林业科学  2015, Vol. 51 Issue (8): 104-113   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20150814
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文章信息

杨博文, 胡立江, 沈海龙, 孙相臣, 张鹏
Yang Bowen, Hu Lijiang, Shen Hailong, Sun Xiangchen, Zhang Peng
高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
Effect of Mounding and Top-Pruning on Survival and Growth of Manchurian Ash Seedlings Planted under the Secondary Forest of the Species
林业科学, 2015, 51(8): 104-113
Scientia Silvae Sinicae, 2015, 51(8): 104-113.
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20150814

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收稿日期：2015-02-05
修回日期：2015-06-04

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杨博文
胡立江
沈海龙
孙相臣
张鹏

引用本文
杨博文, 胡立江, 沈海龙, 孙相臣, 张鹏. 2015. 高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响[J]. 林业科学, 51(8): 104-113.
Yang Bowen, Hu Lijiang, Shen Hailong, Sun Xiangchen, Zhang Peng. 2015. Effect of Mounding and Top-Pruning on Survival and Growth of Manchurian Ash Seedlings Planted under the Secondary Forest of the Species. Scientia Silvae Sinicae, 51(8): 104-113.  DOI: 10.11707/j.1001-7488.20150814
高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响
杨博文1, 胡立江2, 沈海龙3, 孙相臣4, 张鹏3    
1. 东北林业大学园林学院 哈尔滨 150040；
2. 浙江和也健康科技有限公司和也健康产业研究院 安吉 313300；
3. 东北林业大学林学院 哈尔滨 150040；
4. 吉林省红石国有林管理分局 桦甸 132400
收稿日期：2015-02-05；修回日期：2015-06-04
基金项目：国家"十五"科技攻关课题(2001BA510B08)；东北林业大学学术名师专项基金。
通讯作者：沈海龙
摘要： 【目的】研究高台整地和苗木截干对水曲柳次生林下水曲柳栽植苗成活及生长的影响，以期解释低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳天然更新不良的原因，为同样立地的水曲柳人工造林提供参考依据。【方法】在水曲柳典型分布区内选择生长在低洼且有季节性积水地段上的水曲柳次生纯林，采用两因素随机区组试验设计，在其林下进行高台整地(配合地被物去除处理，并设置未整地对照)，人工栽植水曲柳1年生苗(栽植后立即截干至8 cm高和未截干保持原15.8 cm平均高2种处理)，对苗木栽植后3个生长季内的成活和成长情况及栽植后第3年的地表水分与温度变化动态进行观察分析。【结果】 1)配合死、活地被物去除处理的高台整地可以有效降低表层土壤含水量，且变化幅度明显降低；高台整地可增加生长季初期(5月)地表温度升幅、降低生长季末期(9月)地表温度降幅和生长季地表温度变幅，使地表温度趋于匀质化；2)高台整地可提高栽植苗木的成活率和保存率(未截干情况下，3个生长季分别比未整地高出7.17％，13.37％和15.56％)，降低栽植苗木的生长季死亡率(未截干情况下，3个生长季分别比未整地低100％，64.73％和20.89％)，提高栽植苗木的地径和苗高生长量(未截干情况下，3个生长季内地径和苗高生长量分别比未整地高出19.37％，27.13％和35.80％及100.53％，50.00％和64.17％)，增加苗木生物量和茎根生物量比值，增加苗木叶片的叶面积和数量；3)在高台整地情况下，截干处理对水曲柳苗成活没有显著影响，但截干处理成活率和高生长量小于未截干处理；未整地情况下，截干处理水曲柳苗成活率和保存率显著低于未截干处理，但对苗高生长量和地径生长量无显著影响；截干处理可增加水曲柳苗叶片的面积与数量，提高苗木根和叶生物量积累。【结论】土壤水热状况不良和地被物竞争是中下坡低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳更新幼苗存活和生长差的重要原因，通过高台整地改善土壤水热状况、削弱地被物竞争，可以促进水曲柳栽植苗的存活和成长。
关键词： 水曲柳    成活成长    生物量    高台    整地    苗木截干    
Effect of Mounding and Top-Pruning on Survival and Growth of Manchurian Ash Seedlings Planted under the Secondary Forest of the Species
Yang Bowen1, Hu Lijiang2, Shen Hailong3, Sun Xiangchen4, Zhang Peng3    
1. College of Landscape Architecture, Northeast Forestry University Harbin 150040;
2. Heye Academy for Health Industry, Zhejiang Heye Health Technology Co. LTD Anji 313300;
3. School of Forestry, Northeast Forestry University Harbin 150040;
4. Hongshi Branch Bureau for National Forest Management Huadian 132400
Abstract: [Objective] Natural regeneration of Manchurian ash (Fraxinus mandshurica) has been observed in conifer plantations, secondary forests containing Populus davidiana and Betula platyphylla and mixed hardwood secondary forests. However, successful natural regeneration is unlikely in pure secondary forest of F. mandshurica. The objective of this study was to provide some evidences to explain factors that might improve the survival and growth of planted ash seedlings. [Method] One-year-old manchurian ash seedlings were planted under a secondary forest of manchurian ash located at a low-lying site with seasonal water logging. Site preparation was conducted using mounding combined with clearing of ground covers. A randomized blocks experimental design was used and plots with no site disturbance was used as control. Seedlings were either top-pruned to a height of 8 cm right away after planting, or planted without any stem cutting (average height of control seedlings was 15.8 cm). The survival and growth of the planted seedlings during the first 3 years after planting and the surface soil moisture and temperature of the planted areas at the third year after planting were investigated and analyzed. [Results] Mounding combined with clearing of ground vegetation cover reduced the moisture of surface soil ant the extent of its variation. Mounding and removal of vegetation cover increased the temperature of surface soil especially during the primary growth season (May), and decreased the extent of temperature reduction in late growth stage (September) and therefore, homogenized the surface soil temperature. Mounding significantly increased survival and decreased mortality of the non-pruned seedlings, the increases of survival rates in the first, secondary and third year were 7.17%, 13.37%, and 15.56% respectively and the decreasing rates were 100%, 64.73%, and 20.89% respectively. This treatment significantly enhanced the root-collar diameter and height increment. For non-pruned seedlings, root-collar diameter was increased by 19.37%, 27.13%, 35.80%and height was increased by 100.53%, 50.00%, 64.17% respectively in the first, secondary and third year after planting. Mounding also increased the total biomass, total leaf area and number, and also increased the ratio of stem/root biomass. When planted at mounded sites, the top-pruning had no significant effect on survival or growth of seedlings. However, the survival rate and height increment of the top-pruned seedlings was smaller than those of non-pruned seedlings. At non-mounded sites, top-pruning reduced the survival rate. However, there was no significant effect on either height or diameter increment. The top-pruning increased both leaf-area and leaf number, and increased root biomass and leaf biomass. [Conclusion] Poor situation of soil moisture and temperature and the competition with surface vegetation were the two key reasons for the low survival of planted seedlings at non-mounded sites. Improving soil moisture and temperature conditions and reducing the competition from surface vegetation by mounding could promote the survival and growth of the planted seedlings.
Key words: Fraxinus mandshurica    survival and growth    biomass    mounding    site preparation    top-pruning    

