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秃杉幼林生长对修枝强度的效应探究

王家喜
  
天韵媒体号
2025年13期
云南省文山州马关县金城国有林场

摘要:本文探讨了修枝强度对秃杉幼林生长的影响,通过试验分析不同修枝强度下幼林的生长响应,揭示了不同的修枝程度对树高与胸径增长、冠幅与枝条特性及生物量积累的积极作用,并探讨了生理生态机制,为秃杉大径材培育提供了理论依据和技术参考。

关键词:秃杉;修枝强度;林木生长;树冠生长

修枝作为一种人工干预手段,去除树冠底部枯萎及部分活跃枝条,优化树木内部物质在干、枝、叶间的合理分配,是培育出树干形态优良、经济价值显著的无节优质木材的关键技术环节。秃杉被誉为“林木之王”,在中国南方地区作为优质用材林树种备受推崇。尽管国内外对秃杉的天然种群特性、引种试验、种子来源筛选、育苗技术及造林实践等方面进行了广泛探索,但针对其修枝效应的研究尚属空白[1]。因此开展秃杉修枝对其树冠形态、高度与直径增长及材积积累的影响研究,不仅将填补这一领域的研究空白,还能通过分析修枝后秃杉树冠演变趋势,揭示其持续高效生长的潜在机制,为大径级秃杉材的定向培育提供坚实的理论基础和科学的经营管理技术指南。

1 秃杉生长环境特点

1.1 秃杉的分布范围

秃杉是我国独有的珍稀树种,其天然分布范围严格限定于我国境内,展现出地域的独特性。多位学者对秃杉的自然栖息地进行了详尽的考察与描述,秃杉的自然栖息地广泛分布于湖北省利川、贵州省雷公山、云南省的怒山、高黎贡山及怒江、澜沧江流域,这些区域构成了秃杉独特的生态版图。福建鹫峰山脉中南段,特别是屏南、古田两县的具体分布信息,明确了其经纬度范围及海拔垂直分布带,从24°31'N至30°08'N,97°00'E至109°06'E,海拔跨度达800至2500米。云南秃杉在黎贡山、保山、怒江地区及云龙等地的分布,海拔区间约为1700至2600米,揭示了云南作为秃杉重要分布区的生态多样性[2]。2013年的全国野生重点保护植物普查中,云南省维西县的一项重大发现——巨大野生杉木植物群落,不仅丰富了秃杉的自然分布记录,也扩展了对杉木属植物分布范围的认识。

1.2 秃杉的生态习性

基于秃杉树干生长数据的深入分析,得知秃杉在自然状态下,于幼龄阶段展现出较为缓慢的生长趋势;而自第5年起,其生长速率显著加快,具体表现为年平均树高增长约0.6米,直径平均增长约1厘米。进入7至15年生的快速成长阶段,树高年均增长维持在1至1.2米之间,胸径年均增长则达到1.4至2.0厘米,单株立木的材积也相应提升至0.0358立方米。即便在16年生时,尽管树高与胸径的年均增长略有放缓,但仍保持较高水平,材积生长量继续上升。在云南的自然分布区内,人工培育的秃杉林展现出了与天然林相似的生长轨迹。云南某林分以3米×3米的初植密度进行布局,每公顷约1044株。在最初的5年幼林期,林木生长相对缓慢,随后自第6年至第12年,林木生长加速,树高年均增长达0.6至1.0米,胸径年均增长则为2.0至2.2厘米[3]。进入14至18年生阶段,树高年均增长稳定在1.0米左右,胸径年均增长略有波动,介于1.0至1.5厘米之间。至20至26年生时,生长速度开始放缓,至54年生时,林分中林木的平均高度为32.4米,最高可达38.5米,平均胸径38.5厘米,最大胸径则达到55厘米,形数指标为0.39,林分郁闭度高达0.9,每公顷立木蓄积量惊人地达到1340立方米。林下植被稀疏,以冷水花等草本植物为主,未见自然更新的秃杉幼苗。

2 影响秃杉幼林生长的因素

影响秃杉幼林生长的因素错综复杂,为了在实验过程中确保变量的统一性和结果的准确性,需要特别关注并控制一系列关键因素。土壤条件是基础,包括土壤质地、pH值、养分含量、有机质含量及土壤结构等,这些因素直接影响秃杉幼树的根系发育和养分吸收能力。在实验设计之初,应选择土壤条件相近的试验地块,或通过土壤改良措施使各试验区域的土壤条件趋于一致。气候条件也是不可忽视的重要因素,包括温度、降水、光照强度及时长、风速等,对秃杉的光合作用、呼吸作用及蒸腾作用产生直接影响。为减少气候差异带来的干扰,应尽量选择气候条件相似的试验区域,或利用温室等设施调控气候因子。地形与海拔同样影响秃杉幼林的生长,它们通过改变微气候条件来间接影响秃杉的生长。在实验设计中应考虑到这一点,尽量选择地形和海拔相近的试验地[4]。秃杉的种源与遗传特性也是影响其生长的重要因素,为确保实验结果的准确性,应选用遗传背景一致、来自同一优良种源的秃杉苗木进行试验。在种植密度方面,应设定统一的种植规格,并确保各试验区域的种植密度相同。经营管理措施如修剪、除草、施肥、病虫害防治等也会对秃杉幼林的生长产生影响,需要对所有试验区域实施相同的管理措施[5]。通过综合考虑并控制这些因素,可以更准确地评估秃杉幼林的生长特性及其对不同环境条件的响应。

