不同密度无灌溉人工林平茬、间伐效果分析

宋春武 蒋 进 张 恒/中国科学院新疆生态与地理研究所

不同密度无灌溉人工林平茬、间伐效果分析

宋春武 蒋 进 张 恒/中国科学院新疆生态与地理研究所

为保证古尔班通古特沙漠渠道无灌溉人工林防护效益的持续性，对沙拐枣和梭梭进行不同平茬和间伐密度的试验。结果表明:① 人工平茬处理在一定程度上促进了沙拐枣根系对土壤水分的吸收，且沙拐枣能在当年恢复到平茬前70％株高。同时以隔行平茬（即平茬一半）的平茬方式效果较好。②梭梭间伐，间伐一半的效果较好，同时对其余未间伐的梭梭生长有一定促进作用，但影响不明显。

无灌溉人工林；平茬、间伐；古尔班通古特沙漠

古尔班通古特沙漠腹地渠道人工防护林，是运用无灌溉造林技术成功建植的梭梭( Haloxylon ammodendron) 、沙拐枣( Calligonum mongolicum) 混交林，其中也有梭梭、沙拐枣的纯林，多年来防护林的建设为保障沙漠渠道的畅通发挥了重要的作用（1-6）。但是随着林分的生长，人工林内现有土壤水分状况不足以维持其正常生长，人工林更新复壮和可持续发展的问题日益凸显。

沙拐枣的平茬研究较为多见（7-8），但在北疆无灌溉技术条件下进行沙拐枣平茬和梭梭间伐，研究薄弱。本研究选择沙拐枣、梭梭纯林进行不同数量规格的人工平茬和间伐试验，对平茬后沙拐枣、梭梭的生长进行定量化观测，分析不同平茬数量规格下沙拐枣和梭梭更新复壮效果，选定适合渠道两侧沙拐枣防护林的平茬方式和密度，以期为北疆无灌溉人工林的后期维护管理工作提供技术依据。

1.研究区概况

研究区气候主要有以下3个方面特点：（1）多年平均气温为9.4℃，绝对最高、最低气温在30℃～39℃之间；（2）降雨量一般在100mm～150mm之间，降水季节分配较均匀，夏季的6、7、8月份，一般都有一次以上＞20mm强降雨，能够帮助人工植被渡过干旱的夏季（图1）；（3）冬季有稳定积雪，北部稳定积雪期115～135d，厚度25～30cm，南部稳定积雪期110-130d，厚度10～15cm，稳定积雪期及积雪厚度年度变化较大。总体表明该区气候特点风力较大，存在风沙危害。降水少而蒸发强烈，人工植被生存环境恶劣。

图1 研究区2002年-2013年降雨量分布图

2.试验方法

试验于2011 年5 月进行，共选择4 块相连的样地，每个样地的长度从坡底到坡顶，约为50 m，宽度为30 m。为保证防护林防护效益的持续性，对林中主要树种沙拐枣纯林和梭梭纯林进行不同密度的平茬作业，平茬高度与地面平齐砍伐。沙拐枣纯林进行了将原密度为1株/2m×1m平茬为1株/2m×2m（A平茬方式）、1株/2m×3m（B平茬方式）及1株/3m×3m（C平茬方式）三组密度和1组对照CK。梭梭纯林是对1株/2m×1m密度进行间伐，间伐后密度为1株/2m×2m（A间伐方式）、1株/2m×3m（B间伐方式），未间伐的命名为CK对照组。

取样时间为平茬初期5 月中旬以及8月、10月的中旬。植株生长变化:选择10株平茬生长的沙拐枣植株，每月测量其株高、冠幅。另外，在样点附近选择10株未平茬的沙拐枣植株，每月测量其株高、冠幅。

3.结果与分析

3.1 防护林生长年际变化

图2 人工林生长状况（a：2龄人工林；b：5龄人工林；c：9龄人工林）

可从图2中看到，随着林龄的增加，人工林在5年时进入发育最好的阶段，但到了9年时，逐渐稀疏，同时从图2中又可分析出，沙地水分维持着稳定，这又为林下草本植被和结皮的发育提供良好的条件。从人工林的这一变化特点来讲，在人工林稀疏后，有必要对人工林进行必要的平茬和间伐，维持人工林的防护作用，这对工程的安全运行至关重要。

