坡向及林窗大小對油松人工林天然更新幼苗數量及生長的影響

胡玉珠

(阜新市林業發展服務中心，遼寧 阜新 123099)

在森林的可持續經營中，一個關鍵性的問題即為林窗。目前國內外在相關方面的研究主要是針對林窗形成后對林地更新的影響方面[1]，我國在天然林內的林窗更新方面的研究比較多，而在人工林間伐后形成的天窗內自然更新的幼苗生長情況的研究比較少。間伐是當前營林措施中一項重要的技術，形成的林窗在林分的自然更新、林地條件的改善、林分結構的發展等多個方面有著重要的作用。林窗內的光照、溫度、濕度等生態條件主要受到所處的坡向、林窗大小等的影響[2]。

油松耐干旱貧瘠，適應性和抗逆性強，是我國北方地區主要的抗旱造林樹種。油松人工林結實后種子可以萌發實現自然更新[2]。油松幼苗具有較好的耐蔭能力，生長后期喜光，幼苗的生長在很大程度上受到生境條件的影響[2]。在油松人工林中，經過各種強度的撫育間伐后形成的林窗大小各異，天然更新形成的不同年齡油松苗個體數量、平均高度、基徑以及各器官干物質積累等情況是油松幼苗對林窗環境適應情況的一種最直接的反映[3]。為了比較油松人工林內不同坡向、林窗大小情況下天然更新幼苗的生長發育情況，特開展了此研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于遼寧省阜新市城郊國有阜蒙縣王府林場紅帽子工區4林班62小班，42°10＇8″ N，120°26＇3″ E。為典型的半干旱大陸季風性氣候，氣候干旱，水土流失嚴重，平均海拔852 m左右，年均氣溫5.8 ℃，極端最高、最低氣溫分別在40.8、-30.5 ℃，無霜期年均129.2 d，日照時數年均2 840 h，年降水量平均400 mm，分布不均勻，年蒸發量平均在1 700 mm左右。油松林造林時間為20世紀80年代后期，林況較差，郁閉度0.3，2010年實施間伐撫育后形成不同大小的天窗。

1.2 調查設計

調查設6個處理，即在海拔847.2 m左右處的陰坡、陽坡上分別選擇近似橢圓形的小林窗、大林窗，小林窗、大林窗的衡量標準參考文獻[3]中的方法，并選擇同海拔陰坡、陽坡的未間伐油松人工林作為對照處理。林窗的選擇要求南北向長、東西向短。每種類型的林窗調查4塊樣地。

1.3 試驗方法

20世紀80年代末進行油松造林時采取穴狀整地的方式，栽植的株行距為2.6 m×2.6 m，1994年開展過1次撫育、除灌工作，2002年進行1次撫育間伐，強度在15%～20%，主要是將其中長勢差、感染病蟲苗木伐除，2010年開展1次間伐，形成各種規格大小的林窗。

1.4 調查內容及方法

2018年7—9月按照設計的要求開展不同處理的試驗，設置5 m×5 m的樣地開展調查，以油松幼苗的側枝輪數作為標準判斷其年齡，調查每個樣方內各年齡油松幼苗的數量，并統計其平均高度、基徑[4]；分別在每個樣方內每個年齡段選擇3株標準樣株(與平均高度、基徑相近)，做好標記后挖出，分別取根、莖、葉后清洗干凈，置于80 ℃下烘干至恒重分別稱質量，計算得到單株不同器官的干質量[5]。各處理取平均值。

2 結果與分析

2.1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗齡幼苗數量

對不同條件類型天然更新油松幼苗各年齡段的苗木數量進行統計，結果見表1。由表1可以看出，陰坡林下和陽坡林下天然更新8年后缺乏4年生以及4年生以上的幼苗，陰坡小林窗和陽坡小林窗中缺乏8年生油松幼苗；大林窗內天然更新油松幼苗的年齡結構比較合理，且隨著樹齡的增加，苗木數量呈現一定的波動態勢，而小林窗、林下的4個處理中苗木數量表現為2年生后逐漸降低。表明林窗對種子的萌發及幼苗的生長比較有利，大林窗有助于培養大規格的苗木，且陰坡上林窗內天然更新情況整體優于陽坡。

表1 不同坡向及林窗大小天然更新油松各苗齡幼苗個體數量比較 株

2.2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高及基徑分析

對不同條件類型下天然更新油松幼苗各年齡段的苗高、基徑進行統計，結果見表2、表3。根據表2可知，不同大小林窗內天然更新的各苗齡幼苗平均高、基徑表現出不同的差異，在坡向相同的情況下，林窗的大小對前3年內的油松苗高生長影響不明顯，對3年生以上的苗高生長有著明顯的影響，大林窗優于小林窗；在苗齡相同的情況下，陰坡比陽坡更加有利于油松苗木的生長。

表2 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均高度比較 cm

根據表3可知，隨著油松苗齡的增加，其基徑逐漸增粗；在苗齡相同的情況下，陰坡大林窗更有利于油松苗木的基徑生長。

表3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗平均基徑比較 mm

2.3 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、莖、葉各器官生物量分析

不同坡向及林窗大小天然更新的油松幼苗根、莖、葉各器官生物量統計結果見表4。由表4可知，在相同年齡、相同坡向的情況下，根、莖、葉的生物量以大林窗>小林窗>林下，在林窗大小相同、年齡相同的情況下，陰坡苗木生物量高于陽坡苗木生物量，從樹齡上分析，以2～4年的油松苗生物量增加最快。

表4 不同坡向及林窗大小天然更新油松幼苗根、莖、葉各器官生物量比較 g·株-1

3 結論與討論

不同年齡油松幼苗的數量、平均高、基徑、生物量等都可以反映出其對環境的適應能力[3,4]。油松幼苗期對光照需求少，耐蔭能力強，隨著年齡的增加，苗木對光照的需求逐漸增加，但是新生苗木如果沒有一定的庇蔭條件則難以進入主林冠層[5-7]。試驗結果表明，未間伐的油松人工林4年及4年以上的天然更新苗木缺乏，小林窗內生長8年的較大規格的苗木數量缺乏，大林窗內的各年齡結構的苗木分布均勻；天然更新的油松苗前3年生長相對緩慢，3～4年后生長速度相對較快，大林窗對油松幼苗樹高、基徑生長的促進作用更加明顯；在幼苗的年齡、坡向相同時，各器官的生物量排序均為大林窗>小林窗>林下，且陰坡的促進效果更好。