全 文 ：第 51 卷 第 8 期
2 0 1 5 年 8 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 8
Aug．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150814
收稿日期: 2015 － 02 － 05; 修回日期: 2015 － 06 － 04。
基金项目: 国家“十五”科技攻关课题(2001BA510B08) ;东北林业大学学术名师专项基金。
* 沈海龙为通讯作者。
高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下
水曲柳栽植苗成活及生长的影响*
杨博文1 胡立江2 沈海龙3 孙相臣4 张 鹏3
(1．东北林业大学园林学院 哈尔滨 150040; 2．浙江和也健康科技有限公司和也健康产业研究院 安吉 313300;
3．东北林业大学林学院 哈尔滨 150040; 4．吉林省红石国有林管理分局 桦甸 132400)
摘 要: 【目的】研究高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响，以期解释低洼地
带水曲柳次生纯林林下水曲柳天然更新不良的原因，为同样立地的水曲柳人工造林提供参考依据。【方法】在水
曲柳典型分布区内选择生长在低洼且有季节性积水地段上的水曲柳次生纯林，采用两因素随机区组试验设计，在
其林下进行高台整地(配合地被物去除处理，并设置未整地对照)，人工栽植水曲柳 1 年生苗(栽植后立即截干至 8
cm 高和未截干保持原 15. 8 cm 平均高 2 种处理)，对苗木栽植后 3 个生长季内的成活和成长情况及栽植后第 3 年
的地表水分与温度变化动态进行观察分析。【结果】1) 配合死、活地被物去除处理的高台整地可以有效降低表层
土壤含水量，且变化幅度明显降低; 高台整地可增加生长季初期(5 月)地表温度升幅、降低生长季末期(9 月)地表
温度降幅和生长季地表温度变幅，使地表温度趋于匀质化; 2) 高台整地可提高栽植苗木的成活率和保存率(未截
干情况下，3 个生长季分别比未整地高出 7. 17%，13. 37%和 15. 56% )，降低栽植苗木的生长季死亡率(未截干情况
下，3 个生长季分别比未整地低 100%，64. 73%和 20. 89% )，提高栽植苗木的地径和苗高生长量(未截干情况下，3
个生长季内地径和苗高生长量分别比未整地高出 19. 37%，27. 13% 和 35. 80% 及 100. 53%，50. 00% 和 64. 17% )，
增加苗木生物量和茎根生物量比值，增加苗木叶片的叶面积和数量; 3) 在高台整地情况下，截干处理对水曲柳苗
成活没有显著影响，但截干处理成活率和高生长量小于未截干处理; 未整地情况下，截干处理水曲柳苗成活率和保
存率显著低于未截干处理，但对苗高生长量和地径生长量无显著影响; 截干处理可增加水曲柳苗叶片的面积与数
量，提高苗木根和叶生物量积累。【结论】土壤水热状况不良和地被物竞争是中下坡低洼地带水曲柳次生纯林林
下水曲柳更新幼苗存活和生长差的重要原因，通过高台整地改善土壤水热状况、削弱地被物竞争，可以促进水曲柳
栽植苗的存活和成长。
关键词: 水曲柳; 成活成长; 生物量; 高台; 整地; 苗木截干
中图分类号: S718. 55 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)08 － 0104 － 10
Effect of Mounding and Top-Pruning on Survival and Growth of Manchurian
Ash Seedlings Planted under the Secondary Forest of the Species
Yang Bowen1 Hu Lijiang2 Shen Hailong3 Sun Xiangchen4 Zhang Peng3
(1 ． College of Landscape Architecture，Northeast Forestry University Harbin 150040; 2 ． Heye Academy for Health Industry，Zhejiang Heye
Health Technology Co． LTD Anji 313300; 3 ． School of Forestry，Northeast Forestry University Harbin 150040;
4 ． Hongshi Branch Bureau for National Forest Management Huadian 132400)
Abstract: 【Objective】Natural regeneration of Manchurian ash (Fraxinus mandshurica ) has been observed in conifer
plantations，secondary forests containing Populus davidiana and Betula platyphylla and mixed hardwood secondary forests．
However，successful natural regeneration is unlikely in pure secondary forest of F． mandshurica． The objective of this
study was to provide some evidences to explain factors that might improve the survival and growth of planted ash seedlings．
【Method】One-year-old manchurian ash seedlings were planted under a secondary forest of manchurian ash located at a
low-lying site with seasonal water logging． Site preparation was conducted using mounding combined with clearing of
ground covers． A randomized blocks experimental design was used and plots with no site disturbance was used as control．
Seedlings were either top-pruned to a height of 8 cm right away after planting，or planted without any stem cutting
第 8 期 杨博文等: 高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
( average height of control seedlings was 15． 8 cm) ． The survival and growth of the planted seedlings during the first 3