水曲柳(Fraxinus m and shurica)天然分布于我国北方、朝鲜北部、俄罗斯远东及日本北海道地区，既是温带地带性顶极群落阔叶红松(Pinus koraiensis)原始林的主要伴生树种，也是温带次生硬阔混交林的主要组成树种。研究表明，水曲柳在针阔混交林下(李景文等，2005)、杨(Populus davidiana)桦(Betula platyphylla)次生林内(陈大珂等，1982；宋新章等，2008)、次生杂木林下(陈大珂等，1982；王义弘等，1990；1994；韩有志等，2002a；2002b；2004；柏广新等，2013；许彦明等，2014)、人工针叶林下(王义弘等，1990；1994；2000；沈海龙等，1991；刘强等1991；胡立江等，2005；柏广新等，2013)和撂荒地(王义弘等，2000)均有良好的天然更新。但是笔者在对东北林业大学帽儿山实验林场水曲柳次生林68个2 m×2 m样方的调查中发现，没有天然更新水曲柳幼苗幼树的样方占调查样方数的81％，平均更新密度仅为475株·hm-2，且多为根桩萌蘖更新，与一些研究(韩有志等，2004；柏广新等，2013；许彦明等，2014)结果相似。另外，笔者在调查中还发现，70%的样方位于低洼地，土壤湿度大，甚至出现阶段性积水，63%的样方草灌丛生，9%的样方位于母树下，盘结的母树根系占据样方的大部。因此，笔者推测，土壤水热状况不良和草灌竞争可能是这种林分下水曲柳更新不良的主要原因。

