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枝条的数量、基径、长度等在一定程度上决定着木材的质量和等级[1]。因此,研究枝条的发育规律对于提升木材质量具有重要作用,也已逐渐成为研究的热点[2-3]。大量研究结果表明,枝条的分布和生长规律与林分密度调控技术密切相关。欧阳红旗等[4]的研究结果表明,密度对猕猴桃枝条产量、基部直径具有显著影响,但对枝条长度的影响不明显;王志海等[5]研究表明,密度对米老排枝条的大小影响显著,高密度会显著抑制枝条的生长;章志都等[6]对林分密度对山桃树冠影响的研究结果表明,林分密度对1级侧枝的树冠形态参数影响显著。类似研究还有很多,也均表明林分的密度与枝条的生长密切相关[7-8]。
杉木 (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.) 是我国南方特有的优良速生树种,具有速生丰产、材干通直、适应性强、经济效益高等优点[9-10]。抚育间伐是杉木人工林培育的主要营林措施之一,通过降低林分密度,改善林分内的光照、温度、湿度、土壤等环境条件,从而促进林分保留木的生长[11]。抚育间伐对杉木生长的影响已开展了大量的研究[12-13],而对于抚育间伐对枝条发育的影响研究较少。本研究以福建省沙县官庄国有林场的9年生杉木间伐密度试验林为研究对象,探究了不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响,以期为提高杉木人工林无节材培育提供参考。
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试验林设置在福建省沙县官庄国有林场,林场为闽西北低山丘陵地带,海拔高平均在200~800 m左右;气候温和,土层深厚,土壤肥沃,土壤以红壤为主且腐殖质含量较多,并分布有黄红壤;林下植被以冬青(Ilex chinensis Sims)、粗叶榕(Ficus hirta Vahl)、傅氏凤尾蕨(Pteris fauriei Hieron)等为主。
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该试验林分于2009年完成造林,造林密度均为3 250株·hm−2,面积均为20 m × 20 m。为保证试验的准确性,试验林分的坡位、坡度、土壤条件相对一致,采用完全随机区组设计,设置间伐后高林分保留密度(H:2 250株·hm−2)、中林分保留密度(M:1 800株·hm−2)、低林分保留密度(L:1 200株·hm−2)3种处理,每个处理3个重复。试验林地立地指数均为18 m,并于2017年 (林龄为9 a)完成间伐处理。
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2023年对杉木人工林进行每木检尺,各间伐后的林分保留密度杉木人工林特征如表1。
间伐后的林分保留密度/(株·hm−2)
Stand retention density after thinning平均胸径/cm
Average DBH平均树高/m
Average tree HH ( 2 250) 17.35 ± 0.22 c 13.54 ± 0.08 a M ( 1 800) 18.23 ± 0.2 b 13.42 ± 0.07 a L ( 1 200) 19.57 ± 0.29 a 13.63 ± 0.08 a Table 1. Basic characteristics of 14-year-old Chinese fir stand after thinning
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根据试验林林分的胸径和树高,在每个样地选取1株远离林缘的标准木。按照2 m区分段,记录一级枝条的状态。死枝测量时,在标准木树下铺设篷布,使用测高杆测量着生高度,使用修枝剪从基部剪下死枝,测量基径、枝长、目测方位角。标记北线将标准木伐倒,测量活枝的着生高度、基径、枝长、分枝角、方位角。枝条基径用游标卡尺测量,枝长用卷尺测量,分枝角用角度尺测量,方位角分为8个区域,以正北为0度,正东为90度,间隔45°为1个区域,目测枝条的方位区间。
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从9株样木采集的数据,利用Excel进行数据的初步处理,采用SPSS统计软件对相关数据进行统计。
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由图1可知,死枝枝下高均在2~4 m范围内,活枝枝下高均在6~9 m范围内。枝下高随间伐后的林分保留密度的增大而增大,各处理间杉木死枝、活枝枝下高均表现为H>M>L,经方差分析结果表明,各间伐后的林分保留密度处理间差异均不显著(P>0.05),说明间伐后低的林分保留密度会降低死枝和活枝的枝下高。
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由表2可知,间伐后的林分保留密度对杉木枝条总量、死枝、活枝、树干垂直高度8 m以下,树干垂直高度8 m以上枝条数量的影响表现为随林分保留密度的减小而增大,均为L>M>H,且经方差分析结果表明活枝、总枝条、树干垂直高度8 m下枝条数量L显著高于M、H(P<0.05)。间伐后的林分保留密度对枯枝率的影响表现为随间伐后的林分保留密度的减小而减小,表现为H>M>L,但并未表现出显著性差异(P>0.05)。表明低的林分保留密度会显著促进活枝、总枝条和8 m下枝条的数量,同时降低林木枯枝率。
