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北亚热带欧洲云杉造林整地与抚育试验研究



全 文 :书学术园地 Academic Field
FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY  3 








 






北亚热带欧洲云杉造林整地与抚育试验研究*
刘益平1,韩庆瑜2,李道新2,王军辉1,郭义东2,黄祥丰2,祁万宜3
(1.中国林业科学研究院林业研究所,北京 100091;2.宜昌市国有大老岭林场,湖北 宜昌 443132;
3.宜昌市林业科学研究所,湖北 宜昌 443111)
摘要:对 “十一五”期间在湖北省宜昌市大老岭林场按4×3析因设计的欧洲云杉[Picea abies(L.)Karst.]造林不同
整地与抚育方式试验林10年生(苗龄3a)观测数据进行了分析 ,研究了不同整地方式、抚育方式及其交互作用对欧洲
云杉历年生长量的影响。研究结果表明:整地方式对欧洲云杉生长和造林保存率有一定影响,尤其对造林次年高生长量
影响显著,A1(60cm×60cm×35cm)和A2(40cm×40cm×35cm)10年生立木单株平均树高比其它平均立木单株树
高提高1.31%。抚育方式B2(7月上旬挖坑除草1次 ,在8月中旬再全面割灌1次的抚育方式),10年生立木单株平均
树高比其它平均立木单株树高提高2.63%。尽管整地方式与抚育方式的交互作用对各年生长量的影响并没有达到统
计意义上的显著水平,但整地抚育组合 A1A2B2(处理6)的各年生长量均高于其它组合,10年立木单株平均树高比其它
平均立木单株树高提高4.4%。
关键词:欧洲云杉;整地方式;幼林抚育;生长量
中图分类号:S791.189;S725.4  文献标识号:A  文章编号:1671-4938(2015)06-0003-05
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2015.06.001
整地和幼林抚育是森林土壤管理的重要措施,适
当提高整地和抚育规格对于改善不良立地的土壤条
件,减少杂草竞争,促进林木生长具有一定作用。随
着引种区域的扩大,欧洲云杉[Picea abies (L.)
Karst.]正成为长江中上游及其以北高海拔山区重要
的速生丰产树种。因此,课题组在“十一五”期间设置
了欧洲云杉不同整地、抚育方式试验林[1],目的是确
定适宜该区域的经济有效地提高林地生产力的整地
和措施,从而获得理想的经济效益。
20世纪80年代初欧洲云杉在三峡地区首次引种
成功,在中国林业科学研究院林业研究所“六五、七
五”国家科技攻关项目的支持下,开始营建速生丰产
林引种区域不断向周围各省区扩大,在北亚热带形成
了1 000~2 000m的高海拔主栽区,该区正成为我国
新的欧洲云杉用材林基地[2]。因此,笔者针对该引种
欧洲云杉急需解决的造林技术问题,欧洲云杉造林整
地与抚育试验林所迄今已有10年了[3]。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验林设在西陵峡北岸的宜昌市国有大老岭林
场新宫伐区。大老岭林场地处我国地貌第二级台阶的
*本研究是“十二五”国家科技支撑计划课题“北亚热带云杉育种
技术研究”(编号:2012BAD01B02-1)的内容之一。
通讯作者简介:祁万宜 (1957—),本科,正高级工程师,主要从事
林木遗传育种和森林培育研究。
东缘,属大巴山系荆山余脉,与江南武陵山余脉相对应。
气候属亚热带季风气候区,日照长,强度低,四季分明,
冷凉多雨,春长夏雨,秋雾冬寒。年均气温8℃,最低气
温—15℃,最高气温30℃。全年无霜期180d左右,
年降水量1 400~1 600mm,年均空气相对湿度达
85%以上,气候条件与欧洲云杉原产地十分相似[4]。
试验地位于31°1′32″N,110°34′7″E,海拔1 283m。坡
度20°,坡位中,坡向西。造林前为华山松(Pinus ar-
mandi Franch.)人工林为主,天然阔叶树混交林的采
伐迹地,天然阔叶树以少量锥栗[Castanea henryi
(Skan)Rehd.et Wils.]、茅栗(C.seguinii Dode)、光
皮桦(Betula luminifera H.Winkl.)、大叶杨(Popu-
lus lasiocarpa Oliv.)为主,林下植物以天然盐肤木
(Rhus chinensis Mil.)、宜昌木姜子(Litsea ichangen-
sis Gamble)和 箬 叶 竹 (Indocalamus longiauritus
Hand.-Mazz)、卵果蔷薇(Rosa helenae Rehd.et
Wils.)、大丁草[Leibnitzia anandria (L.)Nakai]和
蕨类等植物为主[5]。试验地土壤为花岗岩风化发育
的山地黄棕壤。土层厚达85cm,无侵蚀现象[6]。试
验林地土壤养分状况见表1。
