东北地区不同间伐强度青山杨人工林生长及木材性状变异

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.010

摘要/Abstract

摘要：

探究不同间伐强度对青山杨人工林生长及木材性状的影响，为东北地区培育杨树优质工业资源材提供理论基础。以18年生青山杨为试验材料，以初植株行距2 m×3 m为对照，设置3种强度的间伐处理（4 m×3 m、 6 m×3 m、4 m×6 m）。间伐后第5年对试验林的生长性状（树高、胸径、2米径、冠幅）及木材性状（基本密度、纤维长、纤维宽、半纤维素含量、纤维素含量、综纤维素含量、木质素含量）进行了测定，并利用树高、胸径计算出单株材积及单位面积蓄积。方差分析结果表明，除基本密度外，各指标差异均达到极显著水平（P<0.01）。均值分析结果表明，林木各生长指标与木质素含量的均值在株行距为6 m×3 m时达到最大，其余各木材指标均在株行距为4 m×3 m或6 m×4 m时达到最大；各测定指标表型变异系数变化范围为3.35%~29.87%；除基本密度外，各指标重复力均超过0.590。相关性分析结果表明，各生长指标间均达显著正相关水平（0.690<r<0.993），而木材性状间及生长性状与木材性状间的相关性较弱。分别以生长性状、木材性状及联合生长与木材性状为评价指标对各处理进行综合评价后发现，Q_i 分别在株行距为6 m×3 m、4 m×6 m及4 m×6 m时达到最大。间伐能够促进林分生长，改良林木材性，且保留株行距为4 m×6 m时，林木材性及生长与木材综合改良效果较为优良；保留株行距为6 m×3 m时，林木生长效果最好。因此，今后可根据培育目标的不同选择适宜的间伐强度进行东北地区杨树优质工业资源材的培育。

关键词: 青山杨, 间伐强度, 生长性状, 木材性状

Abstract:

To explore the effects of different thinning intensity on the growth and wood properties of Populus pseudo-cathyana×Populus deltoids plantation， and to provide a theoretical basis for cultivating high-quality industrial resources of poplar in northeast China， the 18-year old Populus pseudo-cathyana×Populus deltoids was used as the material， and the initial plant row spacing of 2 m×3 m was used as the control， and the thinning treatments of 3 m×3 m， 6 m×3 m， 4 m×6 m were set up. The growth characteristics（tree height， DBH， 2 m diameter， crown width） and wood properties（basic density， fiber length， fiber width， hemicellulose content， cellulose content， semi-cellulose content， lignin content） of the experimental forest were measured in the 5th year after thinning， and the volume per tree and the storage per unit area were calculated using tree height and DBH. The results of variance analysis showed that all indexes were significantly different except basic density （P<0.01）. The results of mean analysis showed that the mean values of each growth index and lignin content reached the maximum when the row spacing was 6 m×3 m， and the other wood indexes reached the maximum when the row spacing was 4 m×3 m or 6 m×4 m. The variation of phenotypic coefficient of each index ranged from 3.35% to 29.87%. In addition to the basic density， the repetitive force of each index exceeded 0.590. The results of correlation analysis showed that there were significant positive correlations among the growth indicators（0.690<r<0.993）， but the correlation between wood traits and growth traits was weak. It was found that Q_i reached the maximum when the row spacing was 6 m×3 m， 4 m×6 m and 4 m×6 m， respectively， by using growth traits， wood traits and combined growth and wood traits as evaluation indexes. Thinning might promote the growth of stand and improve the wood property of the forest， and the wood property and the comprehensive improvement effect of the forest growth and wood would be better when the row spacing of the trees is 4 m×6 m. The best growth results were obtained when the row spacing was 6 m×3 m. Therefore， suitable thinning intensity might be selected according to different cultivation objectives for the cultivation of poplar high quality industrial resources in northeast China in the future.