years after planting and the surface soil moisture and temperature of the planted areas at the third year after planting were
investigated and analyzed． 【Ｒesults】Mounding combined with clearing of ground vegetation cover reduced the moisture of
surface soil ant the extent of its variation． Mounding and removal of vegetation cover increased the temperature of surface
soil especially during the primary growth season (May)，and decreased the extent of temperature reduction in late growth
stage (September) and therefore，homogenized the surface soil temperature． Mounding significantly increased survival and
decreased mortality of the non-pruned seedlings，the increases of survival rates in the first，secondary and third year were
7． 17%，13． 37% ，and 15． 56% respectively and the decreasing rates were 100%，64． 73%，and 20． 89% respectively．
This treatment significantly enhanced the root-collar diameter and height increment． For non-pruned seedlings，root-collar
diameter was increased by 19． 37%，27． 13%，35． 80% and height was increased by 100． 53%，50． 00%，64． 17%
respectively in the first，secondary and third year after planting． Mounding also increased the total biomass，total leaf area
and number，and also increased the ratio of stem / root biomass． When planted at mounded sites，the top-pruning had no
significant effect on survival or growth of seedlings． However，the survival rate and height increment of the top-pruned
seedlings was smaller than those of non-pruned seedlings． At non-mounded sites，top-pruning reduced the survival rate．
However，there was no significant effect on either height or diameter increment． The top-pruning increased both leaf-area
and leaf number， and increased root biomass and leaf biomass． 【Conclusion】Poor situation of soil moisture and
temperature and the competition with surface vegetation were the two key reasons for the low survival of planted seedlings
at non-mounded sites． Improving soil moisture and temperature conditions and reducing the competition from surface
vegetation by mounding could promote the survival and growth of the planted seedlings．
Key words: Fraxinus mandshurica; survival and growth; biomass; mounding; site preparation; top-pruning
水曲柳(Fraxinus mandshurica)天然分布于我国
北方、朝鲜北部、俄罗斯远东及日本北海道地区，既
是温带地带性顶极群落阔叶红松(Pinus koraiensis)
原始林的主要伴生树种，也是温带次生硬阔混交林
的主要组成树种。研究表明，水曲柳在针阔混交林
下 (李景文等，2005 )、杨 ( Populus davidiana ) 桦
(Betula platyphylla)次生林内(陈大珂等，1982; 宋
新章等，2008)、次生杂木林下(陈大珂等，1982; 王
义弘等，1990; 1994; 韩有志等，2002a; 2002b;
2004; 柏广新等，2013; 许彦明等，2014)、人工针
叶林下(王义弘等，1990; 1994; 2000; 沈海龙等，
1991; 刘强等 1991; 胡立江等，2005; 柏广新等，
2013)和撂荒地(王义弘等，2000)均有良好的天然
更新。但是笔者在对东北林业大学帽儿山实验林场
水曲柳次生林 68 个 2 m × 2 m 样方的调查中发现，
没有天然更新水曲柳幼苗幼树的样方占调查样方数
的 81%，平均更新密度仅为 475 株·hm － 2，且多为根
桩萌蘖更新，与一些研究(韩有志等，2004; 柏广新
等，2013; 许彦明等，2014)结果相似。另外，笔者
在调查中还发现，70%的样方位于低洼地，土壤湿度
大，甚至出现阶段性积水，63% 的样方草灌丛生，
9%的样方位于母树下，盘结的母树根系占据样方的
大部。因此，笔者推测，土壤水热状况不良和草灌竞
争可能是这种林分下水曲柳更新不良的主要原因。
整地(包含死、活地被物处理)可以提高造林成
活率，增加新造幼树早期生长量( Zhu et al．，2008;
Lafleur et al．，2011; Bai et al．，2014; Amichev et al．，
2014)，因此本研究设计了高台整地(调整微生境水