1.2 试验设计
不同整地方式树木生长效益研究:立地选择在大
老岭林场新宫伐区,北纬31°3′39″东经110°35′37″,海
拔1 700m。坡度20°,坡位山中部,坡向西,土壤为花
岗岩风化的黄棕壤土。在2006年冬季对造林地进行
全面清理,穴状整地,穴径分60、40、25cm和对照4种,
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表1 欧洲云杉整地与抚育试验林土壤养分状况 (g/kg)
土层 pH值 有机质 全N 全P 全K 阳离子交换量(cmol(+)/kg) 土壤特点
A  6.4  4.042 1 0.188 6  0.069 1  1.553 7  19.804 5  0~27cm,暗棕色粒状,灰黄,轻壤,粒状,松,根系多
B  6.2  0.493 2 0.035 4  0.067 1  1.457 5  13.436 1  27~43cm,黄棕轻壤,粒状,根紧,根系多
C  6.2  0.117 0 0.013 0  0.046 7  1.935 6  16.569 2
43~100cm,淡黄棕色砂壤,粒状结构较紧,根系
少,含砾石量64%,质地构型3/Ⅱ
穴深为35cm,每小区处理64株呈正方形栽植(8株×
8株)。造林密度为2 505株/hm2,即167株/667m2,
株行距2m×2m。
抚育技术分3种方式:第一种,在7月上旬带状割
灌1次,带宽70cm,8月中旬再全面割灌1次;第二
种,在7月上旬挖坑除草1次,第一年按原来植穴,以
后随树木的生长逐年扩大,深度2~3cm,做到里浅外
深不伤根,在8月中旬再全面割灌1次;第三种,在8
月上旬全面割灌1次。以后3种方式在2007—2010
年连续抚育4a。
试验按4×3×2析因设计,采用随机区组设计[7],
5次重复,每重复12个小区。在2007年4月用3年
生苗木造林。试验面积2hm2,历经10a的长期试验
研究结果。
图1 试验设计
1.3 林分调查
并在2007、2010年和2013年10月树木停止生长
后,用测树米尺,测定树高生长、枝下高和当年抽梢,
用围尺测定地径生长,进行每木检尺,统计计算保存
率和生长量[8]。
2 结果分析
2.1 不同整地方式林木生长效应
整地是在造林前改善环境条件的一道重要工序,
只有细致整地,才能为欧洲云杉生长创造良好条件,
为林分速生丰产奠定基础。我们于2007年11月调查
了欧洲云杉整地方式成活率变动在82%~92%,平均
89%。又于2013年11月调查了欧洲云杉不同整地方
式10年生长量,4种处理10年生(2013年)保存率变
动在63%~78%,平均66%。欧洲云杉不同整地方式
试验林历年生长量结果列入表2。根据欧洲云杉不同
整地方式4种处理试验林10年生生长量结果分析,增
产效果,A1(60cm×60cm×35cm)和A2(40cm×40
cm×35cm)生长量高于对照 A0和 A3生长,立木单
株平均树高比对照和A3树高提高1.31%。说明整地
虽然不能从根本上改变立地质量,但对林木生长是有
一定影响的。这是因为欧洲云杉苗木造林成活后,地
下部分根系生长迅速和生长发育良好,而整地方式过
小,苗木根系舒展不开,有时还容易造成窝根现象,影
响林木生长。当然整地方式不是越大越好,即整地方
式过大,不仅增产效果不明显,还会增加不必要的经
济负担。
为了分析不同整地方式对欧洲云杉生长影响,并
对各年生长量进行方差分析[9]。其结果,除了第7年
地径、第10年当年抽梢生长和保存率差异大点外,其
它历年生长量均不显著,见表3。
表2 欧洲云杉不同整地方式历年生长量
  项目
号  
4a
(2007年)
成活率/%
7a(2010年) 8a(2011年) 10a(2013年)
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
A0 89  0.80  0.16  1.62  0.58  68  0.98  0.15  1.88  0.68  68  1.15  0.17  2.05  0.74  65
A1 88  0.80  0.16  1.56  0.56  71  0.98  0.15  1.84  0.67  71  1.16  0.18  2.09  0.74  67
A2 91  0.79  0.17  1.63  0.61  69  0.99  0.15  1.91  0.71  69  1.16  0.16  2.13  0.77  63
A3 88  0.82  0.16  1.61  0.59  71  0.99  0.15  1.93  0.70  71  1.14  0.16  2.11  0.76  69
均 89  0.80  0.16  1.60  0.58  70  0.99  0.15  1.89  0.69  70  1.15  0.17  2.10  0.75  66
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表3 欧洲云杉不同整地方式历年生长量方差分析
