全 文 ：第 13卷第 3期
2 0 0 5年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agriculture
VoI_13 NO．3
July， 2005
内蒙古草原华北落叶松人工林生态特性研究*
林田苗 黄三祥 全昌明 罗菊謇 王立新
(北京林业大学资源与环境学院 北京 100o83)(内蒙古克什克腾旗白音敖包林场 克什克腾旗 024350)
摘 要 对内蒙古半干旱草原 白音敖包林场 华北落叶松人工林 生态特性的研 究结果表明，华北落叶松在 内蒙古地
区最适生于阴坡 ，适度抚育间伐可促进华北 落叶松 的生长 ；且其间伐开始期应为 12～13年，尤其是幼龄林 时进行
弱度间伐(株树间伐强度为 2O％左右)效果最明显。华北落叶松与白桦或沙地云杉混交可促进华北落叶松生长，提
高其景观价值。
关键词 半干旱草原 华北落叶松 人工林 生态特性
Studies on the ecological characteristics of Larix principis-rupprechtii plantations in the steppe of Inner Mongolia．LIN
Tian-Miao，HUANG San。Xiang，QUAN Chang。Ming，LUO Ju。Chun(College of Resources and Environment，Beijing
Forestry University，Beijing 100083，China)，WANG Li。Xin(Baiyinaobao Forest Farm，Keshenketeng Co unty，Inner Mon—
golia，Keshenketeng 024350，China)，CJEA，2005，13(3)：165～168
Abstract The ecological characteristics of Larix principis—rupprechti plantations in the semi-arid steppe were studied．The
results show that the shady slope is the most suitable site type for Larix principis—rupprechtii in Inner Mongolia．An appro—
pilate thinning of the trees can promote the growth of the plantations and the beginning period of thinning should be 12——
13 years old of the trees．Particularly the effect of weak thinning is obvious in younger stands．The mixed stands of x
principis-rupprechti and Betula platyp hyla or Picea mongolica wil accelerate the growth of the stands and promote the
landscape value．
Key words Semi—arid steppe，Lailx principis—rupprechti，Plantation，Ecological characteristic
(Received March 17，2004；revised April 31，2004)
华北落叶松为内蒙古地区主要造林树种之一 ，但该地 区华北落叶松人工林出现地力衰退、生物多样性
逐渐减少的现象，如何合理经营和利用华北落叶松人工林资源是亟待解决的问题。以往对华北落叶松生长
过程、分布特性和育苗技术、营造抚育技术 以及群落结构与土壤肥力的关系林木各器官生物量分配和不同
径阶生物量变化规律的研究已多见报道 -9]，但对半干旱草原华北落叶松人工林生态特性 的研究 尚少见报
道。本研究探讨了内蒙古半干旱草原华北落叶松人工林 的生态特性 ，为合理经营管理该区华北落叶松人工
林提供科学依据。
1 研究区域概况与研究方法
白音敖包林场位于内蒙古克什克腾旗 ，地处东经 117。06 ～117。16 ，北纬 43。31 ～43。37 ，属寒温带半干