整地(包含死、活地被物处理)可以提高造林成活率，增加新造幼树早期生长量(Zhu et al.， 2008;Lafleur et al.， 2011;Bai et al.， 2014;Amichev et al.， 2014)，因此本研究设计了高台整地(调整微生境水分状况)并对栽植面进行活地被物处理(排除竞争)，人工栽植水曲柳。另外，实际观察和研究(荆涛等，2002)发现，水曲柳根桩萌生能力很强且萌生枝条长势很旺，因此本研究同时配置了苗木截干试验，以检验苗木截干(促萌)是否能够提高成活率和增加初期生长量。本研究在水曲柳天然次生纯林下高台整地造林(及活地被物处理)并做截干处理，观察连续3个生长季土壤表层水分和温度的变化及水曲柳栽植苗的存活和生长发育状况，以期解释位于中下坡低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳天然更新不良的原因，为同样立地条件的水曲柳人工造林提供参考依据。

1 研究区概况

试验和调查地点位于东北林业大学帽儿山实验林场老山人工林实验站内，127°30′—127°34′E，45°21′—45°25′N，属长白山系张广才岭的西部小岭余脉，丘陵山地，海拔300 m左右；温带大陆性季风气候，年均气温2.8 ℃，≥10 ℃年积温2 000～ 2 500 ℃，全年无霜期120～140天。年降水量700～ 800 mm，集在中6—8月。土壤为典型的暗棕壤，还有沼泽土、草甸土和白浆土等非地带性土壤类型。原生群落类型为阔叶红松林，由于受各种破坏和建设性因素影响，现已演变为次生林区，并有一定数量的人工林分布，主要针叶树种有红松、落叶松(Larix spp.)、红皮云杉(Picea koraiensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)等，主要阔叶树种有水曲柳、黄波罗(Phellodendron amurense)、胡桃楸(Juglans m and shurica)、紫椴(Tilia amurensis)、糠椴(Tilia m and shurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)、桦(Betula spp.)、杨(Populus spp.)、榆(Ulmus spp.)和槭(Acer spp.)等。

研究林分处于海拔250 m左右的南坡中下部，为50年生左右的水曲柳天然次生林。地势比较平缓，坡度小于5°。林下土壤类型为暗棕壤，土层深度约30 cm，有季节性积水。调查林分面积约1.2 hm2，水曲柳占8成左右，有少量胡桃楸、紫椴和白榆(Ulmus pumila)等；林分平均高(23.5±5.5)m，平均胸径(26.84±8.62)cm，平均冠幅(10.5±2.0)m，平均郁闭度0.6，草灌层盖度达50%～90％。

2 研究方法 2.1 试验设置

采用两因素随机区组试验设计进行水曲柳造林试验。整地方式为因素1，设高台整地(MSP)和未整地(NSP)2个水平；幼苗预处理方式为因素2，设截干处理(TP)和未截干处理(NTP)2个水平，共计4种处理组合，即整地截干(MSPTP)、整地未截干(MSPNTP)、未整地截干(NSPTP)和未整地未截干(NSPNTP，CK)。4种处理组合构成1个试验小区，每个试验小区分成高台整地处理区和未整地处理区，二者相邻。高台整地区长×宽×高为2 m×1 m×30 cm，未整地区长×宽为2 m×1 m，每个试验小区为4 m2。在高台整地区配置1组截干苗和1组未截干苗，在未整地区配置1组截干苗和1组未截干苗，即每个试验小区有2组截干苗和2组未截干苗。每组3株苗呈三角形配置，保证株间距不小于80 cm。在试验林分内按地形和植被情况的不同设置5个区组(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ)，在每个区组内随机6个重复，即共计构成包含4种处理组合的试验小区30个。合计栽植截干处理和未截干处理的水曲柳苗各180株(每个试验小区2组×每组3株×每个区组6个重复×5个区组)，对每株栽植苗木进行编号、挂牌，以便于观测统计。

