杉木小造林密度林分生長(zhǎng)狀況分析

張加汪

摘 要：以常規(guī)造林密度（3 086株/hm2）、經(jīng)2次間伐的杉木林為對(duì)照，對(duì)杉木小造林密度（630株/hm2）林分生長(zhǎng)狀況進(jìn)行比較分析。研究結(jié)果表明：造林密度630株/hm2，在林木整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不間伐，39a生平均胸徑、平均樹高為33.4cm和21.9m，胸徑變異系數(shù)19.4%、樹高變異系數(shù)13.2%，林木分化小，樹干通直，林相整齊。冠幅達(dá)8.52m，冠長(zhǎng)17.8m，樹冠生長(zhǎng)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)個(gè)體間彼此獨(dú)立，沒有重疊、交叉、穿插，競(jìng)爭(zhēng)不強(qiáng)烈。Cmj和Cmm處理由于造林密度較大，株行距較小，冠幅生長(zhǎng)受到抑制，并沒有隨著林齡的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，更沒有達(dá)到樹冠生長(zhǎng)的最大值。26a生Xms與Cmj處理比，平均胸徑增加12.8%，平均樹高增加4.6%。林分蓄積量以Cmj處理為高，單株材積則以Xms為高，從培育大徑材的角度分析采取Xms處理較好，生產(chǎn)中小徑材的林分應(yīng)以Cmj為好。Xms與Cmj林分蓄積量間差異達(dá)到極顯著水平，Cmj比Xms增加82.0%；Xms與Cmj單株材積間差異達(dá)到顯著水平，Xms比Cmj增加31.8%。灌木層、草本層物種豐富度sp均表現(xiàn)為Xms>Cmj>Cmm。

關(guān)鍵詞：杉木；小造林密度；生長(zhǎng)狀況

中圖分類號(hào) S791.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-7731（2013）06-110-04

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國(guó)特有的用材樹種，在我國(guó)南方林區(qū)廣為栽培，其造林面積和林分蓄積均居我國(guó)人工林首位[1-2]。在杉木培育過(guò)程中經(jīng)營(yíng)密度管理是一個(gè)十分敏感而且有著重要價(jià)值的技術(shù)問(wèn)題，直接影響林分對(duì)光能利用率及對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)與水肥的吸收狀況，從而影響林分生產(chǎn)力[3]。目前人工林培育具有更高的目標(biāo)性和計(jì)劃性，要培育杉木大徑材，密度大小影響深刻。俞新妥等研究杉木經(jīng)營(yíng)密度后認(rèn)為：初植密度大的林分，如間伐措施跟不上，是很難培育大徑材的[4]。林分密度越大，大徑材出現(xiàn)時(shí)間越晚，機(jī)率越小。國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者研究認(rèn)為，培育杉木大徑材應(yīng)采取低密度管理模式[5-8]。林分低密度管理有2種方式，一是稀植不間伐，目標(biāo)樹在造林時(shí)既已明確；二是造林密度較大，在生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)1～2次間伐，最終保留一定數(shù)量杉木培育大徑材。以往培育杉木大徑材多采取后者。如張俊欽等研究認(rèn)為在較高初植密度3 600株/hm2的林分中，采取間伐保留1 230株/hm2、1 470株/hm2 2種密度模式為合理經(jīng)營(yíng)密度[5]。楊維榮、梁文英提出在較大造林密度的中齡林杉木林分中，可選擇間伐強(qiáng)度按林分總株數(shù)30%的逐步間伐方式[9-10]。筆者同樣認(rèn)可采取中高初植密度，再經(jīng)過(guò)多次間伐是培育杉木大徑材的一條途徑。但中高造林密度在林木生長(zhǎng)過(guò)程中樹冠易交接、重疊、穿插而影響林木生長(zhǎng)與形質(zhì)性狀。有人認(rèn)為幼林在樹冠接近時(shí)就產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)而影響林木生長(zhǎng)[11]。筆者考慮到間伐過(guò)程中難免損害保留木，也考慮到降低生長(zhǎng)成本的問(wèn)題，認(rèn)為造林時(shí)直接確定保留目的樹，在林木生長(zhǎng)過(guò)程中樹冠彼此獨(dú)立，采取低密度造林模式，培育杉木大徑材值得嘗試。為此，筆者進(jìn)行了小初植密度試驗(yàn)，分析林分生長(zhǎng)狀況，以期為杉木定向培育大徑材提供生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可借鑒的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于福建省大田桃源國(guó)有林場(chǎng)，位于E117°24′-117°33′、N26°7′-26°19′。屬中亞熱帶大陸性兼海洋性季風(fēng)氣候，年平均溫度19.5℃，極端最低溫度-5.5℃，最高溫度為4O℃，大于10℃年積溫為6 215℃，無(wú)霜期滿300d；平均降水量1 700～1 900mm，3～8月降雨量為全年75%，大于0.1mm的年降雨日數(shù)163d，平均相對(duì)濕度79%；年平均風(fēng)速1.6m/s；冬短夏長(zhǎng)，四季分明，屬福建武夷山東伸支脈地帶，東南方為戴云山脈，海拔320～550m，有利于巖石風(fēng)化、土壤淋溶、富鋁化作用、植物生長(zhǎng)，土壤類型為山地紅壤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 小造林密度（Xms）試驗(yàn)地設(shè)在桃源國(guó)有林場(chǎng)丁板工區(qū)118林班17大班5小班，分別在上、中、下坡各建立1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地面積20m×30m。黃紅壤，坡度20°左右，立地類型為I類地。該試驗(yàn)地為1975年?duì)I造的杉木純林（原計(jì)劃營(yíng)建初級(jí)種子園，后因故放棄），造林密度630株/hm2，株行距4m×4m，塊狀整地，穴規(guī)格60cm×60cm×40cm。造林后連續(xù)撫育5a，1～3a全鋤2次，后2a除草1次，施肥1次，每株施肥1kg，施肥比例N：P：K為3∶1∶1。