旱森林草原气候 ，年均气温 一1．6℃，极端最高温度 23．7℃ ，极端最低温度 一30．7U，≥5℃年积温为 1942℃ ，
海拔高度 1300～1600m，年降水量 450ram左右且集中在 6～8月份，年蒸发量 1526mm，年 日照时数 2800h，
年均无霜期 90d，年均生长期 120d。地带性土壤为黑钙土和栗钙土，山地森林土壤为沙质灰色森林土，土层
厚度 50～100cm，以蒙古植物区系成分为主。
本研究采用典型取样法 ，在林业经营区内设置 20m×20m临时样地并选择部分华北落叶松人工林 固定
样地进行调查 ，对胸径≥3．0cm乔木每木检尺，对l临时样地进行树干解析，记录林分树种组成 、面积、树龄及
海拔高度 、部位、坡向、坡度等环境因子和土壤特征因子，并用土盒分别取 5cm、20cm 和 40cm土层深处土样
测定土壤含水率，同时测定林分郁闭度和林内外照度值。
*国家林业局资助项 目
**通讯作者
收稿 日期：2004·03～17 改回日期：2004—04·31
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2 结果与分析
2．1 不同立地条件对华北落叶松人工林生长量的影响
华北落叶松适应性强但生态幅窄 ，根据实地情况本研究将该地区华北落叶松人工林立地类型划分为山
脚平地和山坡(包括阴坡和阳坡)两大类型。研究结果表明同年营造的华北落叶松人工林林分各因子生长
量均为平地小于山坡 ，21年树龄山脚平地林分胸径、树高和蓄积生长量分别 为 11．5cm、10．7m及67．4409
m ／hm ；而阴坡则为 12．8cm、11．2m 和 123．6274m ／hm 。29年树龄且海拔高度相 同时阳坡林分胸径为
15．4cm，大于阴坡(13．4cm)，但其树高(10．6m)和蓄积生长量 比阴坡小 2．1m及 63．08m ／hm 。该地区山
脚平地绝大多数为森林草原过渡地带 ，受风沙等 自然和人为干扰大，林分生长量明显较低；而山坡受干扰的
机会相对较小且土壤腐殖质层稍厚，光热水条件适宜华北落叶松生长；阴坡较阳坡光照条件略差，但水分条
件较好。故与山脚平地相比，华北落叶松在该地区最适生于阴坡 ，而山脚平地适于培育小径材，阳坡和阴坡
适于培育中、大径材。
2．2 不同林分密度对华北落叶松人工林的影响
抚育间伐开始期的确定。抚育间伐开始期是抚育间伐首先要解决的问题，林分胸径连年生长量的变化
能反映出林分密度和个体生长状况，林业生产中通常把胸径连年生长量急剧下降的年限定为间伐开始期。
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树龄／a
图l 华北落叶松人工林胸径连年生长量变化
Fig．1 The annual growth curve of
DBH of Larix Principis—rupprechti
以往大量研究表明华北落 叶松人工林抚育间伐开始期一般在 10～20
年间。由图 1可知 4株解析木胸径连年生长量急剧下降年限分别为 15
年 、15年、10年和 10年 ，其平均胸径连年生长量急剧下降年限为 12～
13年 。由此得 出该地区华北 落叶松人工林抚育 问伐开始期 为林龄
12～13年 ，即幼龄林期 ，此时间伐有利于改善林木生长条件，促进保 留
木的生长和早 日成熟。
抚育间伐效果比较。1999年对设置的部分固定样地进行不同株
数采伐强度的抚育间伐施工，对幼龄林进行弱度(采伐强度为 20％)、中
度(采伐强度为 40％)间伐 ，对中龄林进行弱度、中度和强度 (采伐强度
为50％～55％)间伐，并于 2002年
5月进行复查。通过生长量 比较，得
出华北落叶松人工林幼龄林抚育间伐林分胸径和蓄积生长量均高于对
照林分，尤其是弱度问伐效果明显高于中度间伐。但对照林分树高增长 塞
率却比弱度问伐和中度间伐分别高 25．3％和 84．1％。中龄林胸径弱度
间伐<强度间伐 <中度间伐，树高中度间伐<强度间伐 <弱度间伐 ，而
蓄积生长量中度问伐<弱度间伐<强度问伐，但均显著小于对照林分生
长量。与中龄林相比，幼龄林间伐强度对林分直径生长的影响最 明显，
表明对林分进行抚育间伐有一定效果 ，尤其是幼龄林进行弱度问伐效果 图2 华北落叶松人工林内透光度散点图
更佳，有利于提高林分稳定性 ，而中龄林进行首次抚育间伐 已为时稍晚。Fig．2 The dot figure oflight intensity
