曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000）

章古臺沙地15年生刺榆生長特性研究

曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000）

采用樹干解析法對章古臺沙地15年生刺榆人工林胸徑、樹高、材積生長量進(jìn)行調(diào)查，分析表明：刺榆胸徑快速生長主要集中在4～11 a，樹高快速生長在3～9 a，分別于5 a時達(dá)到最大，材積生長速生期為6～11 a，峰值出現(xiàn)于7 a時。胸徑生長與材積變化規(guī)律比較接近，以胸徑作為材積生長速生期的預(yù)判指標(biāo)相對樹高可靠。在15 a時刺榆材積連年生長量仍大于平均生長量，生長處于穩(wěn)定階段，可持續(xù)發(fā)揮其防護(hù)效能。根據(jù)年齡與胸徑、樹高、材積之間的相關(guān)性，采用二項式進(jìn)行生長方程的擬合，方程顯著性均達(dá)到極顯著水平（p<0.01）。回歸方程為胸徑/年齡y=-0.047x2+1.492x-3.203（R2=0.978）；樹高/年齡y=-0.019x2+0.651x-0.496(R2=0.974)；材積/年齡y=-2.62×10-5x2+0.002x-0.007（R2=0.972）。

刺榆；生長特性；章古臺

刺榆Hemiptelea davidii，又名釘枝榆，榆科刺榆屬落葉小喬木，高可達(dá)10 m，或呈灌木狀，原產(chǎn)中國，朝鮮半島也有分布，歐洲及北美均有栽培，為我國珍稀瀕危樹種[1]。刺榆耐干旱貧瘠，中性或微酸性土壤均能生長，是優(yōu)良的固沙樹種，作為伴生樹種能與樟子松、油松等樹種進(jìn)行混交[2]。遼寧省固沙造林研究所于2001年，從其天然分布區(qū)內(nèi)蒙古吉爾嘎朗地區(qū)引進(jìn)苗木，在章古臺萬畝林實驗區(qū)開展了刺榆小規(guī)模造林試驗，營建各類人工林面積10 hm2。經(jīng)過10余年觀察，其生長穩(wěn)定，尤其在應(yīng)對極端氣候條件及抗病蟲害等方面表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性[3]。目前，針對沙地刺榆生長特性的相關(guān)研究較少，本文通過對15年生刺榆生長特性的研究，探究其生長規(guī)律，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和理論支持。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于遼寧省彰武縣章古臺鎮(zhèn)(121°53'～ 122°29'E，42°43'～42°52'N)，該地處科爾沁沙地東南緣，屬亞濕潤干旱區(qū)森林草原氣候，平均海拔227 m，年均降水量為450～500 mm，年均蒸發(fā)量l 570 mm，年均氣溫6.1℃，無霜期154 d，≥10℃年有效積溫2 800～3 200℃。土壤類型以風(fēng)沙土為主，由河流沖積物形成。區(qū)內(nèi)植被是以樟子松、油松等為主的針葉固沙林，林下有少量伴生植物，包括小葉鼠李Rhamnus parvifolia、家榆Ulmus pumila、桑樹Morus alba、胡枝子Lespedeza bicolor、南蛇藤Celastrus orbiculatus、白蘞Ampelopsis japonica、小葉錦雞兒Caraganamicrophylla、山里紅Crataegus pinnatifida、小葉樸Celtis bungeana、小葉楊Populus simonii等[4]。

2 研究方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

研究地林分位于遼寧省固沙造林研究所章古臺萬畝林實驗區(qū)（2林班），為刺榆純林，立地類型為平緩沙地，2001年造林，造林時選用1年生實生苗，株行距3 m×3 m，定植當(dāng)年進(jìn)行1次除草撫育，而后以粗放管理為主，期間未經(jīng)間伐調(diào)控密度。2015年，在刺榆林分內(nèi)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地1塊，面積660 m2，對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有樹木進(jìn)行每木檢尺，測定胸徑、樹高（表1）。

表1 刺榆林分基本情況

2.2 生長量調(diào)查

對刺榆生長量的調(diào)查采用樹干解析法，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選取3株平均木進(jìn)行樹干解析，采用1 m區(qū)分段，分別在樹高5 cm（0號盤）、0.5 m、1.3 m（胸徑盤）、1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m、5 m（梢底盤）處截取圓盤。按照解析木技術(shù)要點進(jìn)行操作，計算解析木胸徑、樹高、材積的總生長量、平均生長量、連年生長量。

圖1 刺榆胸徑總生長量

2.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS20.0軟件對獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)生長方程的擬合及顯著性檢驗。