Key words: Populus pseudo-cathyana×Populus deltoids, thinning intensity, growth traits, wood character

中图分类号:

S792.113

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图/表 5

表1

表2

表3

表4

表5

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性状 Traits	变异来源 Source of variation	平方和 Sum of squares	自由度 d_f	均方 Mean square	F	P
树高 Height	密度Density	336.917	3	112.306	290.669	0.000
	区组Block	102.711	2	51.356	132.919	0.000
	密度×区组Density×Block	54.535	6	9.089	23.524	0.000
胸径 Diameter at breast height	密度Density	3 354.126	3	1 118.042	419.566	0.000
	区组Block	27.529	2	13.765	5.165	0.006
	密度×区组Density×Block	22.827	6	3.805	1.428	0.201
2米径 Diameter at 2 m height	密度Density	3 389.750	3	1 129.917	436.694	0.000
	区组Block	15.186	2	7.593	2.934	0.054
	密度×区组Density×Block	76.714	6	12.786	4.941	0.000
东西冠幅 East-west crown width	密度Density	81.362	3	27.121	382.690	0.000
	区组Block	4.302	2	2.151	30.350	0.000
	密度×区组Density×Block	3.254	6	0.542	7.652	0.000
南北冠幅 North-south crown width	密度Density	78.708	3	26.236	326.153	0.000
	区组Block	0.975	2	0.488	6.061	0.002
	密度×区组Density×Block	9.629	6	1.605	19.951	0.000
平均冠幅 Mean crown width	密度Density	79.117	3	26.372	550.014	0.000
	区组Block	2.343	2	1.172	24.434	0.000
	密度×区组Density×Block	5.005	6	0.834	17.396	0.000
材积 Volume of timber	密度Density	1.296	3	0.432	470.992	0.000
	区组Block	0.011	2	0.005	5.961	0.003
	密度×区组Density×Block	0.014	6	0.002	2.480	0.022
木材基本密度 Wood basic density	密度Density	0.002	3	0.001	1.553	0.274
纤维长 Fiber length	密度Density	40 972.881	3	13 657.627	17.284	0.001
纤维宽 Fiber width	密度Density	199.768	3	66.589	67.977	0.000
半纤维素含量 Hemicellulose content	密度Density	2.715	3	0.905	24.325	0.000
纤维素含量 Cellulose content	密度Density	119.341	3	39.780	781.807	0.000
综纤维素含量 Holocellulose content	密度Density	105.767	3	35.256	324.434	0.000
木质素含量 Lignin content	密度Density	97.018	3	32.339	368.084	0.000

间伐处理	树高 Height/m	胸径 Diameter at breast height/cm	2米径 Diameter at 2 m height/cm	东西冠幅 East-west crown width/m	南北冠幅 North-south crown width/m
A	17.43±0.72 c	17.01±1.37 b	16.73±1.35 b	3.66±0.27 b	3.80±0.38 c
B	18.98±0.98 a	20.59±1.91 a	20.43±1.93 a	3.95±0.27 a	4.03±0.23 a
C	18.33±0.58 b	20.35±1.78 a	20.25±1.90 a	3.66±0.33 b	3.94±0.30 b
CK	17.31±0.78 c	15.55±1.45 c	15.46±1.26 c	3.03±0.27 c	3.18±0.31 d
间伐处理	平均冠幅 Mean crown width/m	材积 Volume of timber/m³	单位面积蓄积 Storage per unit area/（m³·hm^-2）	木材基本密度 Wood basic density/（g·cm^-3）	纤维长 Fiber length/μm
A	3.73±0.27 c	0.15±0.02 c	119.63±18.04 b	0.38±0.03 a	942.95±1.05 b
B	3.99±0.18 a	0.22±0.04 a	117.42±21.22 b	0.35±0.03 a	1080.90±9.60 a
C	3.80±0.26 b	0.21±0.03 b	84.45±13.82 c	0.36±0.02 a	1087.40±50.47 a
CK	3.11±0.24 d	0.12±0.02 d	202.17±36.11 a	0.35±0.01 a	1057.90±22.80 a
间伐处理	纤维宽 Fiber width/μm	半纤维素含量 Hemicellulose content/%	纤维素含量 Cellulose content/%	综纤维素含量 Holocellulose content/%	木质素含量 Lignin content/%
A	29.25±1.15 a	16.14±0.31 a	59.67±0.08 b	75.81±0.29 b	16.14±0.04 b
B	21.80±1.48 c	15.88±0.13 ab	53.78±0.05 c	69.66±0.08 c	22.10±0.05 a
C	25.87±0.32 b	15.63±0.08 b	61.63±0.33 a	77.25±0.37 a	15.60±0.40 b
CK	18.45±0.55 d	14.87±0.17 c	61.28±0.29 a	76.15±0.46 b	15.03±0.43 c

