造林密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林生长的影响

造林密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林生长的影响

造林密度直接影响布局结构和人工造林的生长能力，也影响木材质量、根系生长和布局的稳定性。国内外对杨树、柳树以及桤木等速生型阔叶树种超短轮伐纸浆林的密度选配、间伐技术、纤维长度、基本密度以及材性等方面开展了深入研究。三倍体毛白杨具有速生、优质、高效等特点,是一个专化纸浆工业用材新品种。研究三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林生长量与密度的关系,选配适宜的造林密度,获得高产、优质的纸浆工业用材,进一步缩短采伐周期与投资周期,促使资金快速回笼,提高资金效率,是加速林纸结合,实现造纸木浆国产化,扭转造纸木纤维原料主要依赖进口局面的一条有效途径。1材料和方法1.1试验材料三倍体毛白杨B301,B302,B307,B330,B331五个无性系的容器苗。1.2气候条件及年际变化试验地位于鲁西南地区兖州市,东南亚季风气候区,属暖温带季风气候,受热带海洋气团或变性热带海洋气团影响而高温多雨;土壤类型为沙壤土;地下水位4～5m;年均气温为13.3～14.1℃,平均无霜期为199d;年平均降水量为597～820mm。1.3hm-2试验林的制备以9990,6660,4995,4440,3330和2490株·hm-2为造林密度,按照以密度为主处理、三倍体毛白杨无性系为副处理的裂区设计定植试验林,试验重复3次,每小区200～400株,面积2.33hm2。每年浇水1～2次,分别5月中下旬、8月上旬各进行1次除草作业。1.4密度对材积的影响三倍体毛白杨超短轮伐试验林定植3a后,分造林密度、无性系等随机选择不受相邻无性系以及密度影响的单株各30棵,分别测量单株胸径和树高,并利用毛白杨二元材积表分别换算出不同无性系、不同密度林分的材积生长量。胸径、树高以及材积生长量采用Excel进行统计分析。2结果与分析2.1系数对胸径生长量的影响3a生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林胸径生长量调查结果如图1。从图1可看出,三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林不同无性系的胸径生长量随着造林密度的减小而增大,呈负相关。其中以2490株·hm-2密度定植的无性系B331,B307,B302以及3330株·hm-2密度定植的无性系B302的胸径生长量最大,为6.7cm,以4995株·hm-2密度定植的无性系B301胸径生长量最小,仅为5.1cm。对三倍体毛白杨超短轮伐林分的胸径生长量进行差异显著性分析(表1),结果表明栽培密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林胸径生长量影响极显著,而无性系对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林胸径生长量影响不显著。进一步对不同密度林分胸径生长量进行多重比较(表2),结果表明2490株·hm-2密度定植林分与6660,9990,4995株·hm-2密度定植林分间胸径生长量差异极显著,2490株·hm-2密度定植林分与4440株·hm-2密度定植林分间胸径生长量差异显著。2.2树高生长量分析从图2可看出,3a三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林不同无性系、不同栽培密度间的树高生长量存在差异。其中以6660,4995,4440株·hm-2密度定植的无性系B331树高生长量最大,为8.9m;4440株·hm-2密度定植的无性系B307,3330,2490株·hm-2密度定植的无性系B301,9990,4995株·hm-2密度定植的无性系B330以及2490株·hm-2密度定植的无性系B302的树高生长量最小,为7.3m。对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林的树高生长量进行差异显著性分析,结果表明栽培密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量影响不显著,而无性系对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量影响极显著(表1)。进一步对不同三倍体毛白杨无性系林分树高生长量进行多重比较(表2),结果表明无性系B331与无性系B301,B302,B307,B330间树高生长量差异极显著,无性系B301与无性系B330间树高生长量差异显著。2.3不同密度的毛白杨无性系中材积生长量的显著性分析由图3可看出,不同造林密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林林分蓄积量影响非常大,无性系对蓄积量的影响较小。材积生长随着造林密度的减小而降低,呈明显正相关性。所有无性系均以9990株·hm-2密度定植林分的材积生长量最大,6660株·hm-2密度定植林分次之,2490株·hm-2密度定植林分的材积生长量最小。其中,9990株·hm-2密度定植林分的材积生长量以无性系B307最大,达到85.4m3·hm-2。无性系B331次之,为83.4m3·hm-2,无性系B330材积量最小,仅72.6m3·hm-2。对不同三倍体毛白杨无性系、栽培密度林分的材积生长量进行差异显著性分析(表1),结果表明栽培密度对三倍体毛白杨材积生长量影响极显著,而无性系对三倍体毛白杨材积生长量影响显著。分别对不同密度林分间、不同三倍体毛白杨无性系间材积生长量进行多重比较(表3),结果表明9990株·hm-2密度定植林分与6660,4440,4995,3330,2490株·hm-2密度定植林分间材积生长量差异极显著,无性系B331与无性系B330间材积生长量差异极显著,无性系B331与无性系B307间材积生长量差异显著。因此,就生长量方面来说,选用无性系B307或B331按9990株·hm-2密度造林,是三倍体毛白杨短轮伐纸浆林经营的适宜栽培组合。3讨论和结论3.1造林密度对林木胸径生长的影响林分在充分郁闭的情况下,密度与胸径生长有对应关系,这种对应关系被称为密度对直径生长效应。它是密度对产量效应的基础,同时也是树木成材规格的重要指标。一般认为,密度对林木胸径生长具有限制作用,密度越大,胸径生长量越小。这种限制作用是郁闭林分林木个体间竞争营养面积的结果。尾叶桉、细叶桉、马尾松、西南桦、杉木的密度效应研究取得类似的结果,一致认为造林密度与胸径生长呈负相关性,也就随着密度增大,林木胸径生长量减小[6,12,13,14,15,16,17,18,19]。三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林因为造林密度大,林分郁闭早,密度对胸径生长量的影响达到了极显著水平,与前人研究结果一致。3.2密度对树高生长的影响密度对树高的生长效应同样也是密度对产量效应的基础。研究密度对树高生长的效应意义非常重大,早已引起诸多林学家的重视。但对于不同树种,在不同的立地条件下,取得了不同研究结果。黄宝灵对6a生尾叶桉密度效应研究发现,造林密度与尾叶桉树高生长关系不紧密。谌红辉、郑海水、温佐吾分别对11a生马尾松、西南桦以及15a生马尾松密度效应研究结果表明,造林密度对树高生长无显著影响。李光友、黄旺志等分别对6a生尾叶桉以及14a生杉木密度效应研究认为大密度林分抑制树高生长,而小密度林分因个体竞争弱,有利于林分树高生长。WilliamScott在俄勒岗地区研究花旗松密度效应认为,3～4a生花旗松平均树高随着造林密度的增大稳步升高,最小密度(300株·hm-2)林分的平均树高是最大密度(2955株·hm-2)林分的75%。比较不同树种间密度对树高生长效应的差异,推测其原因可能与试验地的立地条件与不同树种自身遗传特性有关。三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林的树高生长量与密度关系研究结果表明,栽培密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量影响不显著,而无性系对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量影响极显著。这一结论佐证了以上推测。3.3造林密度和密度对材林分蓄积量取决于两个因素,一个是单株材积,另外一个就是造林密度,也就是单位面积的林木株数。一般认为,造林密度大,林分郁闭早,加剧了林木个体间营养空间的竞争,抑制林木生长而导致林木单株材积下降;相反,造林密度小,林分郁闭晚,林木个体营养空间竞争小,有利于培育大径材。马尾松、细叶桉、西南桦等的研究结果与三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林密度与蓄积量研