杨树修枝对林下植被的影响文献综述

 2022-07-05 08:07

修枝抚育对林下植被影响的研究进展

1修枝的概念与技术

在从人工造林或自然更新到林分密闭后的森林形成阶段,即幼林阶段,修枝抚育可分为自然整枝和林木修枝。自然整枝是在自然状况下,由于树龄的增加,林冠下层的枝条逐渐脱落枯死的现象;林木修枝是在非自然处理下,将林木冠层下部的枝条有目的、有选择、有计划地除去的抚育措施。在经济林的栽培中,整形修剪技术通过疏枝、短截等方式,建立科学合理的树体结构,提高光能的利用率,改善林地内的小气候以及生境,协调生殖生长和营养生长之间的矛盾。

当前人工修枝抚育主要有两种方式:整形修枝和提升修枝[1]。修枝的切口位置对于易感染病虫害的树种而言要慎重选择。平切贴近树干修枝,切口大且愈合快,可以减少死节的形成造就无节良材,但会增加病原菌的感染几率[1];留桩是修枝时留桩1-3cm,操作简单但是愈合速度慢、较易形成死节,不适用于以培养无节良材为目的的用材林林分修枝处理;斜切是上部贴近树干,下部与主干形成45°角呈三角形留桩,与留桩斜切一样会形成死节,但适用于不留桩就不能形成保护组织的树种。这些树种因此修除活枝后真菌易从伤口处入侵,造成木材腐朽或发生虫害。留桩可以减少此类状况发生,同时可以避免伤口相连造成环状剥皮。

张甜等[2]对以兴安落叶松(Larix gmelinii)为主乔木林的研究结果表明,不同修枝强度后各生长量因子的变化无显著差异。人工整枝作为一项基础性营林措施,可以有效改善木材品质[3-5]。倪鹏跃[6]研究发现,红松(Pinus koraiensis)自然整枝能力较差,需要人工修枝抚育以达到减少枯枝死节、提高干形和木材质量、减少病虫害发生和蔓延的目的。

2林木修枝对林下自然植被的影响

2.1对林下自然植被多样性的影响

影响林下植被多样性的因素有很多,如林分密度、林分组成、人为干扰、造林树种、施肥、林火、病虫害等[7]。林下植被多样性主要体现在物种数量、生物量、覆盖度、多样性指数等方面,此外还包括林下动物多样性、病虫害情况等[8]。不同立地条件、树种特性以及造林密度等都会对林下植被(层)有一定的影响。多数研究结果表明,与对照组不修枝相比,总体上修枝后林下植被的数量与多样性指数都有所提高。林下植被层中灌草层、中层与低层植被受到的影响在不同的修枝强度下也有所不同。

对林下植被进行试验设计时,可在所选样地内根据需要设置小样方,调查林下植被的盖度、密度、高度、种类以及数量,并根据所得记录表计算多样性指数、物种重要值等。就短期效应而言,张康等[9]研究结果表明,与对照组(不修枝组)相比,修枝组的林下植被多样性指数有较大幅度的提高,且不同修枝处理强度的多样性指数平均值从高到低排列为1/2修枝处理(修枝后枝下高为树高的1/2)gt;1/3处理(修枝后枝下高为树高的1/3)gt;CK,丰富度指数平均值从高到低排列为1/3处理gt;CKgt;1/2处理。高强度修枝后,林冠减小,郁闭度随之降低,透光率增加,林下光照强度增加,林下自然植被的光合作用效率提高,喜光植被的数量和重要值增加;遮蔽物减少,地表接收的太阳辐射能增强,地表温度增加,林内气温也有一定幅度的增强。冯秋红等[10]对20a、30a和40a生云杉(Picea asperata)人工林灌草多样性进行统计分析,结果表明修枝虽然可以在一定程度上增加林下自然植被的物种多样性和丰富度,但是均未达到显著水平;1 m 修枝对林下灌木多样性的促进作用更强。与生物量相比,林下灌草生物多样性受修枝的影响相对要更敏感些。陈孝丑[11]研究结果显示,对杉木(Cunninghamia lanceolata)进行不同修枝处理的2年后,林下植物的盖度显著增加,灌草层植物种类均比对照多,但藤本层的物种数与多样性指数均比对照少,且林下植物的多样性指数并不总是随着修枝强度的增加而增加。这些可能都与人工修枝时的人为干扰,如清理攀附与木本植物上的藤本植物,或者植物体之间的光照营养竞争有关。

2.2对林木生长的影响

作为中国南方地区主要的用材林树种,杨树具有速生、丰产、易更新等特点。杨树得到了大面积的栽培与推广,集约化程度较高。树木所有的叶片都位于枝条上,修枝会影响叶片的数量,进而影响树木的光合作用,导致树木的生长受到抑制[12]。在取得一定的经济效益和社会效益的同时,修枝技术不到位导致了主干生长有缺陷、干形不良、材积下降等问题[13]。李广德等[14]研究发现,轻度修枝后第二年的整个生长季内,三倍体毛白杨(Populus tomentosa)的材积生长量和胸径显著增加,但试验设计的修枝强度对树高的生长无影响显著。宋立志[15]以6a生杨树人工林为研究对象,对重度不同修枝强度下的树高、胸径进行了测定计算与分析。结果证明,在树高影响方面,全修比半修的提高幅度要大;在胸径影响方面,全修的增长量大于半修;在材积影响方面,全修的平均生长量依然高于半修。调查研究发现,在休眠期修枝会导致第二年切口周围出现萌枝,影响树木干形;修枝强度增大,萌条的数量也随之有所增加[16]。立地条件好、经济条件好、集约化程度高的管理地区,修枝开始时间可以提前一些,反之则推迟[17]

宋占邦[18]研究发现,与经过修枝抚育管理的人工粗枝云杉(Picea asperata) 幼林相比,在立地条件相同的情况下,试验前未经修枝抚育管理的人工幼林在试验后林木生长量大幅下降。除树高生长没有明显的趋势,实验组的胸径和蓄积生长量均呈下降趋势。徐清乾等[19]数据分析结果显示,以8年生杉木各项数据作基数,不同修枝处理之间 14年生、20年生、30年生的目标株树高、胸径、目标树平均材积均不存在显著差异;除重度修枝对目标树生长造成负面作用外,其他修枝处理均有增益效果。刘可欣等[20]研究发现,经过一个生长季后,不同修枝强度处理的水曲柳(Fraxinus mandshurica)幼林胸径生长与对照并没有出现明显差异,可能是随着修枝强度增加水曲柳保留叶片的净光合速率逐步提高,这在一定程度上补偿了因修枝导致下部枝叶缺失而引起光合产物固定减少对生长的不利影响。对水曲柳进行修枝时,强度应不超过50%,以保证地上地下部分的正常平衡生长发展。

3林木修枝对林下作物的影响

3.1对林下作物产量的影响

在林农复合系统中,林下作物的生长与林下环境的状况密不可分,合理、科学的修枝抚育措施可以增加林内的通风透光率,林下作物可以吸收更多光能从而提高净光合效率,弱化林农植物之间的光竞争,且修枝强度增加的同时林下作物的产量也会有一定的增加[21],如在修枝增加10%左右的林地光照强度情况下,林下小麦(Triticum aestivum)产量可提高3%-7%[22]

修枝能显著增加林下玉米的株高、茎叶干重及底部茎粗,且随着玉米的营养生长与生殖发育,这种趋势越来越明显。在拔节期,修枝更容易使玉米增粗;在抽丝、开花期,修枝更容易使玉米增高。同时,修枝可以减少空秆率,增加穗数,实现增产[21]

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