分状况)并对栽植面进行活地被物处理 (排除竞
争)，人工栽植水曲柳。另外，实际观察和研究(荆
涛等，2002)发现，水曲柳根桩萌生能力很强且萌生
枝条长势很旺，因此本研究同时配置了苗木截干试
验，以检验苗木截干(促萌)是否能够提高成活率和
增加初期生长量。本研究在水曲柳天然次生纯林下
高台整地造林(及活地被物处理)并做截干处理，观
察连续 3 个生长季土壤表层水分和温度的变化及水
曲柳栽植苗的存活和生长发育状况，以期解释位于
中下坡低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳天然更
新不良的原因，为同样立地条件的水曲柳人工造林
提供参考依据。
1 研究区概况
试验和调查地点位于东北林业大学帽儿山实验
林场老山人工林实验站内，127° 30—127° 34 E，
45°21—45°25N，属长白山系张广才岭的西部小岭
余脉，丘陵山地，海拔 300 m 左右; 温带大陆性季风
气候，年均气温 2. 8 ℃，≥ 10 ℃ 年积温 2 000 ～
2 500 ℃，全年无霜期 120 ～ 140 天。年降水量700 ～
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林 业 科 学 51 卷
800 mm，集在中 6—8 月。土壤为典型的暗棕壤，还
有沼泽土、草甸土和白浆土等非地带性土壤类型。
原生群落类型为阔叶红松林，由于受各种破坏和建
设性因素影响，现已演变为次生林区，并有一定数量
的人工林分布，主要针叶树种有红松、落叶松( Larix
spp． )、红皮云杉(Picea koraiensis)和樟子松 ( Pinus
sylvestris var． mongolica)等，主要阔叶树种有水曲
柳、黄 波 罗 ( Phellodendron amurense )、胡 桃 楸
( Juglans mandshurica)、紫椴(Tilia amurensis)、糠椴
(Tilia mandshurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)、桦
(Betula spp． )、杨 ( Populus spp． )、榆 (Ulmus spp． )
和槭(Acer spp． )等。
研究林分处于海拔 250 m 左右的南坡中下部，
为 50 年生左右的水曲柳天然次生林。地势比较
平缓，坡度小于 5°。林下土壤类型为暗棕壤，土层
深度约 30 cm，有季节性积水。调查林分面积约
1. 2 hm2，水曲柳占 8 成左右，有少量胡桃楸、紫椴
和白榆 ( Ulmus pumila)等; 林分平均高 ( 23. 5 ±
5. 5) m，平均胸径 ( 26. 84 ± 8. 62 ) cm，平均冠幅
(10. 5 ± 2. 0) m，平均郁闭度 0. 6，草灌层盖度达
50% ～ 90%。
2 研究方法
2. 1 试验设置 采用两因素随机区组试验设计进
行水曲柳造林试验。整地方式为因素 1，设高台整
地(MSP)和未整地(NSP)2 个水平; 幼苗预处理方
式为因素 2，设截干处理(TP)和未截干处理(NTP)2
个水平，共计 4 种处理组合，即整地截干(MSPTP)、
整地未截干(MSPNTP)、未整地截干(NSPTP)和未
整地未截干 (NSPNTP，CK)。4 种处理组合构成 1
个试验小区，每个试验小区分成高台整地处理区和
未整地处理区，二者相邻。高台整地区长 × 宽 × 高
为 2 m × 1 m × 30 cm，未整地区长 ×宽为 2 m × 1 m，
每个试验小区为 4 m2。在高台整地区配置 1 组截
干苗和 1 组未截干苗，在未整地区配置 1 组截干苗
和 1 组未截干苗，即每个试验小区有 2 组截干苗和
2 组未截干苗。每组 3 株苗呈三角形配置，保证株
间距不小于80 cm。在试验林分内按地形和植被情
况的不同设置 5 个区组(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ)，在每
个区组内随机 6 个重复，即共计构成包含 4 种处理
组合的试验小区 30 个。合计栽植截干处理和未截
干处理的水曲柳苗各 180 株(每个试验小区 2 组 ×
每组 3 株 ×每个区组 6 个重复 × 5 个区组)，对每株
栽植苗木进行编号、挂牌，以便于观测统计。
造林试验用水曲柳 1 年生苗来源于当地苗圃，
苗木形态指标为地径 ( 2. 58 ± 0. 96 ) mm、苗高
(15. 8 ± 2. 8) cm、根长 (10. 65 ± 3. 10) cm。苗木截
干处理方法为: 在苗木根茎以上 8 cm 处，用经酒精
消毒处理的剪枝剪剪去苗干。截干操作在苗木栽植
后立即进行。
高台整地技术要求: 首先对高台整地处理区进
行割灌、除草和深翻处理，之后从试验处理区以外区
域挖取土壤，堆砌成预定规格的高台，在高台上除草
并松土处理。操作过程中注意不要对未整地处理区
的土壤和死、活地被物造成干扰，保持其自然状态。
苗木栽植技术要求: 栽植时间为整地当年
(2002 年)5 月 1—3 日，采用缝植法，缝深20 cm，增
加缝宽以增加栽植苗木的根系空间。
2. 2 水曲柳栽植苗成活率和生长量观测 在苗木
定植后连续 3 个生长季(栽植当年及其后 2 年)，在
春季水曲柳栽植苗芽刚萌动时 (生长初期，第 2 和
第 3 年的 4 月 23 ～ 25 日)和秋季水曲柳栽植苗地上
部分停止生长后(生长末期，每年 9 月 17 ～ 19 日)，
观测调查水曲柳栽植苗木的成活和死亡状况(濒死
苗木视作死亡)，统计株数，并对死亡苗木的特征详
细观测记载; 分别用钢卷尺(精度 0. 1 cm)和游标
卡尺(精度 0. 01 cm)测定每株成活苗木的高度(胚
轴高度除外)和基径(测量胚轴上部近地面茎径)。
2. 3 标准木选取、观测和生物量测定 造林试验后
第 3 个生长季，选取标准木进行生物量测定。分别
区组对每种试验处理组合选取标准木，每区组选择
生长正常的水曲柳栽植苗 3 株，每种处理组合 15 株
(每区组 3 株 5 个区组共 15 株)，4 种处理组合共计
60 株，做好编号和标记，于生长季结束(9 月 13 ～ 14
日)时采集样品测定生物量。事先对取样信封按标
准木编号做好标记，将对应编号的标准木上全部叶
片采摘下来放在取样信封内，回到实验室对叶片进
行计数并测量叶片长度和宽度，之后烘干称干质量，
用于叶生物量计算。将标准木整株挖出，注意保护
编号和标记; 采挖时要尽可能保证根系完整性，挖
出后用塑料薄膜对根系进行包裹，以防止运输过程
中损伤根系。在实验室内将标准木根系冲洗干净，
用滤纸吸干，之后将地上部分和根系分离，分别烘干
称干质量，用于茎、根生物量计算。采用 75 ℃烘干
法测定各标准木的叶片、茎枝和根系干质量，烘干时
间 12 h，烘干后冷却至室温后称干质量。
2. 4 表层土壤含水量和地表温度测定 根据栽植
第 2 年物候观测结果，水曲柳栽植幼苗芽苞开放的
比例于 4 月 23 ～ 25 日达到最高值，4 月下旬至 5 月
为生长初期，6 月至 7 月为速生期，8 月至 9 月中旬