不同抚育间伐强度可改变林分密度，图 2表明林内透光度随郁闭度的增 in stands 01 x principis-rupprechti
大而呈先升后降趋势 ，林分郁闭度 0．6左右时，林 内光照条件最佳 。华北落叶松喜光，若林分郁闭度过大或
过小均不能充分利用林地空间，且降低林地生产力。据《国有林抚育 间伐技术规程》及多年实践证明，林分
郁闭度应保持在 0．6～0．7为宜，幼龄林可保持在 0．8，此时林分稀疏得当，林木生长发育正常。据此原则确
定华北落叶松人工林最佳郁闭度为 0．6～0．7，此时对应的林分经营密度为 2000株／hm ，并根据该密度确定
合理的抚育问伐强度 ，达到调节林内郁闭度、改善光照条件的目的。
林木分化与自然稀疏对华北落叶松人工林的影响。该林场栽植的华北落叶松苗木均来 自苗圃，其遗传
特性相似且无大差异，故外界不同生境成为其主要限制因子。该经营区内造林规格为株行距 2．Om×1．5m，
初植密度约 3333株／hm ，林分生长越旺盛、郁闭度越佳和立地条件越好，则林木分化和自然稀疏越强烈，枯
立木所占百分比越大，尤其是郁闭度 0．6～0．7且位于北坡中部的林分达最大值，21年、29年龄此类林分枯
立木分别为 7．22％和 21．88％，且主要集中在直径较小的 4cm和 6cm 2个径阶，29年龄林分平均枯立木所
占比例为 21年龄的 3．6倍 ；样地内林木平均冠幅为 2．4m×2．0m，树冠 占全树高的 1／2～l／3。根据单株营
2 0 8 6 4 2 D =! ¨ ¨ ∞
第 3期 林 田苗等 ：内蒙古草原华北落叶松人工林生态特性研究 167
养面积确定其保留株数为2000株／hm ，此时树冠稀疏得当，林木个体营养空间大，生长发育良好。
2．3 不同林型对华北落叶松人工林生长的影响
表 1表明环境因子相似、林龄相同时，华北落叶松人工纯林平均胸径为 15．4cm，比华北落 叶松与 白桦、
沙地云杉混交林分别高22．2％和 8．5％，但其平均树高却最小。华北落叶松与白桦混交林中的华北落叶松
树高最高，比纯林华北落叶松高 1．1m，且纯林蓄积生长量分别占华北落叶松与白桦混交林和华北落叶松与
沙地云杉混交林蓄积生长量的 82．8％及 90．2％。表明白桦和沙地云杉与华北落叶松合理混交，可充分利用
外界生境条件和树种间相互促进作用，其生长量指标一般均高于华北落叶松人工纯林。
表 1 不同林型中华北落叶松生长比较(29年龄)
Tab．1 The growth comparison of Larix principis．rupprechtii in different stand types(29 years)
2．4 不同生境对华北落叶松人工林的影响
梯度 带 内 华 北 表2 不同生境华北落叶松人工林生长量比较(21年龄)
落 叶松 人工 林 林 分
变 化。从 草 原 边 缘
开始 沿 山坡 向上 一
直到山顶选择 4个同
龄华 北 落 叶松 人 工
纯林临时样地作为 1
个梯度带 ，按照海拔
高度 由低 到 高 分 为
Tab．2 The growth comparison of Larix principis—rupprechti
in different positions(21 years)
草原边缘、外部华北落叶松林、内部华北落叶松林和白桦林边缘 4个生境，样地之间间隔 30m。由表 2可知
梯度带内未经过抚育间伐的 4个生境 21年龄华北落叶松林分胸径、树高变化趋势一致 ，均先增大后减小再
增大，但总趋势渐增，蓄积生长量则逐渐增加。外部华北落叶松林比草原边缘华北落叶松林海拔高度仅升
高 2m，但胸径、树高分别高 2．4cm和 3．2m；内部华北落叶松林胸径、树高生长量偏低 ；白桦林边缘华北落叶
松林长势最好，这是因为靠近边缘的华北落叶松林均位于生态交错带。低海拔地带华北落叶松受外界的干
扰大，表现出负效应 ；而高海拔地带的则表现出正效应。位于梯度带中间的林分，未经抚育间伐仍处于 自然
表3 梯度带内各样地不同土层土壤含水率变化 分化和稀疏状态。由表 3可知梯度带内从 山脚沿 山坡 向上
Tab．3 The soilwater contentin different depthsof each stand
样 地
Location
土壤含水率／％ Soil water content
土层 ／cm So il layer
5 2O 40
沙 地 2．5 2．1 2．5