造林试验用水曲柳1年生苗来源于当地苗圃，苗木形态指标为地径(2.58±0.96)mm、苗高(15.8±2.8)cm、根长(10.65±3.10)cm。苗木截干处理方法为：在苗木根茎以上8 cm处，用经酒精消毒处理的剪枝剪剪去苗干。截干操作在苗木栽植后立即进行。

高台整地技术要求：首先对高台整地处理区进行割灌、除草和深翻处理，之后从试验处理区以外区域挖取土壤，堆砌成预定规格的高台，在高台上除草并松土处理。操作过程中注意不要对未整地处理区的土壤和死、活地被物造成干扰，保持其自然状态。

苗木栽植技术要求：栽植时间为整地当年(2002年)5月1—3日，采用缝植法，缝深20 cm，增加缝宽以增加栽植苗木的根系空间。

2.2 水曲柳栽植苗成活率和生长量观测

在苗木定植后连续3个生长季(栽植当年及其后2年)，在春季水曲柳栽植苗芽刚萌动时(生长初期，第2和第3年的4月23~25日)和秋季水曲柳栽植苗地上部分停止生长后(生长末期，每年9月17~19日)，观测调查水曲柳栽植苗木的成活和死亡状况(濒死苗木视作死亡)，统计株数，并对死亡苗木的特征详细观测记载；分别用钢卷尺(精度0.1 cm)和游标卡尺(精度0.01 cm)测定每株成活苗木的高度(胚轴高度除外)和基径(测量胚轴上部近地面茎径)。

2.3 标准木选取、观测和生物量测定

造林试验后第3个生长季，选取标准木进行生物量测定。分别区组对每种试验处理组合选取标准木，每区组选择生长正常的水曲柳栽植苗3株，每种处理组合15株(每区组3株5个区组共15株)，4种处理组合共计60株，做好编号和标记，于生长季结束(9月13~14日)时采集样品测定生物量。事先对取样信封按标准木编号做好标记，将对应编号的标准木上全部叶片采摘下来放在取样信封内，回到实验室对叶片进行计数并测量叶片长度和宽度，之后烘干称干质量，用于叶生物量计算。将标准木整株挖出，注意保护编号和标记；采挖时要尽可能保证根系完整性，挖出后用塑料薄膜对根系进行包裹，以防止运输过程中损伤根系。在实验室内将标准木根系冲洗干净，用滤纸吸干，之后将地上部分和根系分离，分别烘干称干质量，用于茎、根生物量计算。采用75 ℃烘干法测定各标准木的叶片、茎枝和根系干质量，烘干时间12 h，烘干后冷却至室温后称干质量。

2.4 表层土壤含水量和地表温度测定

根据栽植第2年物候观测结果，水曲柳栽植幼苗芽苞开放的比例于4月23~25日达到最高值，4月下旬至5月为生长初期，6月至7月为速生期，8月至9月中旬为生长后期，9月17~20日开始大量落叶。因此，栽植后第3年进行表层土壤含水量和地表温度测定时，在4~9月水曲柳苗木生长季内选择晴朗天气进行。土壤含水量和地表温度的具体调查日期分别见表 1和2。

表 1 生长季不同测定日高台整地区和未整地区土壤含水量① Tab.1 Soil moisture content in mounding and non disturbance areas at different investigation dates during the growth season
表 2 生长季不同观测日高台整地区和未整地区土壤地表日均温、最高温和最低温 Tab.2 Mean and extreme temperatures of soil surface in mounding and non disturbance areas at different investigation dates during the growing season

在每个区组的高台整地处理区和未整地处理区，各随机选取3个取样点(3次重复)，5个区组每种处理区共采集15个取样点。在选定的日期(表 1)，在每个采样点采集土壤含水量分析样品。在整个生长季内不同时期共计取样6次。取样方法为环刀法，取样后烘干称干质量。计算每个取样点的土壤含水量。