处理
Processing枝条数量 Branch number/个 枯枝率/%
Dead branch rate死枝
Dead活枝
Live总量
Total8 m以下
Below 8 meters8 m以上
More than 8 metersH 52.67 ± 3.28 a 60 ± 3.79 b 112.67 ± 5.33 b 52.67 ± 3.28 b 65.67 ± 3.48 a 46.76 ± 1.96 a M 54 ± 3.61 a 62.33 ± 3.38 b 116.33 ± 5.93 b 54 ± 3.61 b 67 ± 3.79 a 46.38 ± 1.6 a L 60.33 ± 2.19 a 83 ± 4.36 a 143.33 ± 4.91 a 67 ± 4.16 a 76.33 ± 2.19 a 42.15 ± 1.59 a 注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
Note: different lowercase letters in the same column indicate significant difference (p < 0.05) .Table 2. Effect of different stand retention density after thinning on the number of branches
-
由图2可知,枝条基径随间伐后的林分保留密度的减小呈现出逐渐增大的趋势,表现为L>M>H,且L显著大于H(P<0.05),死枝枝长与间伐后的林分保留密度间的关系表现为L>H>M,未表现出规律性影响,活枝枝长与间伐后的林分保留密度间的关系表现为随间伐后的林分保留密度的降低而增大,表现为L>M>H,且活枝与死枝的枝长均表现为L的枝长显著大于H(P<0.05),分枝角表现为L>M>H。方差分析结果显示:死枝基径和枝长的线性关系(图3)弱于活枝,活枝枝条基径(x)和枝长(y)呈明显的线性相关(图4),可用y=a + bx表示。低间伐后的林分保留密度可显著促进基径和枝长的生长。
Figure 2. Effect of different stand retention density after thinning on basal diameter, branch length and branch angle
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由表3可知,各间伐后的林分保留密度的林木的死枝枝条均出现在树干垂直高度2 m以上。在树干垂直高度8 m下,死枝枝条的基径和枝长随着高度的上升而增大。均表现为6 m以上的枝长与基径显著高于6 m以下,数量也在6~8 m时达到最大值,8 m之后死枝枝条的数量显著下降,L在8 m以上未出现死枝。由表4可知,间伐后的不同林分保留密度中,H、M的活枝均出现在8 m以上,L的活枝出现在6 m以上,表明间伐后低的林分保留密度能降低林木的枝下高。3种间伐后的林分保留密度活枝的基径、枝长与分枝角随高度的增加而减小,H、M处理中活枝的数量表现为随高度的增加而增加,并表现出显著差异(P<0.05),L处理中活枝数量在10~12 m区间出现不显著降低。
分枝特征
Branching characteristics处理
Processing高度区间 Height interval/m 2~4 4~6 6~8 8~10 基径/mm
Base diameterH 14.09 ± 0.73 ab 13.36 ± 0.51 b 15.54 ± 0.51 a 14.78 ± 0.6 ab M 13.7 ± 0.5 b 13.26 ± 0.39 b 15.89 ± 0.55 a 17.49 ± 1.56 a L 12.99 ± 0.46 b 16.97 ± 0.59 a 17.55 ± 0.76 a - 枝长/cm
The branches lengthH 109.89 ± 9.52 b 128.73 ± 9.86 ab 146.91 ± 5.87 a 141.67 ± 5.38 a M 100.12 ± 8.07 c 103.35 ± 7.6 c 138.22 ± 6.54 b 171.2 ± 15.76 a L 100.43 ± 8.29 b 159.57 ± 6.71 a 156.41 ± 7.91 a - 枝条数量/个
Branch numbersH 9.33 ± 0.33 c 15 ± 1.53 b 22.67 ± 2.19 a 5.67 ± 0.33 c M 14 ± 1 a 17.33 ± 1.2 a 18 ± 1.53 a 4.67 ± 0.88 b L 18 ± 1.15 b 25 ± 1.53 a 17.33 ± 0.67 b - 注:同行不同小写字母表示显著差异(P<0.05),下同。
Note: Different lowercase letters in the same line showed significant difference (p < 0.05) ,The same below.Table 3. The vertical distribution of dead branches of Chinese fir with different stand retained density after thinning