3 试验设计

3.1 修枝强度设置

在本次秃杉幼林生长对修枝强度效应的探究中,修枝强度被明确划分为以下四个等级,以便系统地评估不同修枝程度对幼林生长的影响:A组作为对照,保留秃杉幼林原有的自然生长状态,不进行任何修枝操作。具体而言,保持原枝下高度不变,即枝下高约为树高的1/5,以反映无人为干预下的自然生长特性。B组进行轻度的修枝处理,去除树冠下部的部分枝条,以促进树体内部通风透光,同时避免过度修剪对幼林生长造成负面影响。具体操作是修剪去树高下部1/3范围内的枝条,以促进上部枝条的生长和发育。C组实施中度的修枝处理,进一步增加树冠内部的通风透光条件,并探索适度修枝对秃杉幼林生长速度和质量的潜在促进作用。具体操作是修剪去树高下部1/2范围内的枝条,以观察其对树高、胸径、冠幅等生长指标的具体影响。

3.2 试验布局与样本选择

本次秃杉幼林生长对修枝强度效应的探究试验,在选定的试验区内采用随机区组设计进行布局。试验区被划分为若干个小区域,每个区组内随机分配不同修枝强度的处理,以确保试验结果的统计独立性和代表性。区组之间应设有足够的间隔或缓冲区,以减少相邻处理间的相互影响。为了获得可靠的统计结果,每种修枝强度处理设置60株秃杉幼林作为样本。这样总样本量为180株,足以捕捉到修枝强度对秃杉幼林生长影响的显著差异。选择年龄相近、生长状况良好、无明显病虫害的秃杉幼林作为试验对象,有助于减少因幼林个体差异对试验结果的影响。尽量在试验区内选择土壤条件相似、地理位置相近的幼林进行试验,以减少环境因素对试验结果的干扰。在初步筛选时,注意选择树冠形态相对一致、枝条分布均匀的幼林,以便于后续修枝操作和测量工作的进行。

3.3 数据采集与测量方法

树高测量使用测高杆或激光测距仪,在地面选择一个稳定点,垂直向上测量至树冠顶端。胸径测量在树干距离地面1.3米处,用胸径尺环绕树干一周,读取刻度以获取胸径值。冠幅测量通常使用两条测绳或卷尺,从树冠的一侧穿过中心到另一侧,测量两个方向的直径,然后根据形状估算冠幅面积。枝条数量与长度测量需要在树冠的不同层次或特定区域内,随机选取一定数量的枝条进行计数和长度测量。枝下高测量从地面垂直向上测量至树冠最底层枝条基部的距离。需要用到激光测距仪和测绳、直径卷尺进行测量。

4 秃杉幼林生长对修枝强度效应

4.1 树高与胸径增长

在探究秃杉幼林生长对修枝强度的效应时,发现秃杉幼林期树冠对生长空间的高效利用是其生长量大的关键因素之一,其侧枝细软且易倾斜,有效增大了光合作用面积,然而修枝强度的变化显著影响了秃杉幼林的树高与胸径增长情况。实验结果显示,随着修枝强度的增加,秃杉幼林的树高和胸径增长均呈现下降趋势。与不修枝的对照组相比,修枝1/3的处理导致树高和胸径生长量分别下降了21.29%和18.36%,而当修枝强度达到1/2时,下降幅度进一步加剧,树高和胸径分别减少了28.39%和24.15%。这一现象与秃杉侧枝细弱、主梢长势强健的特性密切相关,修枝后减少了光合作用面积,进而抑制了整体生长。此外还观察到,虽然修枝后短期内生长量下降明显,但随着时间的推移,这种下降趋势有所减缓。然而,即便在修枝后3年,不同修枝强度处理间的生长差异仍然显著,说明修枝对秃杉幼林生长的影响具有长期性。基于上述结果,建议在秃杉的经营管理中应谨慎选择修枝强度。高强度的修枝不仅不利于秃杉幼林的生长,还可能对其长期发育造成不利影响。推荐采用不修或少修的策略,若确需修枝,则应遵循少量多次的原则,以最小化对秃杉幼林生长的负面影响,确保其健康、稳定地生长。