选择区组Ⅰ，Ⅲ和Ⅴ内的高台整地处理区和未整地处理区，在每个区组的不同处理区各随机选取1个定点观测点，3个区组每个不同处理区合计共3个观测点，2种处理共计6个观测点。去除死地被物后铲平土面，间隔30 cm平行放置最低、最高和地面温度计(温度计感应部位水银球的一半埋入土内)，进行土壤表层温度变化观测。在选定的日期(表 2)，从凌晨5时至下午15时，每间隔1 h，观测最低温度、日最高温度、瞬时温度。整个生长季共观测4次。

2.5 数据处理

数据处理采用Excel 2007软件进行，采用浙江大学Tang等(2013)开发的DPS(data processing system)系统进行方差分析和差异显著性检验。

3 结果与分析 3.1 生长季高台整地区和未整地区土壤含水量和地表温度的差异

从表 1可以看出，除了4月18日和5月23日差异不显著外，各个观测时间高台整地处理区(MSP)的含水量显著低于未整地处理区(NSP)的含水量，其中生长季5月3日和7月16日MSP含水量比NSP分别下降了22.28%(下降比率41.86％)和15.90%(下降比率41.45％)(P＜0.05)，生长季7月7日和9月12日分别相应降低了3.28%(下降比率8.29％)和8.49%(下降比率25.28％)(P＜0.05)；MSP在生长季的各观测时间(除5月3日外)上，均无区组效应(P＞0.05)，NSP在生长季的各观测时间(除4月18日和7月7日)上，区组效应均达显著水平(P＜0.05)。以平均变异系数为指标评价，MSP各观测点土壤含水量变异程度(平均变异系数17.21％)比NSP各观测点的变异程度(平均变异系数26.84％)明显变小。这表明整地处理有效降低了土壤的表层含水量及其变异幅度，促进地表含水量更趋于均匀一致。

从表 2可以看出，在水曲柳栽植苗生长季内，高台整地处理区(MSP)和未整地处理区(NSP)的日最高地面温度、日最低地面温度和日平均地面温度之间均未达到差异显著水平(P>0.05)，但MSP和NSP这3个温度指标的季节间增幅(表明土壤升温或降温的速度)存在差异。5月23日相对于5月5日，MSP的最高地温提高了23.46％，极显著高于同一时期NSP最高地温的增幅15.03％(P<0.01)；MSP的最低地温增幅(64.2％)显著高于NSP的最低地温增幅(43.16％)(P<0.05)；MSP的日均地温降幅(2.00％)与NSP的日均地温降幅(2.28％)无显著差异(P>0.05)。7月17日相对于5月23日，MSP的最高地温增幅和最低地温增幅分别为15.84％和44.36％，与NSP最高地温增幅和最低地温增幅(分别为18.1％和40.14％)之间无显著差异(P>0.05)；但MSP日均地温增幅与NSP日均地温增幅(分别为36.73％和45.99％)之间存在显著差异(P<0.05)，前者显著低于后者。9月13日相对于7月17日，MSP的最高地温和最低地温分别降低了15.63％和13.54％，与NSP的最高地温和最低地温降幅(分别为13.79％和12.43％)之间无显著差异，但MSP的日均地温降幅(7.5％)显著低于NSP的日均地温降幅(8.96％)(P<0.05)。

3.2 整地和截干处理对水曲柳栽植苗木保存率和死亡率的影响

从表 3可以看出，在苗木栽植后的3个生长季内，4种处理的水曲柳苗保存率(栽植当年为成活率)都呈现逐年降低趋势。整地未截干处理(MSPNTP)的水曲柳苗保存率在栽植后的3个生长季内均为最高，比未整地未截干处理(CK)的水曲柳苗保存率分别高出7.17％，13.37％和15.56％，达到差异显著水平(P<0.05)。整地截干处理(MSPTP)水曲柳苗的保存率仅次于MSPNTP，二者差异不显著(P>0.05)，在栽植后的3个生长季内比CK分别高出3.43％，8.17％和7.85％，差异达到显著水平(P<0.05)。未整地截干处理(NSPTP)水曲柳苗的保存率最低，在栽植后的3个生长季内分别比CK低4.49％，8.71％和13.87％，差异达到显著水平(P<0.05)。各处理对保存率的影响存在明显的区组效应(P<0.05)。

