塞罕坝华北落叶松人工林造林更新技术研究

塞罕坝华北落叶松人工林造林更新技术研究

塞汗水库机械林场位于河北省的北端。它是满蒙自治区的边界，总面积93.3万公顷。国外对于人工林迹地更新问题的研究比我国早,始于19世纪初由于华北落叶松是我国特有人工林树种之一,其人工林的迹地更新技术目前国外尚未见报道。国内对于落叶松人工林的研究始于20世纪70年代,研究重点以落叶松地力衰退问题和维持人工林长期生产力居多1华北落叶松人工林皆伐迹地苗木造林试验试验区选择在塞罕坝阴河林场前曼甸营林区,根据试验目的不同,进行以下试验:(1)选择立地条件基本一致、有代表性的华北落叶松人工林主伐迹地各10hm(2)选择立地条件相近、整地方式一致、块状皆伐的华北落叶松人工林采伐迹地各10hm(3)选择立地条件、整地方式基本一致,有代表性的华北落叶松人工林皆伐迹地,选择不同高度的华北落叶松苗木进行造林,于当年秋季测定其成活率和高生长量。(4)选择立地条件、整地方式、苗木质量基本一致,有代表性的华北落叶松人工林皆伐迹地进行植苗造林,造林时埋土深度分别为超过苗木地径0cm、2cm和5cm,于当年秋季测定其存活率和高生长量。(5)选择立地条件相近、苗木质量基本一致,具有代表性的华北落叶松人工林皆伐迹地进行药剂浸根造林,具体方法为:(1)将ABT-3号生根粉配成25mg/kg、50mg/kg、和75mg/kg的水溶液;(2)将保水剂配成1/50、1/150和1/300的水溶液;(3)将食盐配成0.3%、0.5%和1%的溶液;(4)以清水作为对照。将华北落叶松一级苗分别浸泡在上述溶液中2h,对照苗木用清水浸泡2h。植苗造林后,于当年秋季封顶后进行高生长量、成活率和新生根数量调查。2结果与分析2.1土地整理对造林效果的影响2.1.1不同整地方式对25cm土层土壤含水量的影响根据试验要求,对华北落叶松人工林采伐迹地的造林苗木根系的测量,大部分苗木根系分布在20~30cm土层。由表1可见,在2000年(降水量351.8mm)和2004年(降水量417.7mm),对造林地内25cm土层的土壤含水量进行测定,进行大穴整地处理的土壤含水量明显高于不进行整地的处理,大穴与小穴2种整地处理方式,其土壤含水量的差异较小,仅为0.1%~0.2%;含水量最低的是不整地的土壤,差距达到0.4%~0.6%;由于土壤含水量直接影响苗木的生长,因此导致造林保存率和苗木平均连年高生长量受不同的整地方式的影响较大,以大穴整地表现最优,没有进行整地处理的造林苗木在保存率和高生长相比大穴整地明显降低。根据试验数据差异表明,通过整地可以充分的提高土壤含水量,有利于造林地蓄水保墒,有效提高造林保存率,对苗木高生长量有一定促进作用。因此,整地是有效提高土壤的蓄水保墒能力、促进苗木生长和提高保存率的先决条件。2.1.2不同整地对土壤养分含量的影响从表2可见,不同整地方式下土层土壤pH值有一定的差异,主要因为土壤经过整地处理,有效改善了土壤的水、肥、气、热条件,地力得到提升,从而缓解土壤的酸化过程;其次土壤中的枯落物在水、肥、气、热相互协调的作用下进行有效分解,增加了土壤有机质的合成机率,促进被土壤吸附的速效氮、速效磷及速效钾的释放,因此对土壤的不同处理,土壤养分含量也表现出数量变化,其中大穴整地明显优于小穴整地及不整地的土壤。说明通过整地可以改善土壤的水热条件,有利于采伐迹地的营养归还,并改善苗木根系的土壤养分状况。2.2不同季节、气候、土壤水分对苗木成活率的影响由图1可知,在相同的立地条件下,造林苗木采取相同植苗方法及土壤处理方法,因为造林季节的差异,华北落叶松人工林采伐迹地的更新效果表现出较大的不同。春季造林效果表现最优,成活率为97.5%,秋季及雨季造林的苗木成活率明显降低;苗木当年高生长量在不同季节造林处理所表现出的差异不明显,但雨季造林高生长表现不良。