年龄 性状 变异来源 自由度 平方和 均 方 F值
4a(2007年) 成活率 处理 3  22.246 7.415 0.822
7a
(2010年)
树高 处理 3  0.003  0.001 0.558
枝下高 处理 3  0.000  0.000 0.461
当年抽稍 处理 3  0.000 .000  0.756
地径 处理 3  0.014  0.005 1.207
平均冠幅 处理 3  0.005  0.002 0.773
保存率 处理 3  20.825 6.942 0.255
8a
(2011年)
树高 处理 3  0.001  0.000 0.246
枝下高 处理 3  0.000  0.000 0.317
当年抽稍 处理 3  0.000  0.000 0.275
地径 处理 3  0.022  0.007 0.626
平均冠幅 处理 3  0.004  0.001 0.502
保存率 处理 3  20.825 6.942 0.255
10a
(2013年)
树高 处理 3  0.001  0.000 0.166
枝下高 处理 3  0.000  0.000 0.154
当年抽稍 处理 3  0.001  0.000 1.103
地径 处理 3  0.016  0.005 0.327
平均冠幅 处理 3  0.004  0.001 0.415
保存率 处理 3  137.706 45.902 1.586
2.2 历年生长量相关分析
对欧洲云杉不同整地方式7~10年生时各生长
量指标的相关分析结果见表4。从表4中看出,2010
年7年生时树高和地径之间的相关系数为0.119,
2011年8年生时树高和冠幅之间的相关系数为
0.542,2013年10年生时树高和地径之间的相关系
数为0.397,其中第8年生在0.5以上;对应的P值接
近0,表示指标间具有极显著的正相关关系[15]。
表4 欧洲云杉不同整地历年生长量相关分析
项目
7a(2010年)
树高与地径
8a(2011年)
树高与地径
10a(2013年)
树高与地径
皮尔逊(Pearson)
相关系数
0.119  0.542** 0.397
双侧近似P值 0.618  0.000  0.083
  注:样本数均为20个。**表示P<0.01,即极显著相关。
2.3 不同抚育方式林木生长效应
我们于2007年11月调查了欧洲云杉不同抚育方
式成活率变动在82%~92%,平均89%。又于2013
年11月调查了欧洲云杉不同抚育方式保存率,3种处
理保存率变动在38%~74%,平63%。幼林抚育是造
林后至郁闭前这段时间所进行的各种技术措施,不同
的抚育方式对林木的生长有直接影响,调查不同抚育
方式历年生长量列入表5。从欧洲云杉不同抚育方
式3种处理10年生长量看,增产效果,B2生长量高
于B1和B3生长,立木单株平均树高比其它平均树
高提高2.63%,所以不同抚育方式对林木生长有
影响。
表5 欧洲云杉不同抚育方式历年生长量
  项目
号  
4a
(2007年)
成活率/%
7a(2010年) 8a(2011年) 10a(2013年)
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
B1  89  0.79  0.16  1.57  0.57  72  0.97  0.14  1.87  0.68  72  1.12  0.16  0.16  0.73  67
B2  88  0.82  0.17  1.63  0.59  73  0.99  0.15  1.92  0.70  73  1.17  0.18  0.18  0.75  62
B3  89  0.80  0.16  1.61  0.59  67  0.99  0.15  1.87  0.69  67  1.15  0.17  0.17  0.76  62
均 89  0.81  0.16  1.60  0.58  70  0.99  0.15  1.89  0.69  70  1.15  0.17  0.17  0.75  63
为了分析不同抚育方式对林木生长的影响,并对
各年生长量进行方差分析,其结果,除了试验林当年
抽梢生长第10年差异显著外,其它各年试验林不同
抚育方式之间差异均不显著,见表6。
2.4 历年生长量相关分析
对欧洲云杉不同抚育方式7~10年生时各生长
量指标的相关分析结果见表7。从表4中看出,2010
年7年生时树高和地径之间的相关系数为0.304,
2011年8年生时树高和冠幅之间的相关系数为
0.236,2013年6年生时树高和地径之间的相关系数
为0.315,均在0.5以下;对应的P值都接近0.2以
上,表示指标间相关不显著[15]。
2.5 不同整地与抚育交互作用
我们于2007年11月调查了欧洲云杉不同整地与
抚育方式12个处理成活率变动在75%~96%,平均
89%。又于2013年11月调查了欧洲云杉不同整地与
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表6 欧洲云杉不同抚育方式历年方差分析
年龄 性状 变异来源 自由度 平方和 均方 F值
4a(2007年) 成活率 处 理 2  7.401  3.701 0.394
7a
(2010年)
树高 处理 2  0.003  0.001 0.729
枝下高 处理 2  0.000  0.000 0.535
当年抽稍 处理 2  0.000  0.000 0.400
地径 处理 2  0.008  0.004 0.661
平均冠幅 处理 2  0.001  0.001 0.396
保存率 处理 2  70.201 35.101 1.151
8a
(2011年)
树高 处理 2  0.002  0.001 0.850
枝下高 处理 2  0.000  0.000 0.941
当年抽稍 处理 2  0.000  0.000 2.499
地径 处理 2  0.009  0.005 0.380
平均冠幅 处理 2  0.001  0.000 0.151
保存率 处理 2  70.201 35.101 1.151
10a
(2013年)
树高 处理 2  0.005  0.003 1.713
枝下高 处理 2  0.001  0.000 1.489
当年抽稍 处理 2  0.001  0.000 2.113
地径 处理 2  0.007  0.003 0.259
平均冠幅 处理 2  0.002  0.001 0.334
保存率 处理 2  88.321 44.161 0.607
表7 欧洲云杉不同抚育历年生长量相关分析
项目
7a(2010年)
树高与地径
8a(2011年)
树高与地径
10a(2013年)
树高与地径
皮尔逊(Pearson)
相关系数
0.304  0.236  0.315
双侧近似P值 0.271  0.398  0.253
 注:样本数均为15个。**表示P<0.01,即极显著相关。
抚育方式试验林10年生保存率,保存率变动在33%~
80%,平均65%。根据欧洲云杉不同整地与抚育交互
作用12个处理10年生长量,结果列入表8。增产效
果,整地抚育组合 A1A2B2(处理6)的生长量均高于
其它组合,10a立木单株平均树高比其它平均立木单
株树高提高4.4%。说明不同整地与抚育技术对林木
生长有影响,有较高的增产效果。
为了分析不同整地与抚育交互作用对林木生长
的影响,并对历年生长量方差分析结果列入表9,从表
9中看出,第10年保存率差极显著,其它各年生长差
异均不显著。表明细致的整地可以提高抚育的效果,
而细致的抚育也可以弥补整地的粗放。
表8 欧洲云杉不同整地与抚育方式交互作用历年生长量
编 号
4a
(2007年)
成活率/%
7a(2010年) 8a(2011年) 10a(2013年)
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
树高
/m
柚梢
/m
地径
/cm
冠幅
/cm
保存
/%
1  87  0.81  0.16  1.60  0.57  73  0.97  0.14  1.84  0.67  73  1.14  0.17  2.02  0.72  72
2  88  0.81  0.18  1.64  0.58  70  1.00  0.17  1.96  0.71  70  1.19  0.18  2.13  0.77  60
3  91  0.80  0.15  1.62  0.58  64  0.97  0.14  1.84  0.67  64  1.13  0.17  2.02  0.74  64
4  92  0.75  0.15  1.48  0.55  72  0.96  0.15  1.79  0.67  72  1.15  0.19  1.98  0.73  66
5  86  0.80  0.16  1.62  0.55  73  0.95  0.14  1.84  0.67  73  1.14  0.17  2.17  0.73  68
6  88  0.84  0.16  1.58  0.59  67  1.03  0.17  1.89  0.69  67  1.20  0.18  2.10  0.75  64
7  90  0.76  0.16  1.56  0.58  70  0.94  0.14  1.86  0.69  70  1.06  0.14  2.03  0.73  66
8  89  0.83  0.16  1.66  0.63  70  1.01  0.15  1.95  0.72  70  1.19  0.18  2.12  0.78  70
9  91  0.80  0.17  1.66  0.61  67  1.00  0.15  1.93  0.72  67  1.18  0.16  2.12  0.79  50