变异参数	树高 Height/m	胸径 Diameter at breast height/cm	2米径 Diameter at 2 m height/cm	东西冠幅 East-west crown width/m	南北冠幅 North-south crown width/m	平均冠幅 Mean crown width/m	材积 Volume of timber/m³
平均值Mean	18.01	18.37	18.22	3.58	3.74	3.66	0.18
标准差S_D	1.03	2.71	2.72	0.44	0.45	0.41	0.05
变幅Range	15.00~20.90	11.80~24.45	12.00~24.40	2.60~4.72	2.58~4.96	2.67~4.56	0.07~0.31
表型变异系数 C_V，P/%	5.74	14.76	14.92	12.30	12.07	11.19	29.87
重复力 Repeatability	0.597	0.699	0.706	0.675	0.631	0.747	0.705
变异参数	木材基本密度 Wood basic density/（g·cm^-3）	纤维长 Fiber length/μm	纤维宽 Fiber width/μm	半纤维素 Hemicellulose content/%	纤维素 Cellulose content/%	综纤维素 Holocellulose content/%	木质素 Lignin content/%
平均值Mean	0.36	1042.26	23.84	15.63	59.09	74.72	17.22
标准差S_D	0.02	65.57	4.34	0.52	3.30	3.11	2.98
变幅Range	0.33~0.41	941.80~1128.60	17.90~30.40	14.73~16.83	53.73~61.96	69.58~77.66	14.60~22.14
表型变异系数 C_V，P/%	6.49	6.29	18.22	3.35	5.58	4.17	17.31
重复力 Repeatability	0.356	0.942	0.985	0.959	0.999	0.997	0.998

性状 Traits	树高 Height	胸径 Diameter at breast height	2米径 Diameter at 2 m height	东西冠幅 East-west crown	南北冠幅 North-south crown width	平均冠幅 Mean crown width	材积 Volume of timber	木材基本密度 Wood basic density	纤维长 Fiber length	纤维宽 Fiber width	半纤维素含量 Hemicellulose content	纤维素含量 Cellulose content	综纤维素含量 Holocellulose content
胸径 Diameter at breast height	0.786**
2米径 Diameter at 2 m height	0.782**	0.991**
东西冠幅 East-west crown	0.753**	0.778**	0.795**
南北冠幅 North-south crown width	0.690*	0.796**	0.801**	0.941**
平均冠幅 Mean crown width	0.733**	0.802**	0.814**	0.986**	0.985**
材积 Volume of timber	0.846**	0.993**	0.987**	0.814**	0.818**	0.831**
木材基本密度 Wood basic density	-0.169	-0.091	-0.048	0.139	0.078	0.113	-0.119
纤维长 Fiber length	0.389	0.521	0.454	0.008	0.080	0.045	0.502	-0.606*
纤维宽 Fiber width	-0.097	0.158	0.201	0.458	0.548	0.511	0.127	0.514	-0.591*
半纤维素含量 Hemicellulose content	0.292	0.449	0.460	0.730**	0.694*	0.725**	0.443	0.492	-0.412	0.754**
纤维素含量 Cellulose content	-0.615*	-0.498	-0.492	-0.667*	-0.509	-0.598*	-0.561	0.050	-0.146	0.139	-0.424
综纤维素含量 Holocellulose content	-0.603*	-0.453	-0.444	-0.584*	-0.423	-0.512	-0.520	0.136	-0.224	0.274	-0.282	0.988**
木质素含量 Lignin content	0.693*	0.616*	0.608*	0.711**	0.571	0.652*	0.673*	-0.102	0.268	-0.154	0.400	-0.987**	-0.979**

处理 Treatment	综合评价值Q
处理 Treatment	生长性状 Growth traits	木材性状 Wood traits	生长与木材性状 Growth and wood traits
A	1.80	2.20	2.84
B	2.00	2.16	2.95
C	1.98	2.22	2.97
CK	1.72	2.19	2.79