栽培密度對落葉松人工林生長的影響

王 普

（甘肅省白龍江林業生態監測和調查規劃院，甘肅 蘭州 730030）

落葉松是一種快速生長的落葉針葉樹種，具有與常綠物種相似的碳增益能力[1]。該物種分布范圍在海拔300～1 700 m 的山區。落葉松是一種不耐陰的物種[2]。在大多數情況下，落葉松可以長到30 m，并且有兩種不同的芽（即短芽和長芽），它們可以在不同的時期延伸，以應對意外的環境變化[3]。該樹種可以應對惡劣、寒冷的天氣條件，能夠在寒冷氣候下存活7～8個月，可耐溫度最低可達-50 ℃左右[4]。此外，落葉松被認為是中國的主要樹種之一，已廣泛用于中國天然林和人工林的大規模造林計劃[5]。

人工林生態結構和功能受到林分密度的影響，除會對林分生長、生物量、林內環境、材性以及碳儲量產生影響外，也會對森林土壤養分特性產生直接或間接的影響[6]。研究發現，適合的密度能夠保證資源分配和群體結構，過大的林分密度會使樹木之間形成競爭生長，使得林況差，林分長勢弱，容易引起側枝干枯甚至死亡[7]；過低的林分密度會導致資源浪費，同時表土易出現裸露，使生態平衡受到影響[8]。因此，合理調節林分密度，可對樹木枝條的生長結構變化進行調整，從而改善林分結構功能[9-10]。本文以甘肅蘭州地區的落葉松人工林為研究對象，通過考察不同栽培密度下落葉松人工林樹高、胸徑、冠幅、郁閉度、枯落物厚度和灌草蓋度的變化，探討栽培密度對落葉松人工林生長的影響，為落葉松的人工培育提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與地點

本次試驗在甘肅蘭州市（東經102°36′～104°35′、北緯35°34′～37°00′）進行，該地區地處青藏高原向黃土高原過渡地帶，屬溫帶大陸性氣候，城區海拔約1 500 m，在大西北處于“座中六聯”的獨特位置，區域優勢明顯。年平均氣溫10.5 ℃。夏無酷暑，冬無嚴寒，是著名的避暑勝地。年平均日照時數約為2 400 h，無霜期為170 d，年平均降水量300 mm左右。試驗材料為日本落葉松性系2 a生扦插苗，于2010年開始造林。

1.2 試驗設計

本次試驗除栽培密度外，其他立地條件一致（土層厚度、坡位、坡度、坡向、海拔），分別設置4 個栽培密度處理，分別為處理1（500株/hm2）、處理2（1 000株/hm2）、處理3（1 500 株/hm2）、處理4（2 000 株/hm2），每個處理面積0.5 hm2，造林前兩年每年進行2 次撫育，試驗林間和四周均設保護行。

1.3 測定指標及方法

于2022 年生長季結束后對落葉松各指標進行調查。其中，樹高用超聲波測高儀進行測量；胸徑為測樹圍尺；冠幅需要分測量東西、南北2個方向的樹冠冠幅，取平均值；對不同處理下的落葉松進行郁閉度、枯落物厚度和灌草蓋度的測定。

1.4 統計分析

采用Excel 2010對試驗數據進行處理，SPSS 25.0進行顯著性分析。

2 結果與討論

2.1 栽培密度對落葉松人工林生長性狀的影響

不同密度處理下落葉松樹高、胸徑以及冠幅生長情況如表1 所示。由表1 可知，不同栽培密度下落葉松種樹高、胸徑、冠幅受到顯著影響。隨著密度的增加，落葉松樹高呈先增后降的趨勢，其中處理3下的樹高最高為18.13 m，顯著高于其他密度處理，此時栽培密度為1 500株/hm2，樹高較處理1提高了9.41%；其次為處理4與處理2，分別較處理1 提高了4.10%、3.26%，這2 種處理方式下樹高無顯著差異。隨著密度的增加，落葉松胸徑呈逐漸降低的趨勢（處理4＜處理3＜處理2＜處理1），其中處理1 下胸徑最大為16.83 cm，當密度增加為2 000株/hm2時平均胸徑降低至11.36 cm，處理1較處理4 高48.15%。冠幅測定結果顯示，隨著密度的增加，落葉松冠幅呈逐漸降低的趨勢（處理4＜處理3＜處理2＜處理1），這與胸徑變化趨勢相同，冠幅最大的為處理1（4.16 m），最小的為處理4（2.61 m）。表明栽培密度能夠對落葉松各生長性狀進行調控，栽培密度過大反而不利于植株的生長發育。