3 結(jié)果與分析

3.1 胸徑生長過程

由圖1、2可知，刺榆在所測的年齡范圍內(nèi)，從第4年開始胸徑生長快速增加，5～7 a時，連年生長量和平均生長量達(dá)到最大，連年生長量最大值出現(xiàn)在5 a時，為1.23 cm，平均生長量最大值出現(xiàn)在7 a時，為0.80 cm，而后隨年齡增加連年生長量和平均生長量增長速度開始減緩。9～11時，連年生長量仍保持在0.50 cm以上增長。11后胸徑生長開始逐漸下降，連年生長量與3 a時接近，為0.30 cm左右。刺榆胸徑生長主要集中在前中期為4～11 a。

圖2 刺榆胸徑平均、連年生長量

3.2 樹高生長過程

由圖3、4可知，刺榆樹高生長主要集中在前期，3～7 a時連年生長量均在0.40 m以上，表明高生長進(jìn)入快速生長階段，高峰值出現(xiàn)在5 a時，為0.65 m，平均生長量在7 a時達(dá)到最大為0.53 m。 7～9 a時，連年生長量和平均生長量趨緩。9 a后高生長開始明顯下降，平均生長量比較平緩減小，連年生長量急劇下降，至第15年時達(dá)到最低，僅為0.04 m。

圖3 刺榆樹高總生長量

圖4 刺榆樹高平均、連年生長量

3.3 材積生長過程

從圖5、6可看出，刺榆材積生長量隨年齡增加逐漸增加，在6 a時開始迅速增加，至11 a時，連年生長量一直呈現(xiàn)快速增長趨勢，在7 a時達(dá)到峰值，為0.002 m3。11 a后增長速度明顯減緩并逐漸趨于穩(wěn)定，在15 a時材積連年生長量與平均生長量比較接近，分別為0.001 3 m3和0.001 2 m3，連年生長量仍大于平均生長量，表明材積生長仍處于穩(wěn)定生長階段。

圖5 刺榆材積總生長量

圖6 刺榆材積平均、連年生長量

3.4 生長方程擬合

從圖1、3、5可看出，15年生刺榆胸徑、樹高、材積總生長量與年齡呈標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系。在所測年齡范圍內(nèi)，以年齡為自變量，胸徑、樹高、材積為因變量，采用二項式建立回歸方程[5-6]，見表2。方程擬合精度和預(yù)測精度均較高，較為適合章古臺地區(qū)15 a以內(nèi)林齡現(xiàn)有刺榆林分胸徑、樹高、材積的生長預(yù)測。

表2 15年生刺榆胸徑、樹高、材積與年齡的回歸方程

4 結(jié)論與討論

4.1 通過對刺榆胸徑、樹高和材積生長過程的分析，胸徑快速生長主要集中在4～11 a，樹高快速生長在3～9 a，連年生長量均于第5年時達(dá)到最大為1.23 cm和0.65 m。材積生長速生期為6～11 a第7年出現(xiàn)峰值，為0.002 m3。胸徑生長變化規(guī)律與材積生長比較接近，以胸徑作為材積生長速生期的預(yù)判指標(biāo)相對樹高可靠。

4.2 刺榆在章古臺地區(qū)15 a時，材積連年生長量仍大于平均生長量。表明在現(xiàn)行密度條件下，材積連年生長量與平均生長量比較接近，說明刺榆材積生長在15 a時處于穩(wěn)定階段，仍能發(fā)揮其防護(hù)功能。受所調(diào)查林分林齡所限，刺榆的防護(hù)成熟齡為何時，有待今后研究。

4.3 章古臺地區(qū)15 a刺榆人工林胸徑、樹高和材積與年齡的生長方程，決定系數(shù)（R2）均高達(dá)0.97以上，達(dá)到極顯著水平（p<0.01），較為適合該地區(qū)林齡15 a以內(nèi)現(xiàn)有刺榆林分胸徑、樹高、材積的生長預(yù)測。對于模型在其它地域的適用性仍有待進(jìn)一步驗證。

［1］馬毓泉，富象乾，陳山，等.內(nèi)蒙古植物志［M］.2版.呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1990：115-116.

［2］焦樹仁，曹文生，李玉航，等.章古臺沙地造林樹種選擇試驗［J］.防護(hù)林科技，2013，（2）：6-9.

［3］曹文生，焦樹仁，王國晨，等.章古臺造林樹種引種與鄉(xiāng)土樹種對比栽培試驗［J］.防護(hù)林科技，2005，（1）：14-17.

［4］孟鵬.章古臺沙地37年生赤松和樟子松生長特性研究［J］.遼寧林業(yè)科技，2013，（5）：20-23.

［5］馬豐豐，賈黎明.林分生長和收獲模型研究進(jìn)展［J］.世界林業(yè)研究，2008，21（3）：21-27.

［6］張建國，段愛國.理論生長方程與直徑結(jié)構(gòu)模型的研究［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.

（責(zé)任編輯：苑 輝）

S758.2；S792.19

A

1001-1714（2017）02-0041-03

2016-11-07

遼寧省科學(xué)技術(shù)計劃項目（2015103024）。

曹宇（1983-），男，工程師，現(xiàn)從事沙地生態(tài)修復(fù)方面研究。E-mail：18741846927@163.com。