常規(guī)造林I（Cmj）選擇同樣為1975年?duì)I造的杉木純林，在Xms3塊標(biāo)準(zhǔn)地相對(duì)應(yīng)的坡段建立3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，立地條件、經(jīng)營(yíng)管理與Xms相似，造林密度3 086株/hm2，株行距1.8m×1.8m，施肥量630kg/hm2，雨后撒施。1983年第1次間伐，保留2 160株/hm2，1991年第2次間伐，保留1 500株/hm2，1999年主伐（26a生）。常規(guī)造林II（Cmm）選擇與Xms處理相似的立地條件、同樣經(jīng)營(yíng)管理的13a生杉木純林，造林密度3 086株/hm2。

從表1可以看出，不同處理樹冠生長(zhǎng)狀態(tài)存在明顯差異。Xms處理39a生冠幅達(dá)8.5m、冠長(zhǎng)17.8m，與Cmj（26a生）和Cmm（13a生）比，冠幅分別增加34.5%和45.6%，冠長(zhǎng)分別增加34.5%和45.6%。表明小造林密度樹冠生長(zhǎng)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)個(gè)體間彼此獨(dú)立，沒有重疊、交叉、穿插，競(jìng)爭(zhēng)不強(qiáng)烈。Cmj和Cmm雖然處于不同的生長(zhǎng)時(shí)期，但由于造林密度較大，株行距較小，冠幅生長(zhǎng)受到抑制，并沒有隨著年齡的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，更沒有達(dá)到樹冠生長(zhǎng)的最大值。上層樹冠對(duì)光照的阻擋、吸收和放射使到達(dá)林分內(nèi)的光照減少，林分自然整枝加快，葉面積急劇減少。一旦樹冠萎縮、抬升，即使通過(guò)間伐調(diào)控密度，也無(wú)法恢復(fù)正常的樹冠。顯然，較大密度下樹冠生長(zhǎng)受到了抑制，對(duì)材積的積累將會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

表1中還可以看出：冠長(zhǎng)率大小順序?yàn)閄ms>Cmm>Cmj，樹冠形狀大小順序?yàn)镃mm>Cmj>Xms。表明39a生林分樹冠較擴(kuò)展，保證林木個(gè)體擁有足夠空間，群體最大限度利用空間和發(fā)揮潛力。冠長(zhǎng)率的大小直接影響到林木胸徑生長(zhǎng)率的高低，較為客觀地反映出林分的生長(zhǎng)狀況[12]。Cmj、Cmm處理在生長(zhǎng)過(guò)程中樹冠生長(zhǎng)受到株行距的限制，長(zhǎng)期在擁擠空間中生長(zhǎng)。小造林密度處理均較合理，意味著有較大的生長(zhǎng)潛力。