表1 不同密度處理下落葉松樹高、胸徑以及冠幅Tab.1 Height DBH and crown width of deciduous Larix gmelinii under different density treatments

2.2 栽培密度對落葉松人工林環境狀況的影響

不同密度處理下落葉松郁閉度、枯落物厚度以及灌草蓋度情況如表2所示。

表2 不同密度處理下落葉松郁閉度、枯落物厚度以及灌草蓋度Tab.2 Canopy closure litter thickness and shrub coverage of Larix gmelinii under different density treatments

郁閉度、枯落物厚度和灌草蓋度可以在一定程度上反映出生態系統的完整性。由表2可知，不同栽培密度下落葉松郁閉度、枯落物厚度、灌草蓋度受到顯著影響。隨著密度的增加，落葉松人工林郁閉度呈增加的趨勢（處理1＜處理2＜處理3＜處理4），其中處理4 下的郁閉度最高為87.25%，顯著高于其他密度處理，此時栽培密度為2 000 株/hm2，較處理1 下的郁閉度（56.57%）提高了54.23%。隨著密度的增加，落葉松枯落物厚度呈逐漸增加的趨勢（處理1＜處理2＜處理3＜處理4），其中處理4 下枯落物厚度最大為8.36 cm。隨著密度的增加，落葉松人工林灌草蓋度呈先增后降的趨勢（處理1＜處理2＜處理4＜處理3），其中處理3下的落葉松灌草蓋度最大為72.96%，顯著高于其他處理，此時栽培密度為1 500 株/hm2；其次為處理2（63.70%），栽培密度為1 000株/hm2，當栽培密度增加到2 000株/hm2時，灌草蓋度最低為62.61%。

3 討論與結論

本文以甘肅蘭州地區的落葉松人工林為試驗對象，研究不同造林密度度林木生長的影響。結果顯示，不同栽培密度下落葉松種樹高、胸徑、冠幅、郁閉度、枯落物厚度、灌草蓋度均受到顯著影響。隨著密度的增加，落葉松樹高呈先增后降（處理1＜處理2＜處理4＜處理3），處理3下的樹高最高為18.13 m；胸徑呈現逐漸降低的趨勢（處理4＜處理3＜處理2＜處理1），處理1下胸徑最大為16.83 cm，當密度增加為2 000 株/hm2時平均胸徑降低至11.36 cm；冠幅呈逐漸降低的趨勢（處理4＜處理3＜處理2＜處理1），這與胸徑變化趨勢相同，冠幅最大的為處理1（4.16 m），最小的為處理4（2.61 m）；落葉松人工林郁閉度呈增加的趨勢（處理1＜處理2＜處理3＜處理4），處理4 下的郁閉度最高為87.25%；枯落物厚度呈逐漸增加的趨勢（處理1＜處理2＜處理3＜處理4），處理4下枯落物厚度最大為8.36 cm；灌草蓋度呈現出先增后降的趨勢（處理1＜處理2＜處理4＜處理3），其中處理3 下的落葉松灌草蓋度最大為72.96%。

分析造成研究結果的原因，可能是隨著密度增加，為爭奪光照資源的上部樹冠產生競爭，導致樹高增加，但當密度過大時，植株汲取養分不足，物質供應不充分無法滿足頂部繼續生長，導致植株生長緩慢。胸徑和冠幅隨密度的增加顯著降低，可能是生長空間減小和養分競爭導致。隨栽培密度的增加郁閉度和枯落物厚度呈逐漸增加的趨勢，是由于樹木凋謝物隨密度增加而變多，使枯落物厚度增加。灌草蓋度隨栽培密度的增加呈先升高后降低的變化趨勢，在1 500 株/hm2時最大，是由于過高的栽培密度下，植株生長空間減小，增加了林分冠層，導致群體透光能力下降，下部光線變暗，降低了可生長灌草數量，從而使灌草度降低。