3.2 平茬间伐后林分生长状况

3.2.1 平茬对沙拐枣生长的影响

沙拐枣平茬结果表明（图3）：⑴沙拐枣平茬后在两个半月时间内，株高能迅速恢复到沙拐枣林平均高度70％左右（平茬为1株/2m×2m组，平茬两个月后平均株高为99.4，未平茬部分沙拐枣平均株高为147.67，平茬后达到其余未平茬67％株高；平茬为1株/2m×3m组，平茬两个月后平均株高为98.2，未平茬部分沙拐枣平均株高为126.5，平茬后达到其余未平茬77.6％株高；平茬为1株/3m×3m组，平茬两个月后平均株高为106.9，未平茬部分沙拐枣平均株高为144.8，平茬后达到其余未平茬73.8％株高；⑵平茬后，沙拐枣在经历最初2 ～ 3个月的快速生长期后，生长开始趋于缓慢。8月后开始出现落枝，株高和冠幅减小，来年继续呈现相似生长规律。⑶在平茬后的前1年-1年半时间内，平茬为3m×3m的株高冠幅生长较快，而在1年半至3年周期后，3m×3m生长趋缓，甚至成为三种平茬密度的最低。说明平茬2-3年后，平茬力度越大，沙拐枣新生枝条越多，对沙地水分竞争越激烈，导致生长趋缓、生长不良甚至死亡。

图3 不同平茬方式下沙拐枣株高生长状况

3.2.2 间伐对梭梭生长的影响

图4 不同间伐方式下坡中梭梭高生长月变化

梭梭纯林是对1株/2m×1m密度进行间伐，间伐后密度为1株/2m×2m、1株/2m×3m。对梭梭间伐后，结果表明（图4）：⑴间伐后，对照组生长较为平稳，间伐组生长有一定起伏，但起伏相对沙拐枣来说不大，一方面因为梭梭自身耐旱性较沙拐枣好，沙地水分的变化对梭梭的影响相对沙拐枣来说小一些，一方面梭梭是深根性植物，间伐后导致密度发生变化，但密度变化对林地1m以下沙地水分的变化影响有限。⑵间伐对梭梭生长有一定的促进作用，间伐前，未间伐对照组平均株高为163.7cm，2m×2m间伐组平均株高为152.2cm，2m×3m间伐组平均株高为110.7cm。间伐1年后，2013年8月生长数据表明，平均株高分别为138.1cm、140.6cm、101.6cm，即2m×2m间伐组生长最高，2m×3m间伐组生长仍为最低，主要因为受鼠害影响。

4.结论

（1）沙拐枣平茬表明：①沙拐枣平茬后在两个半月时间内，株高能迅速恢复到沙拐枣林平均高度70％左右；②平茬后，沙拐枣在经历最初2 ～ 3个月的快速生长期后，生长开始趋于缓慢。③说明平茬2-3年后，平茬力度越大，沙拐枣新生枝条越多，对沙地水分竞争越激烈，导致人工林整体生长趋缓。

（2）梭梭间伐表明：①对照组生长较为平稳，间伐组生长有一定起伏，但变化不是很大。②间伐对梭梭生长有一定的促进作用，即2m×2m间伐组生长最好。

（3）综合不同平茬和间伐措施及梭梭和沙拐枣生长状况。①对梭梭间伐密度要视具体立地条件、生长状况和年限而定。间伐为1株/2m×2m是较为合理的间伐密度配置方式；②沙拐枣林5～7年后考虑平茬，对小于1株/2m×2m密度的考虑平茬。平茬可分批次进行，第一次平茬原林分一半，第二年以后进行二次平茬，平茬另一半。是较为合理的平茬方式。

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论文来自于新疆质量技术监督局科技计划项目《北疆活化沙丘无灌溉植被恢复标准化研究与应用》。