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第 8 期 杨博文等: 高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
为生长后期，9 月 17 ～ 20 日开始大量落叶。因此，
栽植后第 3 年进行表层土壤含水量和地表温度测定
时，在 4 ～ 9 月水曲柳苗木生长季内选择晴朗天气进
行。土壤含水量和地表温度的具体调查日期分别见
表 1 和 2。
在每个区组的高台整地处理区和未整地处理
区，各随机选取 3 个取样点(3 次重复)，5 个区组每
种处理区共采集 15 个取样点。在选定的日期(表
1)，在每个采样点采集土壤含水量分析样品。在整
个生长季内不同时期共计取样 6 次。取样方法为环
刀法，取样后烘干称干质量。计算每个取样点的土
壤含水量。
选择区组Ⅰ，Ⅲ和Ⅴ内的高台整地处理区和未
整地处理区，在每个区组的不同处理区各随机选取
1 个定点观测点，3 个区组每个不同处理区合计共 3
个观测点，2 种处理共计 6 个观测点。去除死地被
物后铲平土面，间隔 30 cm 平行放置最低、最高和地
面温度计 (温度计感应部位水银球的一半埋入土
内)，进行土壤表层温度变化观测。在选定的日期
(表 2)，从凌晨 5 时至下午 15 时，每间隔 1 h，观测
最低温度、日最高温度、瞬时温度。整个生长季共观
测 4 次。
2. 5 数据处理 数据处理采用 Excel 2007 软件进
行，采用浙江大学 Tang 等(2013)开发的 DPS( data
processing system)系统进行方差分析和差异显著性
检验。
3 结果与分析
3. 1 生长季高台整地区和未整地区土壤含水量和
地表温度的差异 从表 1 可以看出，除了 4 月 18 日
和 5 月 23 日差异不显著外，各个观测时间高台整地
处理区 (MSP) 的含水量显著低于未整地处理区
(NSP)的含水量，其中生长季 5 月 3 日和 7 月 16 日
MSP 含水量比 NSP 分别下降了 22. 28% (下降比率
41. 86% ) 和 15. 90% (下降比率 41. 45% ) ( P ＜
0. 05)，生长季 7 月 7 日和 9 月 12 日分别相应降低
了 3. 28% (下降比率 8. 29% )和 8. 49% (下降比率
25. 28% )(P ＜ 0. 05); MSP 在生长季的各观测时间
(除 5 月 3 日外)上，均无区组效应(P ＞ 0. 05)，NSP
在生长季的各观测时间 (除 4 月 18 日和 7 月 7
日)上，区组效应均达显著水平( P ＜ 0. 05)。以平
均变异系数为指标评价，MSP 各观测点土壤含水
量变异程度(平均变异系数 17. 21% )比 NSP 各观
测点的变异程度(平均变异系数 26. 84% )明显变
小。这表明整地处理有效降低了土壤的表层含水
量及其变异幅度，促进地表含水量更趋于均匀
一致。
从表 2 可以看出，在水曲柳栽植苗生长季内，高
台整地处理区(MSP)和未整地处理区(NSP)的日最
高地面温度、日最低地面温度和日平均地面温度之
间均未达到差异显著水平 ( P ＞ 0. 05)，但 MSP 和
NSP 这 3 个温度指标的季节间增幅(表明土壤升温
或降温的速度)存在差异。5 月 23 日相对于 5 月 5
日，MSP 的最高地温提高了 23. 46%，极显著高于同
一时期 NSP 最高地温的增幅 15. 03% ( P ＜ 0. 01);
MSP 的最低地温增幅(64. 2% )显著高于 NSP 的最
低地温增幅(43. 16% ) (P ＜ 0. 05); MSP 的日均地
温降幅(2. 00% )与 NSP 的日均地温降幅(2. 28% )
无显著差异(P ＞ 0. 05)。7 月 17 日相对于 5 月 23
日，MSP 的最高地温增幅和最低地温增幅分别为
15. 84%和 44. 36%，与 NSP 最高地温增幅和最低地
温增幅(分别为 18. 1%和 40. 14% )之间无显著差异
(P ＞ 0. 05); 但 MSP 日均地温增幅与 NSP 日均地温
增幅(分别为 36. 73%和 45. 99% )之间存在显著差
异(P ＜ 0. 05)，前者显著低于后者。9 月 13 日相对
于 7 月 17 日，MSP 的最高地温和最低地温分别降低
了 15. 63%和 13. 54%，与 NSP 的最高地温和最低地
温降幅(分别为 13. 79%和 12. 43% )之间无显著差
异，但 MSP 的日均地温降幅(7. 5% )显著低于 NSP
的日均地温降幅(8. 96% )(P ＜ 0. 05)。
3. 2 整地和截干处理对水曲柳栽植苗木保存率和
死亡率的影响 从表 3 可以看出，在苗木栽植后的
3 个生长季内，4 种处理的水曲柳苗保存率(栽植当
年为成活率)都呈现逐年降低趋势。整地未截干处
理(MSPNTP)的水曲柳苗保存率在栽植后的 3 个生
长季内均为最高，比未整地未截干处理(CK)的水曲
柳苗保存率分别高出 7. 17%，13. 37% 和 15. 56%，
达到差异显著水平 ( P ＜ 0. 05 )。整地截干处理
(MSPTP)水曲柳苗的保存率仅次于 MSPNTP，二者
差异不显著(P ＞ 0. 05)，在栽植后的 3 个生长季内
比 CK 分别高出 3. 43%，8. 17%和 7. 85%，差异达到
显著水平(P ＜ 0. 05)。未整地截干处理(NSPTP)水
曲柳苗的保存率最低，在栽植后的 3 个生长季内分
别比 CK 低 4. 49%，8. 71%和 13. 87%，差异达到显
著水平(P ＜ 0. 05)。各处理对保存率的影响存在明
显的区组效应(P ＜ 0. 05)。
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林 业 科 学 51 卷
表 1 生长季不同测定日高台整地区和未整地区土壤含水量①
Tab． 1 Soil moisture content in mounding and non disturbance areas at different investigation
dates during the growth season
处理
Treatment
区组
Block
土壤含水量 Soil moisture content (% )
2004 － 04 － 18 2004 － 05 － 03 2004 － 05 － 23 2004 － 07 － 07 2004 － 07 － 16 2004 － 09 － 12
高台整地
MSP
Ⅰ 33. 50 ± 1. 80a 33. 71 ± 4. 32b 34. 68 ± 11. 56a 42. 00 ± 4. 45a 27. 43 ± 0. 70a 24. 43 ± 1. 07a
Ⅱ 32. 79 ± 0. 85a 11. 77 ± 1. 25c 44. 93 ± 4. 77a 31. 60 ± 9. 48a 10. 34 ± 1. 17a 20. 24 ± 2. 80a
Ⅲ 26. 55 ± 0. 41a 34. 47 ± 1. 72ab 46. 17 ± 3. 92a 34. 27 ± 6. 19a 29. 24 ± 1. 62a 27. 17 ± 0. 67a
Ⅳ 36. 01 ± 3. 48a 40. 01 ± 0. 26a 42. 81 ± 14. 96a 40. 21 ± 3. 34a 20. 64 ± 1. 35a 24. 16 ± 0. 35a
Ⅴ 31. 55 ± 3. 74a 34. 75 ± 2. 23ab 37. 50 ± 11. 73a 38. 33 ± 7. 89a 24. 63 ± 5. 58a 29. 48 ± 1. 08a
平均 Mean 32. 08 ± 3. 12A 30. 94 ± 9. 84B 41. 22 ± 4. 41A 37. 28 ± 3. 83A 22. 46 ± 6. 72B 25. 10 ± 3. 11B
未整地
NSP
Ⅰ 36. 27 ± 11. 35a 30. 92 ± 3. 15c 46. 92 ± 2. 62a 41. 05 ± 4. 81a 52. 75 ± 5. 47a 41. 95 ± 3. 35a
Ⅱ 24. 21 ± 1. 10a 46. 54 ± 1. 96b 40. 06 ± 8. 94ab 38. 18 ± 3. 98a 38. 19 ± 0. 44b 28. 85 ± 1. 33bc
Ⅲ 29. 33 ± 1. 52a 71. 17 ± 0. 97a 32. 76 ± 12. 59bc 40. 39 ± 10. 60a 37. 54 ± 0. 98bc 34. 27 ± 0. 49ab
Ⅳ 31. 87 ± 3. 73a 68. 4 ± 2. 96ab 40. 95 ± 6. 93ab 40. 39 ± 2. 48a 39. 51 ± 1. 28b 30. 83 ± 2. 12b
Ⅴ 33. 31 ± 2. 23a 48. 96 ± 1. 33b 40. 01 ± 7. 68ab 43. 26 ± 3. 22a 23. 83 ± 7. 71c 32. 03 ± 1. 35ab
平均 Mean 31. 00 ± 4. 07A 53. 22 ± 14. 92A 40. 14 ± 4. 50A 40. 65 ± 1. 63A 38. 36 ± 9. 17A 33. 59 ± 4. 54A
① 同列同一处理不同区组间不同小写字母表示差异显著(P≤0. 05) ; 同列不同处理均值间不同大写字母表示差异显著(P≤0. 05)。The
different lower case letters in different blocks within the same treatment indicate significant diffenence at 0. 05 level; the different capital letters between
mean value of different treatments indicate significant diffenence at 0. 05 level。MSP: Site preparation using mounding combined with removing litter，
herbs and shrubs; NSP: The check plots that involved no site disturbance． 下同 The same below．
表 2 生长季不同观测日高台整地区和未整地区土壤地表日均温、最高温和最低温
Tab． 2 Mean and extreme temperatures of soil surface in mounding and non disturbance areas at
different investigation dates during the growing season
日期
Date
处理
Treatment
日均温
Mean temperature /℃
最高温
Maximum temperature /℃
最低温
Minimum temperature /℃
2004 － 05 － 05
高台整地 MSP 15. 0 ± 4. 8 17. 9 ± 1. 8 8. 1 ± 0. 3
未整地 NSP 14. 1 ± 1. 0 17. 3 ± 0. 7 7. 6 ± 0. 3
2004 － 05 － 23
高台整地 MSP 14. 7 ± 1. 0 22. 1 ± 2. 8 13. 3 ± 0. 6
未整地 NSP 13. 7 ± 1. 0 19. 6 ± 1. 0 12. 4 ± 0. 5
2004 － 07 － 17
高台整地 MSP 20. 1 ± 0. 7 25. 6 ± 0. 1 19. 2 ± 0. 1
未整地 NSP 20. 0 ± 1. 3 26. 1 ± 0. 5 18. 5 ± 0. 4
2004 － 09 － 13
高台整地 MSP 18. 3 ± 1. 1 21. 6 ± 2. 5 16. 6 ± 0. 2
未整地 NSP 18. 5 ± 1. 4 22. 5 ± 2. 8 16. 2 ± 0. 5
表 3 各处理下水曲柳苗木栽植后 3 年期间的保存率①
Tab． 3 Survival rates of planted Manchurian ash seedlings in the 3 years after planting under various treatments
处理
Treatment
当年成活率
First year survival rate(% )
第 2 年保存率
Second year survival rate(% )
第 3 年保存率
Third year survival rate(% )
整地截干 MSPTP 96. 51 ± 1. 02a 92. 67 ± 4. 44a 85. 56 ± 5. 20a
整地未截干 MSPNTP 100 ± 0. 00a 97. 12 ± 2. 72a 91. 67 ± 4. 97a
未整地截干 NSPTP 87. 12 ± 6. 41c 78. 21 ± 8. 33c 68. 33 ± 11. 39c
未整地未截干 CK 93. 31 ± 3. 29b 85. 67 ± 6. 85b 79. 33 ± 5. 72b
① 同列不同小写字母表示差异显著 ( P≤0. 05)。The different small letters in the same column indicate significant diffenence at 0. 05 level．
Same as below。MSPTP: Mounding with top-pruned seedlings pannted; MSPNTP: Mounding with non top-pruned seedlings planted; NSPTP: Non site
disturbance with top-pruned seedlings planted; CK: Non site disturbance with top-pruned seedling planted． 下同 The same below．
从表 4 可以看出，MSPNTP 的水曲柳苗在各个
生长季内的死亡率均低于同生长季内其他处理的
死亡率，在栽植后的 3 个生长季内分别比 CK 低
100%，64. 73%和 20. 89% (P ＜ 0. 05)。MSPTP 水