表 3 各处理下水曲柳苗木栽植后3年期间的保存率① Tab.3 Survival rates of planted Manchurian ash seedlings in the 3 years after planting under various treatments

从表 4可以看出，MSPNTP的水曲柳苗在各个生长季内的死亡率均低于同生长季内其他处理的死亡率，在栽植后的3个生长季内分别比CK低100％，64.73％和20.89％(P<0.05)。MSPTP水曲柳苗在各个生长季内死亡率高于MSPNTP但低于其他处理的死亡率，在栽植后的3个生长季内分别比CK低40.95％，52.58％和8.32％，差异达到显著水平(P<0.05)。MSPNTP和MSPTP之间水曲柳苗死亡率显著不差异(P＞0.05)。NSPTP的水曲柳苗在生长季内死亡率显著高于其他处理(P<0.05)，栽植后3个生长季内分别比CK高63.22％，69.22％和45.10％(P<0.05)，与保存率呈相反的变化趋势。各个处理组合水曲柳苗的越冬死亡率均较低，相互之间无显著差异(表 4)，说明越冬死亡率与整地和截干与否关系不大。

表 4 各处理下水曲柳苗木栽植后3年内死亡率 Tab.4 Mortality of the planted Manchurian ash seedlings during the 3 years after planting under various treatments

综合以上分析可以看出，高台整地处理显著提高了水曲柳栽植苗的保存率，提高的途径是有效降低水曲柳栽植苗在生长季节的死亡率，越冬死亡率对此无贡献。观察还发现，生长季节水曲柳的死亡主要发生在生长初期的5月上、中旬，此时期的死亡率占整个生长季内死亡率的80％左右。

3.3 整地和截干处理对水曲柳栽植苗高、径生长的影响中

从表 5可以看出，在栽植后的3个生长季内，水曲柳苗的高生长量和地径生长量逐年加大；高台整地处理和苗木截干处理对栽植的水曲柳苗的高和地径生长表现不同的影响格局。整地未截干(MSPNTP)处理的水曲柳栽植苗苗高生长最优，在栽植后的3个生长季内，水曲柳栽植的苗高和苗高生长量分别比未整地未截干(CK)高出19.37％，27.13％和35.80％及100.53％，50.00％和64.17％，差异均达到显著水平(P<0.05)。整地截干(MSPTP)的水曲柳苗高和苗高生长量低于MSPNTP的，但差异未达显著水平，与CK的苗高和苗高生长量相比分别高出13.90％，16.67％和19.78％及72.15％，24.85％和29.96％，差异显著(P<0.05)。未整地截干(NSPTP)处理的水曲柳栽植苗苗高和苗高生长量均比CK低，但差异均不显著。这些结果说明，高台整地处理可以显著促进水曲柳栽植苗的高生长，且这种促进效应至少在栽植后3个季节内能得到保持，但苗木截干处理对水曲柳栽植苗的高生长没有促进效应。

表 5 各处理下水曲柳苗木栽植后3年间的高、径生长量① Tab.5 Height and basal diameter increment of the planted Manchurian ash seedlings in the 3 years after planting

从表 5还可以看出，在栽植后的第1个生长季内，各个不同处理的水曲柳栽植苗地径和生长量之间无显著差异(P>0.05)，生长量均很小，表明水曲柳苗在栽植后需要缓苗，生长滞后。MSPNTP水曲柳栽植苗的地径及地径生长量最高，在栽植后的第2和第3个生长季内水曲柳栽植苗地径和地径生长量分别比CK高出18.49％，32.03％和43.52％，56.25％，差异显著(P<0.05)。MSPNTP的水曲柳苗的地径和地径生长量仅略低于MSPTP的，但二者差异不显著，在栽植后的第2，3个生长季内比CK的地径和地径生长量分别高出17.50％，21.68％和37.04％，36.61％，差异显著(P<0.05)。在栽植后第1个生长季内，NSPTP的地径和地径生长量与CK的差异不显著，但在栽植后的第2和第3个生长季内，NSPTP的地径和地径生长量比对照分别高出11.25％，12.50％和2.78％，16.96％，差异达到显著水平(P<0.05)。