4.2 冠幅与枝条特性

在探讨秃杉幼林生长对修枝强度的效应时,冠幅与枝条特性的变化是评估修枝效果的重要方面。秃杉幼林以其强大的树冠空间利用能力著称,其细软的侧枝倾向于向下倾斜生长,显著扩大了树冠表面积,促进了光合作用效率,从而支持了较高的生长量。修枝操作对秃杉幼林的冠幅大小、枝条数量、长度及分布产生了显著影响。随着修枝强度的增加,冠幅大小逐渐减小,因为修枝去除了部分枝条,减少了树冠的横向扩展。同时枝条数量也相应减少,但剩余枝条的生长速度加快,表现为枝条增长率的提升,特别是在修枝1/3和1/2的处理中,枝条增长率分别达到18.93%和26.68%,远高于未修枝的9.09%,显示出修枝强度对枝条恢复性生长的促进作用。修枝还改变了枝条的分布格局,随着修枝强度的增加,枝顶芽高和枝最低处高的下降幅度逐渐减少,这表明高部位枝条受到生长素的调节,抑制了其向下倾斜生长的趋势,使得枝条分布更为紧凑、直立。然而这种分布变化并未完全弥补因修枝导致的冠幅减小和光合作用面积降低的负面影响。修枝对秃杉幼林冠幅与枝条特性的影响显著,且随着修枝强度的增加,生长量下降趋势加剧。在秃杉的经营管理中,应谨慎选择修枝强度,避免高强度修枝对幼林生长造成的不利影响。

4.3 生物量积累

在探究秃杉幼林生长对修枝强度的效应时,生物量积累作为反映林木生长状况的重要指标,其变化情况需要注意。生物量积累不仅关联着林木的当前生长状况,还预示着其未来的生长潜力和生态功能。修枝强度对秃杉幼林的生物量积累产生了显著影响,与未修枝的对照组相比,随着修枝强度的增加,秃杉幼林的生物量积累呈现下降趋势。修枝1/3的处理组生物量积累量减少了约15%-20%,而修枝1/2的处理组则减少了约25%-30%。这一趋势与修枝对树高、胸径及冠幅等生长指标的影响相一致,表明修枝强度的增加限制了秃杉幼林的光合作用面积和养分吸收能力,进而影响了其整体生长和生物量积累。虽然修枝后短期内生物量积累量有所下降,但随着时间的推移,这种下降趋势可能会逐渐减缓。即使在修枝后多年,不同修枝强度处理组之间的生物量积累差异仍然明显,表明修枝对秃杉幼林生长的影响具有长期性。在秃杉幼林的经营管理中,应充分考虑修枝对生物量积累的影响。还需根据秃杉幼林的具体生长状况和立地条件制定合理的修枝计划,确保修枝措施的科学性和有效性。

4.4 生理生态机制探讨

在秃杉幼林生长对修枝强度效应的深入探究中,需要理解其背后的生理生态机制并精准制定和优化林业管理策略。除了直接观察生长数据外,从光合作用效率和养分分配两个核心维度剖析修枝强度的效应,能提供更全面的视角。光合作用效率作为植物生长的驱动力,受修枝强度直接调控。合理的修枝策略能精细调控树冠结构,减少内部枝条的相互遮蔽,优化光分布,使叶片能充分捕捉和利用光能,提升光合速率,进而促进有机物的高效合成与积累。这种能量与物质的丰盈,为秃杉幼林提供了坚实的生长基础。反之过度修枝则可能破坏这一平衡,减少光合面积,降低光合效率,限制幼林的生长潜力。修枝对秃杉幼林养分分配的影响亦不容忽视,修枝过程中养分的再分配机制被激活,适度的修枝能促使养分向更有生长潜力的部位如剩余枝叶和根系集中,加速其生长与发育。然而高强度的修枝则会打破这一平衡,导致大量养分随被剪除的枝条流失,剩余部分因养分匮乏而生长受阻,进而影响整体生长态势。在林业管理中,需精准把握修枝强度的“度”,既要充分利用修枝的积极作用,又要避免其潜在的负面影响,通过科学调控,实现秃杉幼林健康、可持续的生长。

5 结论

经过对秃杉幼林生长与修枝强度关系的深入探究,修枝强度对秃杉幼林的生长具有显著影响。适度修枝能够优化树冠结构,提高光合作用效率和养分利用效率,从而促进幼林的生长和生物量积累。过度修枝则抑制幼林的正常生长,导致光合作用面积减少和养分分配不均。因此在实际林业生产中,应根据具体情况科学制定修枝方案,以实现秃杉幼林健康、高效的生长。

参考文献

[1] 李一鸣,彭祚登,解锡泽,等. 修枝强度对刺槐林木生长、干形及花叶的影响 [J]. 安徽农业大学学报, 2024, 51 (01): 44-55.

[2] 谭长强,杨丽萍,梁星星,等. 不同修枝强度及配方施肥对红锥幼林生长的影响 [J]. 广西林业科学, 2023, 52 (02): 167-172.

[3] 李艳. 不同修枝强度对桦树生长的影响 [J]. 乡村科技, 2023, 14 (08): 115-117.

[4] 陆克宇. 不同修枝方法和修枝强度对檀香幼林生长影响研究 [J]. 绿色科技, 2023, 25 (03): 99-102.

[5] 陈元品. 不同整地方式及抚育措施对秃杉幼林生长的影响 [J]. 内蒙古林业调查设计, 2008, (05): 25-27.

单位:云南省文山州马关县金城国有林场,姓名:王家喜,男,汉族,1978年8月27日出生,籍贯:云南马关,学历:大学本科,职称:林业高级工程师,研究方向:林业草原和培育,邮编:663700,

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