西南樺人工中幼林密度效應(yīng)和修枝研究.pdf

1、隨著當(dāng)前社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平和品味有了巨大的提高，綠色生態(tài)家居成為人們生活關(guān)注的焦點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)高檔木材家具及其制品以其特有的生態(tài)及文化功能已成為綠色生態(tài)家居的主要構(gòu)成及彰顯生活品味的重要標(biāo)志，這也促使高質(zhì)量大徑級無節(jié)材市場需求旺盛。為了滿足國內(nèi)外市場需求，優(yōu)質(zhì)高效的培育大徑級無節(jié)材，本研究以優(yōu)良速生鄉(xiāng)土闊葉樹種西南樺的密度試驗(yàn)林和修枝試驗(yàn)林為研究對象，調(diào)查分析其生長表現(xiàn)、干形特征對造林密度和修枝強(qiáng)度的響應(yīng)，探究不同修枝強(qiáng)度對于

2、控制擬木蠹蛾為害的有效性，建立混合效應(yīng)模型探索造林密度對于西南樺枝條發(fā)育、枝條愈合及節(jié)疤特征的影響，比較人工修枝和自然整枝后枝條愈合、節(jié)疤特征及其影響因素的差異，并運(yùn)用模型對其進(jìn)行預(yù)測。研究結(jié)果將為西南樺及相關(guān)樹種的大徑級無節(jié)材的高效培育提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。本研究的主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過對11年生西南樺密度試驗(yàn)林的生長表現(xiàn)和樹干干形進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果表明5種造林密度(3333、1667、1111、833和500株/h

3、m2)西南樺林分的平均樹高、枝下高、冠徑比、高徑比差異均不顯著(P＞0.05)，而其平均胸徑、冠幅、冠長、冠比率和單株材積均達(dá)差異顯著水平(P＜0.05)，且隨著造林密度的增加均呈遞減趨勢。高造林密度還顯著的降低了林分內(nèi)大徑級(20 cm≤DBH＜25 cm)，增加了林分內(nèi)小徑級(10 cm≤ DBH＜15cm)西南樺單株所占比率。但是對于林分蓄積，其隨造林密度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當(dāng)造林密度為1667株/hm2時，林分蓄積達(dá)到

4、最大。西南樺胸高形數(shù)和胸高形率不隨造林密度的變化而發(fā)生明顯的改變，其平均胸高形數(shù)約為0.45，胸高形率約為0.70。對于西南樺尖削度來說，雖然造林密度對于西南樺尖削度的影響未達(dá)顯著水平，但是隨著造林密度的增加，西南樺尖削度存在逐漸減小的趨勢。
　　2.對以上西南樺密度試驗(yàn)林內(nèi)平均木進(jìn)行樹干解析，分析其胸徑、樹高、材積的生長過程與造林密度的關(guān)系。分析結(jié)果顯示各造林密度處理的胸徑、樹高和材積生長過程基本相似，造林后都是一個先上升后逐漸

5、下降的過程，但是胸徑生長旺盛期(胸徑連年生長量大于1.5 cm)和材積生長旺盛期（材積連年生長量大于0.015m3）的持續(xù)時間受造林密度影響巨大，即造林密度高的林分，其生長旺盛期要明顯短于低造林密度的林分，且在連年生長量達(dá)到最大值后，其衰減速度更快。3333株/hm2處理的胸徑生從6年生開始顯著變緩，而其它處理則多推遲至8年生以后，說明3333株/hm2處理在6年生時即需要進(jìn)行間伐，1667和1111株/hm2處理則需在8年生時進(jìn)行間伐

6、，其余處理隨密度減小間伐時間依次推后。不同密度處理間樹高連年與平均生長量曲線交叉的年齡均為5～6年，而11年生時所有密度處理的林木均未達(dá)到數(shù)量成熟，但其材積連年生長量存在明顯差異。
　　3.西南樺樹冠內(nèi)枝條發(fā)育與造林密度緊密相關(guān)，樹冠內(nèi)所有枝條、所有活枝和最大活枝的平均直徑都隨著造林密度的增加呈現(xiàn)顯著降低的趨勢，樹冠內(nèi)所有死枝的平均直徑以及最大死枝的平均直徑，亦隨造林密度的增加逐漸降低，但未達(dá)差異顯著水平。大枝條(直徑大于30 m

7、m)所占比例亦與造林密度呈負(fù)相關(guān)。除造林密度外，枝條直徑還隨其在樹冠中的相對高度的增加而顯著減小。造林密度對于樹冠內(nèi)枝條總數(shù)量、活枝數(shù)量和死枝數(shù)量均無明顯影響，樹冠內(nèi)枝條總數(shù)量為50個左右，其中死枝和活枝數(shù)量基本均等。但是樹冠內(nèi)枝條的密度隨著造林密度的增加顯著增加。此外，極高或者極低造林密度會顯著增加枝條的死亡率，但對于枝條分枝角度沒有明顯的影響。樹冠內(nèi)所有枝條、死枝和活枝平均分枝角度分別51.5°～54.3°，53.0°～58.0°和

