林分密度和立地条件对油松人工林生长的影响

林分密度和立地条件对油松人工林生长的影响

树木的生长与树冠密切相关。树冠对调节和分配林分的太阳能、养分循环和降水分配起着重要作用，影响了林分下层动植物群落的组成和变化。树冠作为光合作用的主要场所,其大小和健康与否决定了树木的生长活力和生产力的大小。因此树冠在树木的生长过程中具有重要的作用,并且反映了树木的长期竞争水平油松(1高温、年强度北京市西山林场属北京西郊低山区,海拔为300～400m,坡度为15°～35°,植被属温带落叶阔叶林带。土壤层次多不明显,为石砾含量较多的山地褐土。年平均气温11.6℃,极端最高温41.6℃,极端最低温-20℃。无霜期193d,年降水量630mm,年日照2662h。属暖温带大陆季风气候区。22.1油松人工林样地的设置在北京市西山林场同龄级(40～50a)油松人工林中,设置样地25块,样地面积为15m×15m。分500、1000、1500、2000株·hm2.2林分类型、树高、林分类型、树高、冠幅调查样地调查分林分指标和单木指标两类:林分指标为调查地点、林分类型、树种、清查年份、经度、纬度、坡度、坡向、海拔;单木指标为样木号、胸径、活枝高、树高和冠幅。不同林分密度、立地条件油松样地各主要因子概况见表1、表2。2.3冠幅指数的测量本次树冠调查借鉴了美国的森林资源清查体系2.3.1树冠顶部木冠幅(树冠长度(树冠透光率(树冠位置(1优势木:树冠顶部超出林冠层高度的2倍;2上层木:树冠顶部超出林冠层高度的1/2;3下层木:树冠顶部低于林冠层高度的1/2;4开放树冠:林分没有郁闭,大部分单木树冠没有形成对光照的竞争。这种情况在人工林中不常见到。树冠顶梢枯死(树冠密度(2.3.2综合指标树冠率(树冠表面积(式中:树冠体积(=0.5π树冠生产率(33.1密度与林冠形成因素的关系3.1.1林分密度对冠幅与树冠的影响不同林分密度,林分的枝下高差异较大,树冠长是树高与枝下高的差值,即绝对差值。随着林分密度的增大枝下高逐渐增大,树冠长度减小,这是因为林分密度高,枝条自然整枝强烈,枝下高相对升高,而树冠长度相对减小。通过表5可看出,随着林分密度的增大,冠幅、树冠长度逐渐减小(冠幅从4.86m减小到2.91m;树冠长度从4.94m减小到3.19m),林分密度在1000～1500株·hm由表5还可看出林分密度与树冠基本指标呈负相关关系:与树冠长度呈极显著负相关(相关系数为-0.947),即树冠长度随林分密度的增大而减小,随林分密度的降低而增大;与树冠透光率呈显著负相关(相关系数为-0.874),随林分密度的增大而减少,这是由于林分密度大使得树木不能充分伸展,接受光照的机会降低,使得透光率减少,进而竞争力下降,最终导致林分质量的下降。树冠位置对于不同密度来说没有什么变化,可能是由于油松为人工林,冠层高度大体一致。3.1.2密度对树冠表面积的影响林分密度与树冠表面积、树冠体积呈极显著负相关关系(表5),相关系数为-0.997。树冠表面积随林分密度的增大而减小,表明林分越密,越不利于光能的利用。林分密度为1500株·hm3.1.3树冠复合指标与树冠密度和冠幅的相关性同龄级不同林分密度下,冠幅、树冠长度与树冠密度呈显著正相关,随着冠幅、树冠长度的增大,树冠密度也逐渐增大。树冠长度、树冠密度和冠幅通过几何学方法扩展到树冠的复合指标(树冠体积、树冠表面积),因而树冠体积、树冠表面积与树冠长度、冠幅呈极显著正相关(相关系数>0.9)。冠幅、树冠长度与树冠生产率呈负相关,相关系数分别为-0.896、-0.895。这是因为尽管冠幅大的树木有很高的光合生产力,却由于要更大程度地维持根、茎、枝的呼吸作用而消耗很大,使得具有很低的生产效率3.2立地条件与树冠复合指标间的相关性在低山阴坡厚土条件下,冠幅、树冠长度最大,分别为4.32、5.05m(表7)。在不同立地条件下,树冠顶梢枯死率<15%,说明北京山区油松人工林顶梢枯死不严重,油松人工林相对比较健康。林分密度在低山阴坡厚土的条件下为50.4%,即树冠能够充分利用光照进行光合作用等一系列的生理活动,并提高林木的生长。对3种立地条件下油松树冠因子的分析得出:北京山区油松人工林最适宜在低山阴坡厚土的条件下生长。立地类型与树冠基本指标的相关性较低(除与树冠顶梢枯死、树冠透光率外),与树冠顶梢枯死呈显著负相关(相关系数-0.859);与树冠透光率呈极显著负相关(相关系数为-0.997),原因是由于立地条件越好,树木生长越旺盛,能够充分伸展,冠形丰满,邻近树木相互遮挡,使得树冠透光率降低。就树冠的复合指标而言,由于立地条件与树冠长度、树冠密度没有显著相关性,因而立地条件与树冠表面积、树冠体积和树冠生产率的相关性较低,相关系数分别为-0.326、-0.242、-0.219。在同龄级不同立地条件下,冠幅与树冠密度、树冠表面积呈显著正相关(表8),相关系数分别为0.942、0.838。树冠长度、树冠密度与树冠表面积、树冠体积呈极显著正相关(相关系数>0.9),由树冠表面积及树冠体积的定义得知:树冠长度、树冠密度增大,则其也随之增大。通过表6和表8比较得知:在不同的林分密度条件下,树冠各个指标间具有显著的相关性;而在不同的立地条件下,相关性不明显。说明对于林分密度、立地条件两个影响因素来说,林分密度对树冠生长的影响较立地条件更大,林分密度是影响树冠因子变化的重要因素。4林分密度和立地条件对树冠的影响通过对北京山区同龄级(40～50a)油松人工林不同林分密度下树冠因子的分析得出林分密度应控制在1500株·hm林分密度与冠幅、树冠长度、树冠密度、树冠透光率呈显著负相关,相关系数分别为-0.951、-0.947、-0.874、-0.971,说明林分密度的变化能显著影响树冠因子的变化,合理调整林分密度有利于树冠的生长。对3种立地条件(低山阴坡厚土、低山阴坡薄土、低山阳坡厚土)而言