草 原 1O．7 8．9 5．3
草 原 边 缘 25．8 21．4 17．1
外部华北落叶松林 9．6 20．4 37．7
内部华北落叶松林 11．4 13．5 10．8
白 桦 林 边 缘 19．4 18．3 13．9
5cm、20cm和 40cm土层土壤含水率变化呈先增大后减小再
增大趋势，且 5cm土层和 10cm土层含水率最大值均为低海
拔山脚平地。地表含水率越靠近山脚越高；深层土壤含水率
越远离林缘越高 ，样地 内总趋势 由地表向下土壤含水率逐渐
降低，相应土壤含水率依次为草原边缘 >白桦林边缘 >内部
华北落叶松林 >草原 >沙地 ，只有外部华北落叶松林呈渐增
趋势。地处山脚的华北落叶松林能汇集坡地径流 ，易积存一
定水分，故越接近地表的土壤水分条件越好。沿山坡 向上而
海拔逐渐升高，其坡高逐渐变大，易造成地表土壤水分亏缺，
深层土壤含水率因此超过地表。华北落叶松根系向纵深方向生长，主要分布在 6～40cm，因此山坡立地更有
利于其生长，其造林整地开沟等作业深度为 30cm左右。
温度 、降水对华北落叶松人工林生长的影响。1982～2001年近 20年内随每 5年平均温度的升高，华北
落叶松胸径、树高和蓄积连年生长量呈先增后降趋势；随每 5年平均降水量的升高，华北落叶松胸径和树高
连年生长量先增大后减小再增大，而蓄积连年生长量变化与降水量呈正相关关系。1992～1996年平均降水
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量 比 1997-2001年平均降水量高 49mm，即达最大值(446．7mm)时基本为各生长因子出现极大值时期。华
北落叶松在平均气温 一2～40(3、OC以上约 80～90d气候条件下均能正常生长，当地近 20年平均气温为
3．1℃ ，平均差值 0．CC内，并不存在温度偏高而影响华北落叶松生长的问题。因此温度与降水量相比，年降
水量多少对该区华北落叶松的生长产生关键影响，成为制约其生长的首要因子。
3 小 结 与 讨 论
华北落叶松生长的好坏与立地条件有密切关系，同年营造的华北落叶松人工林山坡长势优于山脚平
地，阴坡优于阳坡 ，故该地区阴坡为华北落叶松生长最佳立地类型。在山脚平地适于培育小径材 ，阳坡和阴
坡适于培育中、大径材。华北落叶松抚育间伐开始期应为 12～13年，尤其是幼龄林进行弱度间伐效果更明
显，而中龄林(21～30年)时进行首次间伐则为时稍晚。生产实践中可对华北落叶松幼龄林进行第 1次弱度
间伐，几年后再对中龄林进行第 2次中度间伐，逐渐过渡，最终将林分密度控制在 2000株／hm 。用带状混
交营造华北落叶松与白桦 、华北落叶松与沙地云杉混交林，或用片状混交在华北落叶松人工纯林林窗中补
栽白桦和沙地云杉 ，可充分发挥林地生产力。从山脚平地沿 山坡 向上华北落叶松林分胸径 、树高和蓄积生
长量变化逐渐增大 ，山脚可积聚水分 ，故其地表含水率高；沿 山坡 向上越远离林缘其深层土壤含水率越高 ，
土壤水分条件成为制约半干旱草原华北落叶松生长的主要障碍因子 ，土壤肥力退化与植物群落受干扰的程
度密切相关，故应尽量减少人为活动等对该区林地和林木的不利影响 ，同时应注重当地水热条件 ，尤其是当
地小气候对营造华北落叶松人工林的影响。
参 考 文 献
1 白建含．白龙江林区华北落叶松人工林生长过程研究．甘肃林业科技 ，2OOl，26(4)：32～35
2 柴宝峰 ，张金屯，邱 扬等．晋西华北落叶松人工林生物量和生产力的研究．河南科学 ，1999，17(专辑)：68～71
3 金正道．我国人工林经营现状与集约经营对策．中国生态农业学报，2003，11(1)：133～134
4 董希斌．采伐强度对落叶松林生长量的影响．东北林业大学学报 。2OOl，29(1)：44～47
5 韩有志，李玉娥，梁胜发等．华北落叶松人工林林木生物量的研究 ．山西农业大学学报 ，1997，17(3)：278～283
6 侯 庸，王桂青 ，张 良．华北落叶松群落与土壤肥力的关系．河北大学学报(自然科学版)，2001，21(3)：310～315
7 李书靖，党宏忠，何虎林等．华北落叶松生长量与立地气候因子关系的研究．甘肃林业科技，1999，24(1)：1-5
8 李永 良，王荣秀，严宏元．华北落叶松人工林经营密度的探讨．青海农林科技 ，1997(1)：28～31
9 孙时轩．造林学．北京 ：中国林业出版社 ，1992．209-413