分枝特征
Branching characteristics处理
Processing高度区间 Height interval/m 6~8 8~10 10~12 12~14 基径/mm
Base diameterH — 23 ± 0.77 a 16.54 ± 0.61 b 10.45 ± 0.34 c M — 21.02 ± 0.99 a 18.53 ± 0.65 b 14.46 ± 0.44 c L 24.92 ± 0.72 a 22.1 ± 0.43 b 20.8 ± 0.72 b 11.77 ± 0.47 c 枝长/cm
The branches lengthH — 188.76 ± 5.89 a 114.14 ± 3.85 b 57.71 ± 2.89 c M — 174.61 ± 6.38 a 132.41 ± 4.42 b 76.97 ± 3.51 c L 215.5 ± 4.79 a 181.72 ± 4.18 b 125.66 ± 4.4 c 58.33 ± 3 d 分枝角/(°)
Angle of branchesH — 61.18 ± 1.32 a 52.21 ± 2.15 b 53.62 ± 1.78 b M — 69.82 ± 1.76 a 63.49 ± 1.69 b 60.56 ± 1.44 b L 67.65 ± 1.39 ab 63.35 ± 0.93 bc 70.61 ± 1.78 a 59.67 ± 1.86 c 枝条数量/个
Branch numbersH — 11 ± 0.58 c 21.33 ± 2.19 b 27.67 ± 2.33 a M — 10.33 ± 0.88 c 23 ± 1.73 b 29 ± 2 a L 6.67 ± 2.73 c 23.33 ± 1.2 b 22.33 ± 2.03 b 30.67 ± 1.86 a Table 4. The vertical distribution of living branches of Chinese fir with different stand retention densities after thinning
-
由表5可知,通过分析不同间伐保留密度的不同方位的枝条基径、长度、分枝角和枝条数量的分布规律得知:H、M处理中死枝枝条基径与枝条长度在90°~225°的南部区域达到最大值,最大基径分别为17.7 mm、16 mm,最大枝长分别为177.9 cm、144.96 cm,L的死枝基径与枝条长度未表现出规律性差异,分布较为均匀,最大基径为16.54 mm,最大枝长为155.24 cm。H、M、L的死枝数量最大值出现在0°~180°的东部区域,H为11.67个,M为11个,L为11.33个。由表6可知,H、M、L处理中活枝枝条基径、长度与分枝角的最大值均出现在90°~225°的南部区域。H、M、L的基径最大值分别为16.95 mm、19.96 mm、20.5 mm,枝长最大值分别为116.32 cm、134.21 cm、143.25 cm,分枝角的最大值分别为59.82°、68.71°、67.56°。H、M、L活枝数量最大值分别为10.33个、10.67个、11.67个。
分枝特征
Branching
characteristics处理
Processing方位区间 Azimuth range/(°) 0~45 46~90 91~135 136~180 181~225 226~270 271-315 316-360 基径/mm
Base diameterH 13.72 ±
0.49 b13.65 ±
0.78 b17.7 ±
1.41 a16.96 ±
0.97 a15.16 ±
0.73 ab13.61 ±
0.82 b12.62 ±
0.46 b13.56 ±
1.11 bM 13.16 ±
0.77 ab14.85 ±
0.78 ab16 ±
0.71 a15.22 ±
0.58 ab15.97 ±
1.03 a15.23 ±
1.35 ab13.52 ±
1.11 ab12.75 ±
0.9 bL 16.49 ±
1.01 a16.11 ±
1.06 a16.53 ±
1.08 a15.75 ±
0.93 a16.46 ±
0.84 a16.54 ±
1.19 a13.05 ±
0.79 a15.31 ±
1.33 a枝长/cm
The branches lengthH 109.1 ±
7.97 bc124.67 ±
11.12 bc168.6 ±
10.03 a177.9 ±
13.15 a148.01 ±
8.11 ab130.07 ±
9.96 bc98.52 ±
11.41 c127.9 ±
17.09 bM 102.94 ±
10.9 a114.16 ±
10.77 a144.96 ±
9.82 a129.41 ±
8.64 a143.12 ±
14.99 a111.57 ±
19.87 a103.03 ±
16.98 a102.66 ±
14.67 aL 149.21 ±
16.13 a146.6 ±
13.35 a139.01 ±
10.8 ab145.63 ±
14.1 a140.43 ±
13.55 ab155.24 ±
13.03 a100.89 ±
11.55 b138.81 ±
14.6 ab枝条数量/个
Branch
numbersH 11.67 ±