曲柳苗在各个生长季内死亡率高于 MSPNTP 但低
于其他处理的死亡率，在栽植后的 3 个生长季内
分别比 CK 低 40. 95%，52. 58%和 8. 32%，差异达
到显著水平( P ＜ 0. 05 )。MSPNTP 和 MSPTP 之间
水曲柳苗死亡率显著不差异 ( P ＞ 0. 05 )。NSPTP
的水曲柳苗在生长季内死亡率显著高于其他处
理( P ＜ 0. 05 )，栽植后 3 个生长季内分别比 CK
高 63. 22% ，69. 22% 和 45. 10% ( P ＜ 0. 05 )，与
保存率呈相反的变化趋势。各个处理组合水曲
柳苗的越冬死亡率均较低，相互之间无显著差异
(表 4)，说明越冬死亡率与整地和截干与否关系
不大。
801
第 8 期 杨博文等: 高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
表 4 各处理下水曲柳苗木栽植后 3 年内死亡率
Tab． 4 Mortality of the planted Manchurian ash seedlings during the 3 years after planting under various treatments
处理
Treatment
生长季内死亡率
Mortality in the growing seasons(% ) 越冬死亡率
Mortality in the winter(% )
试验当年
First year
第 2 年
Second year
第 3 年
Third year
当年至第 2 年
Between 1 st and 2 nd year
第 2 年至第 3 年
Between 2 nd and 3 rd year
MSPTP 2. 97 ± 0. 02c 2. 85 ± 0. 06c 5. 86 ± 0. 03c 0. 52 ± 0. 01a 0. 99 ± 0. 02a
MSPNTP 0. 00 ± 0. 00c 2. 12 ± 0. 01c 4. 28 ± 0. 02c 0. 00 ± 0. 00a 0. 76 ± 0. 01a
NSPTP 8. 21 ± 1. 02a 10. 17 ± 2. 65a 7. 85 ± 1. 25a 0. 67 ± 0. 04a 0. 74 ± 0. 08a
CK 5. 03 ± 0. 58b 6. 01 ± 1. 47b 5. 41 ± 0. 06b 0. 76 ± 0. 01a 0. 63 ± 0. 02a
综合以上分析可以看出，高台整地处理显著提
高了水曲柳栽植苗的保存率，提高的途径是有效降
低水曲柳栽植苗在生长季节的死亡率，越冬死亡率
对此无贡献。观察还发现，生长季节水曲柳的死亡
主要发生在生长初期的 5 月上、中旬，此时期的死亡
率占整个生长季内死亡率的 80%左右。
3. 3 整地和截干处理对水曲柳栽植苗高、径生长的
影响中 从表 5 可以看出，在栽植后的 3 个生长季
内，水曲柳苗的高生长量和地径生长量逐年加大;
高台整地处理和苗木截干处理对栽植的水曲柳苗的
高和地径生长表现不同的影响格局。整地未截干
(MSPNTP)处理的水曲柳栽植苗苗高生长最优，在
栽植后的 3 个生长季内，水曲柳栽植的苗高和苗高
生长量分别比未整地未截干 ( CK)高出 19. 37%，
27. 13% 和 35. 80% 及 100. 53%， 50. 00% 和
64. 17%，差异均达到显著水平(P ＜ 0. 05)。整地截
干 ( MSPTP ) 的 水曲柳苗高和苗高生长量低于
MSPNTP 的，但差异未达显著水平，与 CK 的苗高和
苗高生长量相比分别高出 13. 90%，16. 67% 和
19. 78% 及 72. 15%，24. 85% 和 29. 96%，差异显著
(P ＜ 0. 05)。未整地截干(NSPTP)处理的水曲柳栽
植苗苗高和苗高生长量均比 CK 低，但差异均不显
著。这些结果说明，高台整地处理可以显著促进水
曲柳栽植苗的高生长，且这种促进效应至少在栽植
后 3 个季节内能得到保持，但苗木截干处理对水曲
柳栽植苗的高生长没有促进效应。
从表 5 还可以看出，在栽植后的第 1 个生长季
内，各个不同处理的水曲柳栽植苗地径和生长量之
间无显著差异(P ＞ 0. 05)，生长量均很小，表明水曲
柳苗在栽植后需要缓苗，生长滞后。MSPNTP 水曲
柳栽植苗的地径及地径生长量最高，在栽植后的第
2 和第 3 个生长季内水曲柳栽植苗地径和地径生长
量分别比 CK 高出 18. 49%，32. 03% 和 43. 52%，
56. 25%，差异显著(P ＜ 0. 05)。MSPNTP 的水曲柳
苗的地径和地径生长量仅略低于 MSPTP 的，但二者
差异不显著，在栽植后的第 2，3 个生长季内比 CK
的地径和地径生长量分别高出 17. 50%，21. 68%和
37. 04%，36. 61%，差异显著(P ＜ 0. 05)。在栽植后
第 1 个生长季内，NSPTP 的地径和地径生长量与 CK
的差异不显著，但在栽植后的第 2 和第 3 个生长季
内，NSPTP 的地径和地径生长量比对照分别高出
11. 25%，12. 50% 和 2. 78%，16. 96%，差异达到显
著水平(P ＜ 0. 05)。
3. 4 整地和截干处理对水曲柳栽植苗叶片形态和
数量 的 影 响 从 表 6 可 以 看 出，整 地 截 干
(MSPTP)、整地未截干 ( MSPNTP)、未整地截干
(NSPTP)与未整地未截干 ( CK)处理的水曲柳栽
植苗最大叶片与最小叶片的叶长和叶宽以及平均
叶片数量之间差异显著(P ＜ 0. 05)，但这些处理的
水曲柳栽植苗最大与最小叶片的叶片数量以及叶
片平均长度和宽度之间差异不显著 ( P ＞ 0. 05 ) ;
MSPTP 的水曲柳栽植苗的最大、最小和平均叶片
的长度、宽度和数量均比 MSPNTP 的高，但差异均
未达到显著水平 ( P ＞ 0. 05 ) ; 除了平均叶片数量
之间差异显著 ( P ＜ 0. 05)外，MSPTP 及 MSPNTP
和 NSPTP 之间的水曲柳栽植苗叶片指标的差异
与 MSPTP 和 MSPNTP 之间的差异相似，均未达显
著水平( P ＞ 0. 05 )。以上结果说明，高台整地处
理对水曲柳栽植苗的平均叶片数量有较大的促
进作用，对叶片平均大小影响不大，对最大叶片
和最小叶片的数量影响不大，但对最大叶片和最
小叶片的大小有较大的副影响; 高台整地情况
下，苗木截干处理对水曲柳栽植苗的叶片形态和
数量影响不大，而未整地情况下，苗木截干处理
对水曲柳栽植苗叶片形态和平均叶片数量有较
大的影响。
901
林 业 科 学 51 卷
表 5 各处理下水曲柳苗木栽植后 3 年间的高、径生长量①
Tab． 5 Height and basal diameter increment of the planted Manchurian ash seedlings in the 3 years after planting
年份
Year
处理
Treatment
苗高
Seedling height / cm
苗高生长量
Height increment / cm
地径
Basal diameter /mm
地径生长量
Diameter increment /mm