8、48.9°～52.4°，其中死枝的分枝角度要明顯高于活枝。
　　4.應(yīng)用節(jié)疤解剖和線性混合效應(yīng)模型的方法分析造林密度對西南樺枝條愈合和節(jié)疤特征的影響，探明影響枝條愈合和節(jié)疤特征的主要因素并對其進(jìn)行預(yù)測。所得結(jié)果顯示不同造林密度處理的枝條平均愈合所需時間在兩年左右，但隨著造林密度的增加，枝條愈合所需時間逐漸降低。樹干內(nèi)平均死節(jié)、活節(jié)、節(jié)總大小以及隱枝分枝角度亦均隨造林密度的增加呈顯著降低的趨勢。隱枝分枝角度頻率統(tǒng)計(jì)表明其主要分布在4

9、0?！?0°的范圍內(nèi)，且不同角度范圍內(nèi)不同密度處理間的隱枝分枝角度出現(xiàn)頻率沒有顯著的差異。同樹冠內(nèi)枝條直徑一樣，隱枝直徑和大的隱枝所占比例亦隨造林密度的增加而顯著降低。混合效應(yīng)模型顯示枝條愈合所需時間、死節(jié)大小、節(jié)疤總大小均與隱枝直徑呈顯著正相關(guān)，僅隱枝分枝角度隨隱枝直徑的增加而顯著降低，但當(dāng)隱枝直徑＞20 mm后，下降趨勢變得極緩。除此之外，枝條愈合時間還與樹干直徑生長速率有關(guān)，樹干直徑生長速率越快，枝條愈合所需時間越短。
　　

10、5.通過對5年生西南樺進(jìn)行不同強(qiáng)度修枝，調(diào)查修枝后不同處理間西南樺的生長、干形差異以及受擬木蠹蛾為害情況。結(jié)果顯示修枝后僅當(dāng)年的胸徑生長會受到明顯抑制，且隨著修枝強(qiáng)度的增加，影響越大，而對于西南樺的樹高和單株材積，不同處理間并無明顯差異。修枝對于西南樺的胸高形率、尖削度指數(shù)等無顯著的影響。西南樺林分的總體感蟲率和受害單株蟲口數(shù)與修枝強(qiáng)度亦無明顯相關(guān)性，但是修枝段的感蟲率和蟲口數(shù)均明顯低于對照組（未修枝）相應(yīng)區(qū)段，其中6m和7m修枝高度處

11、理中修枝段感蟲率與對照組差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05);而且使擬木蠹蛾在樹干上的集中分布段提升1.5m以上。盡管修枝無益于在林分水平上有效解決西南樺擬木蠹蛾為害問題，但是合理修枝能夠顯著減輕修枝段的擬木蠹蛾危害，從而提高修枝段的木材質(zhì)量。
　　6.選取修枝區(qū)段和對照組相對應(yīng)區(qū)段的節(jié)疤解剖，測量并建立混合效應(yīng)模型對比分析自然整枝和人工修枝條件下枝條愈合、節(jié)疤特征及其影響因素的差異，并對其進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明人工修枝對于縮短枝條愈合所

12、需時間，減少節(jié)疤大小均有顯著的效果，但是人工修枝和自然整枝條件下的西南樺隱枝直徑、隱枝分枝角度和節(jié)疤變色長度差異均未達(dá)顯著水平。混合效應(yīng)模型顯示人工修枝后枝條愈合和節(jié)疤特征最主要的影響因素是枝條直徑，而自然整枝條件下主要受死枝脫落后殘樁長度決定，且自然整枝后死枝殘樁長度又僅與枝條直徑相關(guān)，枝條越大，枝條死亡脫落后殘樁越長。除此之外，人工修枝和自然整枝后枝條愈合所需時間亦均隨樹干直徑生長速率的增加而顯著縮短。節(jié)疤處木材的變色和腐爛長度亦隨

13、愈合所需時間的增加而增大。由此可見，控制枝條大小及提升樹干直徑生長速率是實(shí)現(xiàn)高效培育大徑級無節(jié)材的最根本措施。
　　基于以上研究結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益等方面因素，我們建議采用兩種培育方式進(jìn)行大徑級無節(jié)材高效培育，其一是通過適度增加西南樺的造林密度控制枝條大小，而后對林分實(shí)施撫育間伐促進(jìn)林木的生長及節(jié)疤愈合，減小節(jié)疤引起的缺陷;其二是對西南樺進(jìn)行較低密度造林，促進(jìn)林木的早期生長以及減少后期間伐的成本，然后通過人工修枝控制枝條大小，促進(jìn)節(jié)疤的