張娜 程琳 趙西平
摘要 蒙古櫟(Ouercus mongolica)是東北區域常見的闊葉喬木樹種,林地面積占東北林區面積的10%~20%。蒙古櫟木材堅硬,紋理美觀,是優質的用材樹種。隨著市場對木材需求量的不斷增加,蒙古櫟以其獨特的材質特點得到人們的廣泛喜愛。文章闡述了蒙古櫟生長與材積的研究進展,通過對林木生長和材積變異規律、影響因素及栽培研究等方面的介紹,為蒙古櫟高效栽培和林木資源合理利用等提供科學理論支撐。
關鍵詞 蒙古櫟;材積;生長;栽培
中圖分類號:S792.186 文獻標識碼:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2022.04.022
蒙古櫟(Ouercus mongolica),別名蒙古柞、柞樹,落葉喬木。蒙古櫟具有發達的根系,耐干旱、瘠薄,不耐鹽堿,且具有材質優良和抗水濕的特點[1]。我國的蒙古櫟多集中在遼寧、黑龍江、吉林、內蒙古等地,是東北重要的闊葉用材樹種,常與遼東櫟(Quercus wutaishansea)、黑樺(Betular dahurica)、白樺(Betular platyphylly)、山楊(Populus davidiana)等混生[2]。
隨著全球氣候變暖,蒙古櫟逐漸顯現出東北森林最主要樹種的趨勢[3]。找出蒙古櫟材積生長的最適環境,為經營管理提供支持,同時也可預測材積的最大生長量及最佳采伐年齡。20世紀初對蒙古櫟森林資源保護力度的不足和對蒙古櫟育種的不夠重視,導致了蒙古櫟遺傳改良進展緩慢。目前,蒙古櫟資源存在質量優劣不一、生產力普遍不高的問題,因此,研究各測樹因子與樹木材積生長量之間的關系,對加快蒙古櫟遺傳改良進程,同時促進資源可持續發展和提升資源高效利用具有重要意義。
1 蒙古櫟生長和材積變異規律
1.1 蒙古櫟生長和材積的相關研究
研究蒙古櫟生長因子的相關性,可為林木的復合經營和科學管理提供理論依據。通過理論方程擬合的曲線更能直觀得出擬合曲線與真實值之間的關系,研究得出,Logistic方程擬合程度最高,適用于蒙古櫟材積理論方程的構建,擬合R2達0.993,可用于蒙古櫟材積的生長預測[4]。蒙古櫟立木材積與樹高和胸徑呈正相關,相關模型曲線為:V=0.000 062×D×H,擬合R為0.974 4,能夠準確地反映三者之間的關系[5]。
1.2 蒙古櫟材積的遺傳變異規律研究
通過種源間材積生長量的變異性研究,可以進一步了解樹木的生長規律,同時為蒙古櫟合理栽培提供科學指導。趙西平等對蒙古櫟材積和生長進行了研究,結果顯示:隨著林齡的增加,材積在株間的差異也逐漸變大,達到中林齡期,差異性也趨于平穩。蒙古櫟幼林齡時期生長迅速,變異程度也在增加,株內的材積變化量差異不明顯。立地、氣候、間伐等外部因素會對蒙古櫟的生長帶來影響,同時增大株內材積的變異度[4]。因此,研究蒙古櫟材積的遺傳變異規律,可為蒙古櫟高效栽培和科學采伐提供理論依據。
2 影響蒙古櫟生長和材積的因素
樹木在生長過程中材積與很多因素有關,如立地、間伐強度、氣候、培育措施等,而這些因素容易引起材積的變異。
2.1 立地對材積生長量的變異性研究
立地因子的變化對林木材積的生長影響很大。不同立地條件下同一樹種的生長差異也很明顯,不僅影響林木材積的生長量,還影響林木的生長過程。一般立地條件好,林木生長的持續時間相對也長,而且材積生長也比較好;而在每個樹種最適宜的立地因子下,其分布中心區生長量較大,在分布區的邊緣,尤其是分布區的北界生長量較小。在同一氣候區內,土壤條件及局部氣候的差異,是造成林木生長差異的原因[6],在山區主要取決于坡向和坡位。蒙古櫟天然林分的分布集中在海拔300~650 m的半陽坡或陽坡,最適宜的坡位為坡中,其他方向分布較少[7]。
2.2 間伐強度對材積生長量的變異性研究