第 1 年
First year
MSPTP 40. 99 ± 6. 54a 10. 41 ± 1. 63a 6. 76 ± 0. 45a 1. 75 ± 0. 24a
MSPNTP 46. 47 ± 6. 21a 13. 15 ± 1. 21a 6. 23 ± 0. 87a 1. 53 ± 0. 24a
NSPTP 34. 11 ± 9. 34b 9. 90 ± 2. 21b 5. 76 ± 0. 69b 1. 31 ± 0. 26b
CK 34. 22 ± 7. 21b 8. 01 ± 3. 20b 5. 12 ± 0. 87c 1. 12 ± 0. 35c
第 2 年
Second year
MSPTP 30. 58 ± 3. 54a 8. 29 ± 1. 59a 5. 01 ± 0. 48a 1. 55 ± 0. 08a
MSPNTP 33. 32 ± 4. 20a 9. 96 ± 2. 00a 4. 70 ± 0. 59ab 1. 48 ± 0. 09a
NSPTP 24. 21 ± 5. 11b 6. 24 ± 1. 55b 4. 45 ± 0. 62bc 1. 11 ± 0. 12b
CK 26. 21 ± 4. 24b 6. 64 ± 1. 32b 4. 00 ± 0. 67c 1. 08 ± 0. 16b
第 3 年
Third year
MSPTP 22. 29 ± 2. 11a 6. 49 ± 1. 23a 3. 64 ± 0. 55a 0. 88 ± 0. 06a
MSPNTP 23. 36 ± 2. 21a 7. 56 ± 1. 10a 3. 22 ± 0. 61a 0. 64 ± 0. 08a
NSPTP 17. 97 ± 3. 59b 2. 17 ± 1. 01b 3. 34 ± 0. 88a 0. 76 ± 0. 09a
CK 19. 57 ± 3. 12b 3. 77 ± 0. 86b 2. 92 ± 0. 29a 0. 34 ± 0. 12a
①每一年度内不同处理间不同小写字母表示差异显著(P≤0. 05)。The different small letters between treatments within the same year indicate
significant diffenence at 0. 05 level．
表 6 各处理下栽植后第 3 年水曲柳栽植苗的叶片大小和数量变化①
Tab． 6 Leaf size and number of the planted manchurian ash seedlings in the third year after
planting under various treatments
处理
Treatment
最大叶
Largest leaf
最小叶
Least leaf
平均叶
Mean leaf
长
Length / cm
宽
Width / cm
叶数
Leaf number
长
Length / cm
宽
Width / cm
叶数
Leaf number
长
Length / cm
宽
Width / cm
叶数
Leaf number
MSPTP
7. 47 ±
1. 89a
5. 97 ±
1. 14a
7. 93 ±
1. 10a
3. 07 ±
0. 47a
2. 68 ±
0. 57a
6. 13 ±
1. 34a
2. 90 ±
0. 44a
1. 60 ±
0. 48a
9. 93 ±
2. 79a
MSPNTP
7. 36 ±
0. 98a
5. 87 ±
0. 68a
7. 47 ±
0. 93a
3. 05 ±
0. 61a
2. 39 ±
0. 21a
5. 93 ±
0. 98a
2. 78 ±
0. 34a
1. 33 ±
0. 15a
9. 33 ±
1. 92a
NSPTP
7. 36 ±
2. 15a
5. 84 ±
1. 62a
7. 87 ±
0. 84a
2. 73 ±
0. 80a
2. 60 ±
0. 53a
5. 50 ±
1. 10a
2. 83 ±
0. 62a
1. 32 ±
0. 26a
9. 10 ±
1. 91b
CK
6. 29 ±
0. 73b
5. 07 ±
0. 38b
7. 33 ±
0. 42a
2. 43 ±
0. 29b
2. 23 ±
0. 64b
5. 53 ±
1. 00a
2. 85 ±
0. 39a
1. 50 ±
0. 43a
8. 10 ±
3. 27c
①同列不同小写字母表示差异显著 ( P≤0. 05)。下同。The different small letters in the same column indicate significant diffenence at 0. 05
level． The same below．
3. 5 整地和截干处理对水曲柳栽植苗生物量累积
及分配的影响 从表 7 可以看出，整地截干
(MSPTP)、整地未截干 ( MSPNTP )、未整地截干
(NSPTP)的水曲柳栽植苗的总生物量、叶生物量、茎
生物量(MSPTP 除外)和根生物量与未整地未截干
(CK)处理的各相应指标的差异均达到了显著水平
(P ＜ 0. 05)。MSPTP 水曲柳栽植苗的总生物量、叶
生物量和根生物量与 CK 差异显著，其叶和根生物
量比 CK 的分别高 88. 42%和 96. 72%，且也高于其
他各处理; 其茎生物量与 CK 的差异虽不显著(P ＞
0. 05)，但数量上也高出 15. 18% 之多。MSPNTP 水
曲柳栽植苗的各生物量指标与 CK 的差异均达到显
著水平，其总生物量和茎生物量比 CK 的高出
65. 94%和 90. 10%，也高于其他各处理。NSPTP 水
曲柳栽植苗的各生物量指标与 CK 的差异均达到显
著水平，其总生物量、叶生物量、茎生物量和根生物
量 比 CK 的 高 出 32. 49%，35. 26%，33. 00%
和 30. 75%。
从表 8 可以看出，MSPTP 水曲柳栽植苗的根生
物量比重和根 /茎生物量比显著高于其他各处理
(P ＜ 0. 05)，比 CK 的分别高出 20. 00%和 70. 27%，
反过来其茎生物量比重最低，比 CK 的低 29. 73%，
比 MSPNTP 的低 47. 14%，差异均达显著水平(P ＜
0. 05); MSPNTP 水曲柳栽植苗的根生物量比重和
根 /茎生物量比最小，分别比 CK 的低 10. 00% (P ＞
0. 05)和 20. 72% (P ＜ 0. 05)，反过来其茎生物量比
重最大，显著比 CK 的大 13. 51% ; NSPTP 水曲柳栽
植苗的茎、根生物量比重及根 /茎生物量比与 CK 相
差很小，差异不显著(P ＞ 0. 05); 各个处理之间水
曲柳栽植苗的叶生物量比重差别很小，差异不显著
(P ＞ 0. 05)。这些分析结果表明，对水曲柳苗截干
处理显著地增加了生物量向地下部分的分配、显著
降低了径生物量的分配量，而整地处理则提高了生
物量向地上部分的分配。
011
第 8 期 杨博文等: 高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
表 7 各处理下水曲柳苗木栽植后第 3 年的生物量