1.2 a7.33 ±
0.33 b3.33 ±
0.88 c7.67 ±
1.2 b9.33 ±
0.67 ab7 ±
1.15 b4.33 ±
0.33 c2 ±
0.58 cM 9 ±
1.53 ab11 ±
1.53 a6.67 ±
0.33 ab10.33 ±
2.6 a5.67 ±
0.88 bc2 ±
0.58 c4.67 ±
0.67 bc4.67 ±
1.2 bcL 6 ±
0.58 bc7.33 ±
0.88 bc11.33 ±
1.33 a8.67 ±
0.88 ab7.67 ±
1.45 bc6.33 ±
0.88 bc5 ±
0.58 c6.33 ±
1.33 bcTable 5. The distribution of dead branches of Chinese fir with different thinning densities
分枝特征
Branching
characteristics处理
Processing方位区间 Azimuth range/(°) 0~45 46~90 91~135 136~180 181~225 226~270 271-315 316-360 基径/mm
Base diameterH 13.25 ±
1.55 ab12.23 ±
1.42 b13.48 ±
1.68 ab16.95 ±
1.16 a15.91 ±
1.33 ab16.43 ±
1.19 ab15.05 ±
0.94 ab13.16 ±
1.2 abM 16.32 ±
0.94 ab16.81 ±
1.38 ab19.96 ±
2.65 a18.38 ±
1.23 ab17.4 ±
0.76 ab16.12 ±
1.34 b17.16 ±
0.8 ab15.93 ±
0.62 bL 18.5 ±
1.23 ab18.84 ±
1.53 ab16.73 ±
1.4 ab20.5 ±
1.02 a17.69 ±
1.22 ab15.92 ±
1.12 b16.65 ±
1.03 ab19.48 ±
1.14 ab枝长/cm
The branches lengthH 83.39 ±
12.12 b78.5 ±
12.26 b79.76 ±
8.35 b111.48 ±
11.05 ab116.32 ±
13.34 ab122.06 ±
12.52 a103.19 ±
10.04 ab90.14 ±
8.46 abM 105.57 ±
9.64 a119.75 ±
10.81 a134.21 ±
18.87 a113.9 ±
10.91 a110.68 ±
9.17 a109.19 ±
12.31 a116.04 ±
9.18 a111.25 ±
7.76 aL 114.83 ±
11.07 abc137.35 ±
13.67 ab99.45 ±
14.74 c143.25 ±
10.64 a119.21 ±
10.68 abc104.59 ±
10.62 bc119.87 ±
10.66 abc141.81 ±
11.43 a分枝角/(°)
Angle of branchesH 49.41 ±
4.18 ab53 ±
4.15 ab56.52 ±
2.61 ab59.82 ±
3.61 a57.44 ±
2.89 ab57.11 ±
2.68 ab52.2 ±
2.57 ab47.26 ±
3.43 bM 64.79 ±
2.32 a66.25 ±
3.46 a68.71 ±
3.82 a61.67 ±
3.49 a64.29 ±
2.53 a60.06 ±
2.96 a59.4 ±
1.99 a63.2 ±
2.26 aL 65.82 ±
3.54 ab58.72 ±
2.01 b61.4 ±
2.74 ab66.14 ±
2.11 ab67.56 ±
1.96 a64.12 ±
2.67 ab60.79 ±
2.81 ab66.37 ±
2.38 ab枝条数量/个
Branch numbersH 6 ±
0.58 cde5 ±
0.58 e5.67 ±
0.88 de9 ±
1.53 ab8.33 ±
0.88 abcd10.33 ±
0.33 a8.67 ±
1.2 abc7.33 ±
0.33 bcdeM 7 ±
0.58 bc6.67 ±
0.67 bc4.67 ±
0.33 c6.67 ±
0.33 bc9.67 ±
0.88 a8.67 ±
0.88 ab8.33 ±
1.33 ab10.67 ±
0.88 aL 11.67 ±
0.88 ab8.67 ±
0.67 cd6.67 ±
0.33 d12.33 ±
0.88 ab13.33 ±
1.2 a9.67 ±
0.88 bc10.33 ±
0.88 bc10.67 ±
0.88 abcTable 6. The horizontal distribution of the living branches of Chinese fir with different stand retained density after thinning
Effects of Different Thinning Retention Densities on Branch Growth of Chinese Fir Plantations
- Received Date: 2023-04-06
- Accepted Date: 2023-10-23
- Available Online: 2024-04-01
Abstract: