子松人工林連年生長量曲線，見圖1。

表5 林齡與樹高的回歸分析結果

由表6、表7、圖1可知:不同年份各林齡間樹高生長量有顯著性差異。2008-2015a樹高60a最小。2008-2010a樹高30a最大；2011-2013a樹高20a最大；2014-2015a樹高10a最大。由差異性檢驗分析得出:2008-2010a間30a與60a顯著性差異性最大，2011-2013a時20a與60a顯著性差異性最大，2014-2015a時10a與60a顯著性差異性最大。2008a 時 10、50、60a 之間無顯著性差異，20、30、40a之間無顯著性差異；10、50、60a 與 20、30、40a 有顯著性差異。 2009a 時 10、50、60、20a 與 30、40a 無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2010a時10a與 50a、40a與 20、30a無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2011a時40a與10、30a無顯著性差異；30a與20、40a之間無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2012a時10、30、40a間無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2013a時10a 與 20a、10a 與 40a、30a 與 40a、50a 與 60a 無

利用SPSS 20軟件(在0.05水平下)對不同林齡顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2014a時10a與20a、50a與60a無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2015a時10a與20a、30a與40a、50a與60a無顯著性差異，其余林齡間均有顯著性差異。2008a與2009a的顯著差異性這6個林齡基本一致，2010-2012a的顯著差異性這6個林齡基本一致，2013-2015a的顯著差異性這6個林齡基本一致。

表6 單因素方差分析表

圖1 連年生長量曲線

表7 樟子松樹高連年生長量差異性分析結果

分析各個林齡樟子松樹高生長量的大小，發現10a樟子松人工林2008a的當年生長量最小，且2008-2015a該林齡的樟子松連年生長量一直在增加，到2012a以后生長量顯著增加，且在2012a以前同20a樟子松生長量有顯著性差異，2012a之后無顯著性差異。通過查詢氣象資料發現這個階段沒有極端自然災害天氣發生，表明10a樟子松到2012a后進入到下一個生長發育階段。20a樟子松生長量在所選四個林齡中一直很大，而且從2008—2015a沒有發生明顯的變化，表明該階段的樟子松處于一個穩定的高生長階段。30a林齡沙地人工林樟子松2008-2015a的連年生長量表現為隨著年齡增長，樟子松的連年生長量先增長，到2013年開始持續下降。由此可見，樟子松在這一生長過程中，生長速度已經開始減弱，進入了下一個生長發育時期。同時發現20a樟子松與30a樟子松幾乎無顯著性差異，說明這段時期兩林齡可能處于同一階段。30a與40a在2012a前有顯著性差異，說明這段時期兩林齡可能處于不同的生長發育階段，2012a之后兩者無顯著性差異，說明這段時期兩林齡可能處于同一階段。40a樟子松連年生長量波動不大，40a各年份生長量無顯著性差異，說明處于同一個生長發育階段。50a各年份生長量無顯著性差異，說明處于同一個生長階段，且40a與50a差異性顯著，說明這段時期兩林齡可能處于不同的生長發育階段。60a整體無顯著性差異。與50a無顯著性差異，這段時期兩林齡處于同一階段，高生長速度相近。

4 結論

綜上所述，沙地樟子松人工林的樹高隨著林齡的增加而增大，且各林齡之間皆有顯著性差異；造成樹高連年生長量不同的主要原因是由于處于不同的生長發育階段。在整個生長發育階段，樹高與林齡有極顯著相關性，隨著林齡的增大而增加，而樊曉英等[10]、格日勒等（2004）對毛烏素沙地東南部部分林齡的樟子松生長狀況調查分析得出樹高和樹齡有較大的相關性，隨著樹齡的增大而增加。同時由于立地條件的差異（受標準地條件的限制），本研究中40a的各林分因子生長量高于50a和60a，同樣的結論也出現在羅玲[11]對毛烏素沙地不同立地條件下樟子松人工林的研究中，在毛烏素沙地，樟子松人工林的樹高及其相應的平均生長量和峰值時的連年生長量以丘間低地最大，沙丘上部最小，平坦沙地、沙丘下部以及沙丘中部依次介于二者之間。因此，沙地樟子松人工林在整個生長發育期間，其樹高隨著林齡的增加而增加，立地條件的差異可能會延長或縮短這種進程，但不會改變這種趨勢。

［1］朱教君，曾德慧，康宏樟，等.沙地樟子松人工林衰退機制［M］.北京:中國林業出版社，2005.

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［4］格日勒，斯琴畢力格，金榮.毛烏素沙地引種樟子松生長特性的研究 ［J］. 干旱區資源與環境，2004，18(5):159-162.

［5］朱教君，范志平，曾德慧，等.不同起源沙地樟子松林結構與生長比較研究［J］(英文)Journal of Forestry Research，2003，（2）:

［6］曾德慧，姜鳳岐，范志平，等.沙地樟子松人工林自然稀疏規律［J］.生態學報，2000，（2）:235-242.

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［11］羅玲.榆林沙區不同立地條件下樟子松人工林生長規律的研究[D].楊凌:西北農林科技大學，2008.