3.4 整地和截干处理对水曲柳栽植苗叶片形态和数量的影响

从表 6可以看出，整地截干(MSPTP)、整地未截干(MSPNTP)、未整地截干(NSPTP)与未整地未截干(CK)处理的水曲柳栽植苗最大叶片与最小叶片的叶长和叶宽以及平均叶片数量之间差异显著(P<0.05)，但这些处理的水曲柳栽植苗最大与最小叶片的叶片数量以及叶片平均长度和宽度之间差异不显著(P>0.05)；MSPTP的水曲柳栽植苗的最大、最小和平均叶片的长度、宽度和数量均比MSPNTP的高，但差异均未达到显著水平(P＞0.05)；除了平均叶片数量之间差异显著(P<0.05)外，MSPTP及MSPNTP和NSPTP之间的水曲柳栽植苗叶片指标的差异与MSPTP和MSPNTP之间的差异相似，均未达显著水平(P＞0.05)。以上结果说明，高台整地处理对水曲柳栽植苗的平均叶片数量有较大的促进作用，对叶片平均大小影响不大，对最大叶片和最小叶片的数量影响不大，但对最大叶片和最小叶片的大小有较大的副影响；高台整地情况下，苗木截干处理对水曲柳栽植苗的叶片形态和数量影响不大，而未整地情况下，苗木截干处理对水曲柳栽植苗叶片形态和平均叶片数量有较大的影响。

表 6 各处理下栽植后第3年水曲柳栽植苗的叶片大小和数量变化① Tab.6 Leaf size and number of the planted manchurian ash seedlings in the third year after planting under various treatments
3.5 整地和截干处理对水曲柳栽植苗生物量累积及分配的影响

从表 7可以看出，整地截干(MSPTP)、整地未截干(MSPNTP)、未整地截干(NSPTP)的水曲柳栽植苗的总生物量、叶生物量、茎生物量(MSPTP除外)和根生物量与未整地未截干(CK)处理的各相应指标的差异均达到了显著水平(P<0.05)。MSPTP水曲柳栽植苗的总生物量、叶生物量和根生物量与CK差异显著，其叶和根生物量比CK的分别高88.42％和96.72％，且也高于其他各处理；其茎生物量与CK的差异虽不显著(P>0.05)，但数量上也高出15.18%之多。MSPNTP水曲柳栽植苗的各生物量指标与CK的差异均达到显著水平，其总生物量和茎生物量比CK的高出65.94％和90.10％，也高于其他各处理。NSPTP水曲柳栽植苗的各生物量指标与CK的差异均达到显著水平，其总生物量、叶生物量、茎生物量和根生物量比CK的高出32.49％，35.26％，33.00％和30.75％。

表 7 各处理下水曲柳苗木栽植后第3年的生物量 Tab.7 Biomassof the planted Manchurian ash seedlings in the third year after planting under various treatments

从表 8可以看出，MSPTP水曲柳栽植苗的根生物量比重和根/茎生物量比显著高于其他各处理(P<0.05)，比CK的分别高出20.00％和70.27%，反过来其茎生物量比重最低，比CK的低29.73%，比MSPNTP的低47.14%，差异均达显著水平(P<0.05)；MSPNTP水曲柳栽植苗的根生物量比重和根/茎生物量比最小，分别比CK的低10.00%(P>0.05)和20.72%(P<0.05)，反过来其茎生物量比重最大，显著比CK的大13.51%；NSPTP水曲柳栽植苗的茎、根生物量比重及根/茎生物量比与CK相差很小，差异不显著(P>0.05)；各个处理之间水曲柳栽植苗的叶生物量比重差别很小，差异不显著(P>0.05)。这些分析结果表明，对水曲柳苗截干处理显著地增加了生物量向地下部分的分配、显著降低了径生物量的分配量，而整地处理则提高了生物量向地上部分的分配。