Tab． 7 Biomassof the planted Manchurian ash seedlings in the third year after planting under various treatments
处理
Treatment
叶生物量
Leaf biomass / g
茎生物量
Stem biomass / g
根生物量
Ｒoot biomass / g
总生物量
Total biomass / g
MSPTP 3. 58 ± 0. 06a 3. 49 ± 1. 68bc 6. 59 ± 2. 11a 13. 66 ± 7. 02a
MSPNTP 3. 07 ± 0. 54a 5. 76 ± 2. 04a 4. 91 ± 2. 04b 13. 74 ± 6. 50a
NSPTP 2. 33 ± 0. 05b 3. 87 ± 1. 84b 4. 38 ± 2. 01c 10. 58 ± 4. 69b
CK 1. 90 ± 0. 07c 3. 03 ± 1. 35c 3. 35 ± 1. 69d 8. 28 ± 2. 21c
表 8 各处理下水曲柳苗木栽植后第 3 年各部分生物量的分配
Tab． 8 Organ biomass distribution of the planted Manchurian ash seedlings in the third year after
planting under various treatments
处理
Treatment
叶比重
Leaf ratio
茎比重
Stem ratio
根比重
Ｒoot ratio
根茎比
Ｒoot / stem
MSPTP 0. 26 ± 0. 01a 0. 26 ± 0. 01c 0. 48 ± 0. 05a 1. 89 ± 0. 09a
MSPNTP 0. 22 ± 0. 02a 0. 42 ± 0. 02a 0. 36 ± 0. 04b 0. 88 ± 0. 06c
NSPTP 0. 22 ± 0. 01a 0. 37 ± 0. 0b 0. 41 ± 0. 03b 1. 13 ± 0. 05b
CK 0. 23 ± 0. 02a 0. 37 ± 0. 01b 0. 40 ± 0. 0. 4b 1. 11 ± 0. 04b
4 结论与讨论
整地是造林前造林地处理的一项基本技术措
施，在干旱、水湿、寒冷地带造林尤为重要(张延龄，
1960; 马履一等，1993; 邵立新，2014; Zhu et al．，
2008; Lafleur et al．，2011; Amichev et al．，2014)，由
于化学除草方法造林地处理的环境问题影响，物理
方法整地近年来更受重视。本研究结果表明，配合
去除死活地被物处理的高台整地措施，可以有效降
低低洼地带水曲柳次生纯林林下栽植点的生长季表
层土壤含水量及其变化幅度; 高台整地增加了生长
初期(5 月)地表温度升幅、降低了生长末期(9 月)
地表温度减幅、降低了生长季地表温度变幅，使地表
温度趋于匀质化; 提高了栽植苗木的成活率和保存
率，降低了生长季苗木死亡率，有效提高了直径和苗
高生长量，提高了苗木不同大小叶片的叶面积及整
体叶片数量，提高了苗木各部分生物量和总生物量。
一些研究也有相似的结果: 针对长白落叶松( Larix
olgensis)的研究结果(Zhu et al．，2008)表明，去除凋
落物和活地被物的整地措施可以保证落叶松皆伐迹
地和间伐林林下更新落叶松幼苗的存活，没有进行
整地的皆伐迹地和间伐林地的落叶松更新苗 1 年后
全部消失; 块状除草皮对相思(Acacia concurrens)的
成活和生长有良好的促进作用 ( Bai et al．，2014);
针对黑云杉 ( Picea mariana ) 栽植苗的研究结果
(Lafleur et al．，2011)表明，高台整地可以有效提高
矿质土壤裸露率和排水良好基质的比率(比对照分
别高 25%和 57% )，使黑云杉栽植苗比对照地高出
25% ; 在寒冷的西林吉地区造林，整地可以提高地
温 1. 2 ～ 1. 8 ℃ (马履一等，1993)。也有没有效果
的报道，如块状除草皮对桉树(Eucalyptus crebra)没
什么效果(Bai et al．，2014)。综合本研究和绝大多
数研究结果，土壤水热状况不良和地被物竞争是中
下坡低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳更新幼苗
存活和生长差的重要原因，高台整地配合死活地被
物去除处理，可以改善土壤水热状况、削弱地被物竞
争，促进栽植苗的成活和成长。
本研究结果表明，与未截干处理相比，苗木截干
处理能增加水曲柳栽植苗地径生长量、最大和最小
叶片的大小及叶片总数，能显著提高水曲柳栽植苗
根和叶生物量的积累，能使生物量更多地向根系分
配，对改变叶生物量的分配没有影响; 提高水曲柳
栽植苗成活率和保存率、降低死亡率、增加高生长等
方面的效果差。实践中可以观察到水曲柳根桩有很
强的萌蘖能力，甚至被砍掉的小苗的根桩都能萌蘖
长出质量很好的干条。一些水曲柳更新的自然观察
研究结果 (荆涛，2002; 沈海龙等，1991; 韩有志
等，2004 ) 和截干促萌研究结果以及暴马丁香
( Syringa reticulate ) ( 王 齐 瑞， 2012 )、四 合 木
(Tetraena mongolica)(王震等，2013)等其他树种的
平茬效果研究成果也都有这方面的佐证。但本研究
中水曲柳截干处理并没有获得相关研究得到的提高
成活率和保存率、促进高生长的效果。分析原因可
能是造林苗木年龄小、根系发育不足，不能够提供萌
条快速、强壮生长所需的营养条件导致。实践中大
树根桩萌条特别粗壮的现象，及苗圃中为生产粗壮、
高大萌生主干而使用定植多年根系促萌的实践可以
为本推论提供佐证。
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林 业 科 学 51 卷
本项研究针对高台整地 (配合死活地被物处
理)和截干促萌处理的效果还只是造林初期 3 年期
间的观测分析结果，更长时间的结果如何，还有待于
进一步的观察和分析。对高台整地后水曲柳天然更
新状况和由种子转化成苗的过程进行研究，有助于
更清晰地解释更新差的原因，有待于下一步研究。
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(责任编辑 于静娴)
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全国中文核心期刊、全国优秀农业期刊
《植物遗传资源学报》征订启事
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报道内容为大田、园艺作物，观赏、药用植物，林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗传资
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建立、遗传多样性研究。
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