曹怡立

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

樟子松Pinussylvestrisvar.mongolica原产于内蒙古红花尔基，具有耐寒、耐旱、耐贫瘠和较速生等优良特性，于1953年引种到章古台地区，开创了樟子松治沙造林的先例[1-2]，并建立起以樟子松为主，油松、赤松及当地乡土树种小叶杨、小青杨、色木槭为辅的第一代防风固沙林，为我国的防沙治沙事业做出很大的贡献。为了保证造林成活率和保存率，第一代防风固沙林初植密度均相当高，但随着林龄的增长，种群密度变化影响了樟子松固沙林的生存状况及林分稳定性，成为生产中需要解决的实际问题。

密度调控是人工林经营的主要手段，合理的密度管理是提高人工林生产力和发挥森林最大功能的重要途径[3]。因此通过对樟子松生长状况、经营目标及初始密度的综合考虑，采用合理的间伐进行林分密度调控，实现提高直径生长达到建筑材收益的最佳化[4-5]。针对引种区培育樟子松速生建筑材林过程中存在的关键技术问题，从提高生产力的角度，本文在辽西北沙地樟子松干旱气候、瘠薄的土壤、水分匮乏条件下，对第一代防风固沙林进行密度调控研究，为樟子松人工林高效经营提供依据。

1 试验地概况

试验区位于科尔沁沙地东南缘的彰武县境内，设立在章古台镇三家子林区19林班，属典型亚湿润大陆性季风气候区(42°43′～42°51′N，121°53′～122°22′E)，年均温度较低，极端最低气温-33.4 ℃，极端最高气温43.2 ℃[6]。经过长期沙地治理与森林培育，风速大于30 m·s-1不足10 d。年降水量450～500 mm，主要集中在夏季，年蒸发量远大于降水量，达到1 300～1 880 mm，土壤为沙土，土壤含水率与有机质含量均较低。

该试验地原为1980年造林密度试验，株距为0.5～4 m，行距为1～4 m，共19个初植密度，栽植625～10 000株·hm-2，每个小区面积0.64 hm2。定植5年调查保存率为87%，1997-2002年进行了3次间伐调整，间伐强度为30%左右。2004年，对25年生的林分再次进行了密度调控，根据“间密留稀，留优去劣”的原则，采取下层抚育间伐方式，清除林分中长势较差、非健康树木，并以100株·hm-2为1个梯度，调整为8个密度梯度，除密度100·hm-2的区域外，每个密度梯度重复2～3次作为本次试验的标准地。为使数据真实可靠，每个试验小区的作业面积基本保证在0.5 hm2以上。每个标准地调查株数大于100株。2010年和2012年分别进行了卫生伐，清除病死木(病死木随机分布于每个试验小区，数量不等)，整体间伐强度为5%左右。分别在2004年、2010年、2017年调查胸径。

经过连年的间伐密度调控，对各试验小区进行密度统计(图1)。2017年统计发现，2、3、4、11、17小区的密度没有变化， 5、6、10、12、13、18小区的密度降低1个梯度(100株·hm-2)，1、19小区密度降低2个梯度，14、23、24小区密度降低3个梯度(图2)。

1 m×1 m(22)1.5 m×2 m(23)1.5 m×3 m(24) 80 m➡3 m×3 m(21)3 m×3 m(20)2 m×4 m(19)2 m×3 m(18)2 m×2 m(17)4 m×4 m(16)4 m×4 m(15)3 m×4 m(8)3 m×3 m(9)1 m×4 m(10)1 m×3 m(11)1 m×2 m(12)3 m×3 m(13)3 m×3 m(14)3 m×1 m(7)1 m×1.5 m(6)0.5 m×4 m(5)0.5 m×3 m(4)0.5 m×2 m(3)2.5 m×2.5 m(2)2.5 m×2.5 m(1)

图2 2004年间伐后各试验小区密度变化

2 结果与分析

2.1 不同密度调控对林木胸径生长的影响

根据胸径分散程度(表1)可以看出，2004-2017年，各组内树木胸径的方差逐渐增大，呈上升趋势，说明个体间差异在逐渐加大；从胸径分散峰度看，密度100、300、400、800、900株·hm-2时，峰度略有变化，但多为负值，密度600、700株·hm-2时，峰度在2017年调查时转为正值，但是数值不高，密度500株·hm-2时，峰度由0.38提高到1.32，因此从材积增长和培养大径材综合考虑，500株·hm-2为最佳密度。

从表2可以看出，800株·hm-2的胸径始终较小，900株·hm-2的胸径早期大于700株·hm-2，但逐渐被超过，可见过密林分不利于胸径生长；2004年密度为100株·hm-2的胸径与300株·hm-2差异显著，2010年调查显示差异未扩大，与400株·hm-2差异逐渐变大，说明最小密度保持在300株·hm-2即可，不必过分稀疏。

表1 胸径分散程度

表2 不同密度胸径方差分析

2.2 不同密度调控对林分蓄积生长的影响

2.2.1 不同密度林分蓄积量变化

图3 不同密度2004-2017年间蓄积量变化

从图3可见，900株·hm-2总体蓄积最大，500～800株·hm-2变化不明显，但到400株·hm-2之后出现断层式下降，可见密度不宜小于500株·hm-2。

2.2.2 2004年间伐对其后5年内立木蓄积的影响

图4 2004年间伐蓄积量

2004年间伐强度较大区域伐后密度为400、300株·hm-2(图4)，二者蓄积的变化趋势与间伐强度较小区域的基本一致，未见明显增大趋势(图5)。而密度最小(100株·hm-2)的16小区，蓄积增长趋势最小，可见过于稀疏的林分，对整体蓄积增加反倒不利。

图5 2004-2010年立木蓄积情况

2.2.3 2004-2017年蓄积总量变化

对2004-2017年蓄积总量变化进行分析，2012年间伐量计入2017年蓄积总量。

从图6可以看出，密度变化较小区域的2004-2017年蓄积变化为直线或呈上升趋势， 7个密度梯度的蓄积变化率基本一致；蓄积最大的密度依次为900、500、600、700、800、400、300株·hm-2，蓄积受2004年间伐后影响较大，只有密度700株·hm-2的6小区蓄积增长幅度较大，但与900株·hm-2的12小区相比较，蓄积差由24 m3·hm-2缩小到19 m3·hm-2，缩小幅度并不大；2012年间伐力度较大，密度变化超过两个梯度，区域总体蓄积多呈下降趋势。

注：左图为密度变化较小区，右图为密度变化较大区。图6 2010-2017年蓄积增长情况

3 结 论

3.1 对科尔沁沙地樟子松人工林采取多次下层抚育间伐方式，研究了不同间伐密度对樟子松人工林生长状况的影响。结果表明，从蓄积角度，密度小于500株·hm-2，蓄积出现断层式下降，建议密度不宜小于500株·hm-2；从胸径生长角度，300株·hm-2与100株·hm-2年生长量基本一致，建议最小密度不宜小于300株·hm-2。

3.2 从整体蓄积量、立木蓄积量、单株生长趋势、大径材培养4方面综合分析，密度为500株·hm-2的小区表现最好。密度过大的小区尽管整体蓄积量大于密度小的小区，但单株树木材积生长量小，生长势较弱，不利于培养大径材。