10  87  0.83  0.17  1.70  0.59  65  1.00  0.15  2.00  0.71  65  1.14  0.14  2.21  0.77  64
11  89  0.84  0.16  1.58  0.61  77  1.01  0.16  1.95  0.71  77  1.18  0.18  2.13  0.77  74
12  88  0.78  0.15  1.56  0.55  70  0.97  0.14  1.83  0.68  70  1.11  0.16  2.00  0.73  69
均 89  0.80  0.16  1.61  0.58  70  0.99  0.15  1.89  0.69  70  1.15  0.17  2.09  0.75  65
2.6 历年生长量相关分析
对欧洲云杉不同整地与抚育交互作用7~10年
生时各生长量指标的相关分析结果见表10。从表10
中看出,2011年8年生时树高和地径之间的相关系
数为0.84,2013年10年生时树高和地径之间的相关
系数为0.51,均在0.5以上;对应的P值都接近0,表
示指标间具有极显著的正相关关系。
学术园地 Academic Field
FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY  7 








 






表9 欧洲云杉不同整地与抚育交互作用历年生长量方差分析
年龄 性状 变异来源 平方和 平方和 均方 F值
4a(2007年) 成活率 处理 11  189.758 17.251 0.586
7a
(2010年)
树高 处理 11  0.042  0.004 0.869
枝下高 处理 11  0.008  0.001 1.032
当年抽稍 处理 11  0.006  0.001 1.139
地径 处理 11  0.189  0.017 0.674
平均冠幅 处理 11  0.038  0.003 0.977
保存率 处理 11  748.333 68.030 1.037
8a
(2011年)
树高 处理 11  0.041  0.004 1.134
枝下高 处理 11  0.006  0.001 1.134
当年抽稍 处理 11  0.006  0.001 1.795
地径 处理 11  0.241  0.022 0.900
平均冠幅 处理 11  0.026  0.002 0.526
保存率 处理 11  748.333 68.030 1.037
10a
(2013年)
树高 处理 11  0.089  0.008 1.102
枝下高 处理 11  0.009  0.001 0.768
当年抽稍 处理 11  0.013  0.001 1.056
地径 处理 11  0.292  0.027 0.710
平均冠幅 处理 11  0.032  0.003 0.519
保存率 处理 11  2 183.8 198.523 2.599
表10 欧洲云杉不同整地与抚育交互作用历年生长量相关分析
项目
7a(2010年)
树高与地径
8a(2011年)
树高与地径
10a(2013年)
树高与地径
皮尔逊
(Pearson)相关系数
0.43** 0.84** 0.51**
双侧近似P值 0.001  0.00  0.000
  注:样本数均为60个。**表示P<0.01,即极显著相关。
3 结论
通过对欧洲云杉不同整地与抚育技术试验,历经
10a的长期研究结果,这与孙晓梅等[1]研究的结果基
本一致[15-16],试验林中最大立木单株树高338cm,当
年抽梢89cm,胸径4.5cm,材积0.004 1m3。
(1)不同整地方式对欧洲云杉生长有影响,营造
短周期工业用材林以A1和A2处理为佳立木单株平
均树高比其它2种处理平均树高提高1.31%。
(2)不同抚育方式对林木生长有一定影响,以第
2种在7月上旬挖坑除草1次,第一年按原来植穴,以
后随树木的生长逐年扩大,深度2~3cm,做到里浅外
深不伤根,在8月中旬再全面割灌1次,B2立木单株
平均树高比其它2种处理平均树高提高2.63%。
(3)整地与抚育交互作用显著,以第6种处理为
佳,立木单株平均树高比其它11种处理平均树高分
别提高4.4%。
(4)本研究中,虽然不同整地方式、抚育方式及其
交互作用下欧洲云杉林的各部分生长量已逐渐出现
差异,但差异还未达显著性水平。究其原因,其与林
木栽植时间短、试验示范基地特有的立地环境和林分
生长受整地方式、抚育方式及其交互作用的制约还较
小有关,从而导致不同整地方式、抚育方式及其交互作
用对欧洲云杉的制约作用还未出现显著差异。故在以
后的实验中,应继续监测欧洲云杉林的生长状况,深入
研究整地方式、抚育方式及其交互作用对欧洲云杉林生
长的长期影响,以找出最合理的欧洲云杉用材林整地
方式、抚育方式及其交互作用。另外,在以后的研究
中亦可深入探讨不同立地环境对欧洲云杉林生长的
影响,以寻找最适合欧洲云杉林生长的立地环境。
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