表 8 各处理下水曲柳苗木栽植后第3年各部分生物量的分配 Tab.8 Organ biomass distribution of the planted Manchurian ash seedlings in the third year after planting under various treatments
4 结论与讨论

整地是造林前造林地处理的一项基本技术措施，在干旱、水湿、寒冷地带造林尤为重要(张延龄，1960；马履一等，1993；邵立新，2014；Zhu et al.， 2008；Lafleur et al.， 2011；Amichev et al.， 2014)，由于化学除草方法造林地处理的环境问题影响，物理方法整地近年来更受重视。本研究结果表明，配合去除死活地被物处理的高台整地措施，可以有效降低低洼地带水曲柳次生纯林林下栽植点的生长季表层土壤含水量及其变化幅度；高台整地增加了生长初期(5月)地表温度升幅、降低了生长末期(9月)地表温度减幅、降低了生长季地表温度变幅，使地表温度趋于匀质化；提高了栽植苗木的成活率和保存率，降低了生长季苗木死亡率，有效提高了直径和苗高生长量，提高了苗木不同大小叶片的叶面积及整体叶片数量，提高了苗木各部分生物量和总生物量。一些研究也有相似的结果：针对长白落叶松(Larix olgensis)的研究结果(Zhu et al.， 2008)表明，去除凋落物和活地被物的整地措施可以保证落叶松皆伐迹地和间伐林林下更新落叶松幼苗的存活，没有进行整地的皆伐迹地和间伐林地的落叶松更新苗1年后全部消失；块状除草皮对相思(Acacia concurrens)的成活和生长有良好的促进作用(Bai et al.， 2014)；针对黑云杉(Picea mariana)栽植苗的研究结果(Lafleur et al.， 2011)表明，高台整地可以有效提高矿质土壤裸露率和排水良好基质的比率(比对照分别高25%和57%)，使黑云杉栽植苗比对照地高出25%；在寒冷的西林吉地区造林，整地可以提高地温1.2～1.8 ℃(马履一等，1993)。也有没有效果的报道，如块状除草皮对桉树(Eucalyptus crebra)没什么效果(Bai et al.， 2014)。综合本研究和绝大多数研究结果，土壤水热状况不良和地被物竞争是中下坡低洼地带水曲柳次生纯林林下水曲柳更新幼苗存活和生长差的重要原因，高台整地配合死活地被物去除处理，可以改善土壤水热状况、削弱地被物竞争，促进栽植苗的成活和成长。

本研究结果表明，与未截干处理相比，苗木截干处理能增加水曲柳栽植苗地径生长量、最大和最小叶片的大小及叶片总数，能显著提高水曲柳栽植苗根和叶生物量的积累，能使生物量更多地向根系分配，对改变叶生物量的分配没有影响；提高水曲柳栽植苗成活率和保存率、降低死亡率、增加高生长等方面的效果差。实践中可以观察到水曲柳根桩有很强的萌蘖能力，甚至被砍掉的小苗的根桩都能萌蘖长出质量很好的干条。一些水曲柳更新的自然观察研究结果(荆涛，2002；沈海龙等，1991；韩有志等，2004)和截干促萌研究结果以及暴马丁香(Syringa reticulate)(王齐瑞，2012)、四合木(Tetraena mongolica)(王震等，2013)等其他树种的平茬效果研究成果也都有这方面的佐证。但本研究中水曲柳截干处理并没有获得相关研究得到的提高成活率和保存率、促进高生长的效果。分析原因可能是造林苗木年龄小、根系发育不足，不能够提供萌条快速、强壮生长所需的营养条件导致。实践中大树根桩萌条特别粗壮的现象，及苗圃中为生产粗壮、高大萌生主干而使用定植多年根系促萌的实践可以为本推论提供佐证。

本项研究针对高台整地(配合死活地被物处理)和截干促萌处理的效果还只是造林初期3年期间的观测分析结果，更长时间的结果如何，还有待于进一步的观察和分析。对高台整地后水曲柳天然更新状况和由种子转化成苗的过程进行研究，有助于更清晰地解释更新差的原因，有待于下一步研究。

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