五台山华北落叶松水源涵养林密度结构与生长动态

五台山华北落叶松水源涵养林密度结构与生长动态张光灿1,周泽福1,2,刘霞1 ,张淑勇2,陈建1,韩炜1,李延孝1(11山东农业大学林学院水土保持系,271018,山东泰安;21中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育实验室,100091,北京)摘要　为探索华北落叶松水源涵养林的立地适应性和密度合理性,在山西省五台山水源涵养林区,利用标准木树干解析法,对10年生华北落叶松2种密度(2600和3500株・hm -2)的人工林生长过程和直径分布进行研究。

结果表明:1)2种林分树高生长量基本相同,几乎不受密度变化的影响;林木直径和立木材积生长过程差别较大;低密度林分的生长状况和密度结构优于高密度林分。

2)2种林分直径分布的偏度系数(S k )差别较大;低密度林分S k =0101,接近正态分布,密度结构基本合理;高密度林分S k =0145,偏离正态分布,林木密度偏大。

2种林分直径分布的峰度系数(K )相差不大(分别为-0164和-0174),密度因素对林木分化的作用较小。

3)低密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量逐年增加,没有受到密度的影响;高密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量从6年生开始明显下降。

4)华北落叶松人工林的林龄为10年生时,合理密度约2600株・hm -2;若不考虑10年生之前的间伐利用,可以作为人工造林合理的初植密度。

关键词　华北落叶松;水源涵养林;林木生长量;直径分布;林分密度收稿日期:20060914　修回日期:20061218项目名称:国家“十五”科技攻关课题“退耕还林工程区华北石质山地植被恢复与复合经营研究技术与示范”(2001BA510B0404);山东省水利厅生态修复工程科技探索项目“水土保持生态修复工程效益监测与评价研究”第一作者简介:张光灿(1963—),男,博士,教授,博士生导师。

主要研究方向:林业生态工程、矿山土地复垦。

E 2mail :zhgc @责任作者简介:刘霞(1971—),女,博士,副教授。

主要研究方向:小流域综合治理、水土保持生态修复。

E 2mail :liuxia @sdau.Density structure and grow th dynamics of Larix Principis 2rupprechtii standfor w ater resource conservation in Wutai Mountain region in Shanxi ProvinceZhang G uangcan 1,Zhou Z efu 1,2,Liu X ia 1,Zhang Shuy ong 2,Chen Jian 1,Han Wei 1,Li Y anxiao 1(11Department of S oil and W ater C onservation ,C ollege of F orestry ,Shandong Agricultural University ,271018,T ai ’an ,Shandong ;21Research Institute of F orestry ,CAF ,Laboratory of T ree Breeding and Cultivation ,S tate F orestry Administration ,100091,Beijing :China )Abstract T o search after the adaptability on site and suitability on density of Larix Principis 2rupprechtii Mayr.stand for water res ource conservation ,the growth process and diameter distribution characteristic of Lar 2ix Principis 2rupprechtii Plantation in 10years old were studied using stem analysis method of sam ple tree ,which had tw o density structures (one was 2600per hm 2,the other was 3500per hm 2)in water conservation forest region of Wutai M ountain in Shanxi Province.The results showed that :1)The tree height growth of tw o kind of forests were the same basically ,and it was alm ost not affected by density.But the growth process of diameter and timber v olume had great distinction.The growth status and its density structure of low density forests were superior to the high density forests.2)The skewness (S k )of diameter distribution had great dis 2tinction.The S k (was 0101)of low density forests approached to normal distribution ,the density structure was reas onable ,while the S k (was 0145)of high density forest was partial to normal distribution ,the density struc 2ture was on the high side.The kurtosis (K )of tw o forests (one was -0164,the other was -0174)had little2007年2月5(1):16中国水土保持科学Science of S oil and Water C onservationV ol.5　N o.1Feb.2007distinction and the density factor had little function to forest polarization.3)The growth of diameter at breast height,timber v olume and trunk stock of low density forests increased year after year without effect of density. But the growth of high density forests had declined from since6years old,which was restricted by high densi2 ty.4)The reas onable density of Larix Principis2rupprechtii Plantation about10years old was2600per hm2,if the utilization of double cutting was not considered,it is als o the reas onable planting density.K ey w ords　Larix Principis2rupprechtii Mayr.;forest for water res ource conservation;stand growth;diameter distribution;stand density 被称为“华北屋脊”的五台山,是世界著名的佛教圣地及旅游胜地,也是山西省乃至海河流域的重要水源地之一。

由于人类不合理的频繁活动及其他原因,天然林资源遭到严重破坏,取而代之的是次生林和人工林植被,水源涵养作用及其他防护功能大大降低[14]。

为尽快提高植被的生态功能,先后实施天然林保护、退耕还林、生态修复等以植被恢复与重建为核心的水土保持生态建设工程[57],主要措施包括植树造林、封山育林、抚育更新和次生林改造等[89]。

华北落叶松(Larix Principis2rupprechtii Mayr.)作为主要造林树种之一,目前所形成的大面积人工林,具有重要的水土保持和水源涵养等生态作用;但由于受不合理造林技术与粗放管理技术的影响,较多林分开始出现生长衰退、生态功能降低的现象,而初植密度过大、成林密度偏高、超出了林地承载能力[1011]是重要原因之一,因此,合理调控密度结构已成为保证林分生长稳定和功能高效的关键技术[12]。

但迄今为止,有关华北落叶松的研究,多数集中在速生丰产用材林培育技术方面[1315],涉及水源涵养林及其他生态公益林的研究很少,尤其缺乏合理造林密度与成林密度的研究。

为此,对华北落叶松(10年生)水源涵养林的密度结构与生长动态进行研究,探索其立地适应性和密度合理性,以期为五台山地区华北落叶松水源涵养林的密度管理提供数据参考和理论依据。

1　研究区概况研究区位于山西省五台山森林经营局门限石林场(E113°10′～113°50′,N38°40′～39°15′)的南梁沟小流域。

海拔1400～2200m,年均降水量为560～650mm,降水分配不均,多集中在7—9月份,干燥度1142,相对湿度50%～60%。

年均气温618℃左右,≥10℃年积温3000～3600℃,无霜期120～130d。

土壤种类以山地棕壤和淋溶褐土为主,有机质含量7%～15%,pH值615～710。

植被类型变化明显,具有森林与草原过渡性的特点。

优势植物乔木以华北落叶松、白桦(Betula platylla)、山杨(Populus davidi2 ana)为主(多为天然次生林);灌木以胡枝子(Les2 pedeza bicolor)、六道木(Abelia biflora)、绣线菊(Spi2 raea tuilobata)为主;草本植物主要有披针苔草(Carex lanceolata)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)类等[1617]。