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(huì)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(jí)無(wú)節(jié)材市場(chǎng)需求旺盛。為了滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，優(yōu)質(zhì)高效的培育大徑級(jí)無(wú)節(jié)材，本研究以優(yōu)良速生鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種西南樺的密度試驗(yàn)林和修枝試驗(yàn)林為研究對(duì)象，調(diào)查分析其生長(zhǎng)表現(xiàn)、干形特征對(duì)造林密度和修枝強(qiáng)度的響應(yīng)，探究不同修枝強(qiáng)度對(duì)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(duì)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(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究結(jié)果將為西南樺及相關(guān)樹(shù)種的大徑級(jí)無(wú)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(guò)對(duì)11年生西南樺密度試驗(yàn)林的生長(zhǎng)表現(xiàn)和樹(shù)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(shù)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(zhǎng)、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(shì)。高造林密度還顯著的降低了林分內(nèi)大徑級(jí)(20 cm≤DBH＜25 cm)，增加了林分內(nèi)小徑級(jí)(10 cm≤ DBH＜15cm)西南樺單株所占比率。但是對(duì)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(shì)，當(dāng)造林密度為1667株/hm2時(shí)，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(duì)于西南樺尖削度來(lái)說(shuō)，雖然造林密度對(duì)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(shì)。
　　2.對(duì)以上西南樺密度試驗(yàn)林內(nèi)平均木進(jìn)行樹(shù)干解析，分析其胸徑、樹(shù)高、材積的生長(zhǎng)過(guò)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(shù)高和材積生長(zhǎng)過(guò)程基本相似，造林后都是一個(gè)先上升后逐漸

5、下降的過(guò)程，但是胸徑生長(zhǎng)旺盛期(胸徑連年生長(zhǎng)量大于1.5 cm)和材積生長(zhǎng)旺盛期（材積連年生長(zhǎng)量大于0.015m3）的持續(xù)時(shí)間受造林密度影響巨大，即造林密度高的林分，其生長(zhǎng)旺盛期要明顯短于低造林密度的林分，且在連年生長(zhǎng)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(kāi)始顯著變緩，而其它處理則多推遲至8年生以后，說(shuō)明3333株/hm2處理在6年生時(shí)即需要進(jìn)行間伐，1667和1111株/hm2處理則需在8年生時(shí)進(jìn)行間伐

6、，其余處理隨密度減小間伐時(shí)間依次推后。不同密度處理間樹(shù)高連年與平均生長(zhǎng)量曲線交叉的年齡均為5～6年，而11年生時(shí)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(zhǎng)量存在明顯差異。
　　3.西南樺樹(shù)冠內(nèi)枝條發(fā)育與造林密度緊密相關(guān)，樹(shù)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(shì)，樹(shù)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(shù)冠中的相對(duì)高度的增加而顯著減小。造林密度對(duì)于樹(shù)冠內(nèi)枝條總數(shù)量、活枝數(shù)量和死枝數(shù)量均無(wú)明顯影響，樹(shù)冠內(nèi)枝條總數(shù)量為50個(gè)左右，其中死枝和活枝數(shù)量基本均等。但是樹(shù)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(huì)顯著增加枝條的死亡率，但對(duì)于枝條分枝角度沒(méi)有明顯的影響。樹(shù)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(duì)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(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)。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(shí)間在兩年左右，但隨著造林密度的增加，枝條愈合所需時(shí)間逐漸降低。樹(shù)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(shì)。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(méi)有顯著的差異。同樹(shù)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?；旌闲?yīng)模型顯示枝條愈合所需時(shí)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(shì)變得極緩。除此之外，枝條愈合時(shí)間還與樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速率有關(guān)，樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速率越快，枝條愈合所需時(shí)間越短。
　　

10、5.通過(guò)對(duì)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(zhǎng)、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(zhǎng)會(huì)受到明顯抑制，且隨著修枝強(qiáng)度的增加，影響越大，而對(duì)于西南樺的樹(shù)高和單株材積，不同處理間并無(wú)明顯差異。修枝對(duì)于西南樺的胸高形率、尖削度指數(shù)等無(wú)顯著的影響。西南樺林分的總體感蟲(chóng)率和受害單株蟲(chóng)口數(shù)與修枝強(qiáng)度亦無(wú)明顯相關(guān)性，但是修枝段的感蟲(chóng)率和蟲(chóng)口數(shù)均明顯低于對(duì)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(chóng)率與對(duì)照組差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05);而且使擬木蠹蛾在樹(shù)干上的集中分布段提升1.5m以上。盡管修枝無(wú)益于在林分水平上有效解決西南樺擬木蠹蛾為害問(wèn)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(duì)照組相對(duì)應(yīng)區(qū)段的節(jié)疤解剖，測(cè)量并建立混合效應(yīng)模型對(duì)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(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明人工修枝對(duì)于縮短枝條愈合所

12、需時(shí)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(zhǎng)度差異均未達(dá)顯著水平?；旌闲?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(zhǎng)度決定，且自然整枝后死枝殘樁長(zhǎng)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(zhǎng)。除此之外，人工修枝和自然整枝后枝條愈合所需時(shí)間亦均隨樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速率的增加而顯著縮短。節(jié)疤處木材的變色和腐爛長(zhǎng)度亦隨

13、愈合所需時(shí)間的增加而增大。由此可見(jiàn)，控制枝條大小及提升樹(shù)干直徑生長(zhǎng)速率是實(shí)現(xiàn)高效培育大徑級(jí)無(wú)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(jí)無(wú)節(jié)材高效培育，其一是通過(guò)適度增加西南樺的造林密度控制枝條大小，而后對(duì)林分實(shí)施撫育間伐促進(jìn)林木的生長(zhǎng)及節(jié)疤愈合，減小節(jié)疤引起的缺陷;其二是對(duì)西南樺進(jìn)行較低密度造林，促進(jìn)林木的早期生長(zhǎng)以及減少后期間伐的成本，然后通過(guò)人工修枝控制枝條大小，促進(jìn)節(jié)疤的