分析认为春季造林苗木处于萌动期,具有较强的生命力,苗木栽植后下一季节进入雨季,土壤水分可以得到相应的补充,有利于造林苗木成活。雨季造林,正值苗木生长旺季,加之当地雨热同期,蒸发量较大,根系的吸水能力达不到栽植苗木的生长要求,栽植后出现严重打蔫现象,缓苗时间延长,影响苗木生长。秋季造林由于受当地气候寒冷,冬季苗木的冻拔现象严重,在一定程度上也降低了苗木的成活率。因此,在该区域春季造林较适合华北落叶松人工林采伐迹地更新。2.3苗木高度变化苗木质量作为影响造林成果的重要因素,选择优质壮苗造林关系到人工林采伐迹地造林更新是否成功。而衡量苗木质量的优劣主要看苗木的地径粗度及苗木高度。本试验针对苗高对造林效果的影响进行研究,按照苗高2cm的阶差,将栽植苗木高度从22cm到46cm分成13个等级。从表3可以看出,高等级(46cm)的苗木造林成活率表现最优,达到96.2%,比低等级(22cm)苗木的造林成活率高出35.3%。从表3还可以看出,苗木当年高生长量没有因为苗高的变化而呈现出直线增加的趋势,而是在苗高达到最高46cm时,当年高生长量出现了下降的趋势。因此,为达到最优的更新效果和提高最大当年高生长量,把苗木高度标准定到30cm以上,其中以苗高38~42cm的苗木更新效果表现最佳,出现这种现象的原因可能和苗木的木质化程度和可塑性有关。2.4埋土深度对苗木成活率的影响图2表明,苗木栽植深度在原地径时,造林效果表现最佳,随着埋土深度的增加出现成活率递减的趋势。埋土深度分别为0cm、2cm、5cm时,造林存活率分别为92.1%、86.5%、80.3%;苗木当年高生长量分别为13.8cm、12.7cm、8.1cm。从图中可以看出埋土深度对栽植苗木成活率影响明显。分析认为,苗木的栽植过程是苗木从圃地的生长环境到造林迹地大环境的一个适应过程,苗木本身被栽植到迹地,由于水、肥条件的变化,苗木需要有一个适应过程,如果对苗木生长特性进行较大的改变,势必影响造林成活率。因此,在对华北落叶松人工林采伐迹地进行更新造林时,应从华北落叶松幼苗的生长特性出发,栽植深度应与苗木出圃地径保持一致,以保证造林效果达到最佳。2.5苗木成活率分析从表4可以看出,溶液浸根后造林效果均优于没有处理的苗木,但保水剂溶液浓度过低,起不到提高造林成活率的目的,其中ABT生根粉50mg/kg溶液浸根的苗木造林成活率达到95.2%,表现最优;溶液浸根后对高生长也表现较明显的效果,但是ABT生根粉75mg/kg溶液和食盐1%溶液浸根后,苗木成活率出现降低的现象,所以药剂浸根浓度不宜过高,从而影响苗木生长;在增加苗木新生根数量方面,ABT生根粉50mg/kg溶液效果明显,相比对照处理新根数量增加1倍,其余处理方法差异较小。从试验结果可以看出,采用ABT生根粉50mg/kg溶液处理的苗木使造林更新效果表现更加优异。3更新造林的方法在造林为提高华北落叶松人工林采伐迹地更新造林保存率,可以通过造林技术的优化来达到此目的,实验结果表明:(1)整地可以有效增加采伐迹地的蓄水保墒能力,对造林保存率的提高有良好的促进作用,所以在经济条件允许的情况下,应采取大穴整地的方式来提高造林保存率;在立地条件较好的地段,宜选择小穴整地,相对大穴整地而言可大幅度降低整地成本。(2)土壤的酸化过程可以通过整地措施进行缓解;土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量均以大穴整地表现最佳,说明土壤水热条件可以通过整地来进行改善,促进采伐迹地的营养归还,从而改善苗木根系的土壤养分状况。(3)春季造林苗木成活率达到97.5%,其次是秋季造林,但雨季造林苗木成活率仅为87.3%,效果不佳;春季及秋季造林苗木当年高生长量较高,雨季造林较差。因此,春季造林是该区华北落叶松人工林采伐迹地更新造林的最佳选择,可也根据实际情况适当选择秋季造林。(4)由于苗木高度等级越高,更新造林苗木的成活率和当年高生长量的增幅就越大,所以人工林迹地更新苗