密度調控降低了蒙古櫟徑向生長對氣候因子的敏感性。在未來暖化的氣候背景下,密度調控有利于減緩氣候變化對蒙古櫟生長的不利影響。對中林齡蒙古櫟的撫育應以間伐管護為主,有研究表明,經過間伐撫育的蒙古櫟,徑向生長過程中會減弱對氣候的敏感性,因此,在全球變暖的趨勢下,間伐經營利于蒙古櫟應對氣候變化帶來的不利影響。次生蒙古櫟林分密度越高,徑向生長受到的影響越大,一般是負相關。
間伐能夠增加林木胸高斷面積增量,從而達到促進蒙古櫟生長的效果[8]。次生蒙古櫟林分的天然更新與密度有密切關系,低密度林分的林下植物能獲得更多的陽光,致使林下更新速度快于高密度[9];但間伐強度過大,林分易出現較多偏冠現象,會影響蒙古櫟的生長和材積增長[10]。
2.3 氣候對材積生長量的變異性研究
自然界的晝夜現象會影響蒙古櫟葉片葉綠素的含量,升溫可減小葉片在可見光波段內的光譜反射率,從而促進葉綠素的合成;氮肥有利于蒙古櫟葉綠素的合成,但不利于植株生長量的增加[11]。相同水分條件下,光照會影響地面的溫度,從而會影響蒙古櫟的物候期;長光周期的高度生長普遍大于短光周期的高度生長,且生長較為迅速,持續時間也較長[12]。降雨量會影響蒙古櫟林分的生長,降水量少時,蒙古櫟林開始遲滯時間為1 h,降雨量多時,遲滯時間有所縮短,明顯低于1 h;當降雨量超過70 mm時,蒙古櫟的樹冠截留率持續為10%[13]。有研究通過模擬我國東北7—9月的溫度(20 ℃)和濕度(20%)條件,研究不同風速對土壤水分的影響,結果表明:風速與土壤失水速度呈正比,溫度與失水速度呈反比,濕度與失水速度呈正比[14]。全球氣候變暖是影響生態平衡的重要因子之一,一定溫度范圍內,林木生長速度與溫度呈正相關關系,但溫度過高會抑制蒙古櫟材積與生長量的增長[15]。
2.4 培育措施對材積生長量的變異性研究
科學撫育利于蒙古櫟的生長,撫育一般持續3年;幼林齡時期主要清除雜草與施肥,疏松土質保持在005~0.1 mm[16]。側枝的增多會影響蒙古櫟的主干和冠形,修枝可以加快蒙古櫟的生長,并保證木材的質量。加強蒙古櫟應對氣候、暴雨、病蟲害等不利因素的管護,針對不同林齡對蒙古櫟進行合理、分級的管護。蒙古櫟苗期生長量具有很強的遺傳力,苗高比地徑更穩定,通過苗期選擇優良種質的方法是可行的[17]。
3 蒙古櫟苗木栽培研究
3.1 苗期生長研究
蒙古櫟是喜光植物,種子無休眠期,播種方式主要有點播、條播和苗床育苗。1年生蒙古櫟苗高、地徑一般為10~25 cm和0.8~1.0 cm[18]。應選擇干燥的中性或酸性的沙壤土和壤土育苗,蒙古櫟幼年期生長量增加愈來愈快,春播苗直徑生長和高生長大于秋播苗[19]。城區栽植的蒙古櫟應盡量選擇空氣濕度大的水體旁或混植于園林中,這種環境有利于蒙古櫟健康生長。
3.2 苗木管理研究
苗圃一般具備土質肥沃、排水良好、交通便利等條件。蒙古櫟間苗時間一般為幼苗苗高達5 cm左右時進行,保留密度一般為50~60株·m,并定期除去弱苗;象鼻蟲是蒙古櫟苗期常見的蟲害,防治方法是采用溴化鉀熏殺[20]。當苗高達10 cm時施用復合肥,采用0.3%的磷酸二氫鉀葉面施肥[21]。保證澆水、施肥、除草、松土、病蟲害防治等常規撫育措施。
4 討論
研究蒙古櫟物候期結合環境條件的改變,確定最適合蒙古櫟的生長條件,可獲得最大材積。有研究表明,蒙古櫟的早期選擇會影響其生長周期,不同林分間個體的生長變異系數隨年齡的增加呈遞減趨,在合適的時間進行早期選擇,可以最大限度得到合適的木材[22]。針對蒙古櫟的生長特點,加強對其生長過程的經營管理,盡可能避免對材積產生不良影響的情況出現。
研究生長和材積變異性是為了能夠更好掌握和了解樹木生長特點,了解材積的生長規律,選擇合適的采伐時間,充分利用資源,避免造成資源浪費。年齡對材積生長量的研究也是將來國內外研究的重點方向,加強對蒙古櫟生長和材性的研究,對蒙古櫟的良種選育和加工利用具有十分重要的意義。目前,對蒙古櫟材積的研究還有所不足,測定周期較短,未來還需要對生長和材質做進一步的探索和研究。
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