表2是Xms處理13a生冠幅生長(zhǎng)過(guò)程。從表2中可知，在Xms處理中，冠幅生長(zhǎng)在造林后年增長(zhǎng)量隨著林齡增加而增長(zhǎng)，直至8a生時(shí)出現(xiàn)回落，此時(shí)冠幅生長(zhǎng)在3.5～4.0m，即杉木樹冠生長(zhǎng)在不受或少受約束的情況下，樹冠未接、林分沒有充分郁閉的條件下，冠幅生長(zhǎng)最大值出現(xiàn)在7～8a。13a生冠幅能夠達(dá)到6.31m。同樣是13a生Cmm處理平均冠幅為2.21m。顯然，Cmm處理冠幅生長(zhǎng)受到了極大的限制?，F(xiàn)在大多數(shù)杉木初植密度在2 500～3 000株/hm2，甚至達(dá)到3 600株/hm2以上，株行距在2m以下，在5a生時(shí)樹冠已經(jīng)開始交接，樹冠生長(zhǎng)空間有限，冠幅生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制。由此筆者認(rèn)為：為了培育大徑材，初植密度應(yīng)當(dāng)適度降低，間伐林齡適當(dāng)提前，避免因林分過(guò)早郁閉而影響林木整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育。

2.2 高徑生長(zhǎng)比較分析 表4是不同處理杉木林生長(zhǎng)狀況測(cè)定結(jié)果。從表4中可以看出，39a生Xms處理杉木林分平均胸徑、平均樹高為33.4cm和21.9m，平均胸徑、平均樹高年生長(zhǎng)量分別為0.86cm和0.56m。最大胸徑43cm，最大樹高30m。胸徑變異系數(shù)19.4%、樹高變異系數(shù)13.2%，林木分化小，樹干通直，林相整齊。按照大徑木胸徑大于或等于26cm的標(biāo)準(zhǔn)，39a生Xms處理林分均已達(dá)大徑木培育目標(biāo)。

表4中還可以看出：同樣是26a生林分，Xms處理平均胸徑、平均樹高分別達(dá)到25.5cm和18.1m，平均胸徑、平均樹高年生長(zhǎng)量分別為0.98cm和0.70m。Cmj處理平均胸徑、平均樹高分別達(dá)到22.6cm和17.3m，平均胸徑、平均樹高年生長(zhǎng)量分別為0.87cm和0.67m。Xms與Cmj處理比，平均胸徑增加12.8%，平均樹高增加4.6%，表明小造林密度有利于個(gè)體胸徑生長(zhǎng)。這與以下因素有關(guān)：一般經(jīng)營(yíng)密度較大時(shí)，冠幅生長(zhǎng)受到抑制，促進(jìn)了樹冠的垂直生長(zhǎng)，有利于樹高的生長(zhǎng)；另一方面，杉木人工林的營(yíng)養(yǎng)系統(tǒng)作為一個(gè)整體栽植密度低時(shí)，其下部位側(cè)枝生長(zhǎng)因?yàn)樯L(zhǎng)空間較寬裕而未受限制從而生長(zhǎng)較旺盛，消耗一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而影響頂端優(yōu)勢(shì)的生長(zhǎng)，而經(jīng)營(yíng)密度較大的杉木林因冠幅生長(zhǎng)較擁擠而限制了中下部位側(cè)枝生長(zhǎng)，反而為頂端生長(zhǎng)集中了較好的營(yíng)養(yǎng)保障。為了減少下部枝葉消耗養(yǎng)分，培育高干無(wú)節(jié)干材，采取修枝是必要的。

3 小結(jié)與討論

3.1 采取小造林密度經(jīng)營(yíng)模式是培育彬木的一種途徑 試驗(yàn)結(jié)果表明：造林密度630株/hm2，在林木整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不間伐，39a生平均胸徑、平均樹高為33.4cm和21.9m，胸徑變異系數(shù)19.4%、樹高變異系數(shù)13.2%，林木分化小，樹干通直，林相整齊。但小造林密度林分郁閉時(shí)間遲，林內(nèi)雜灌草較多，與杉木爭(zhēng)奪水肥，撫育成本加大。田新輝等認(rèn)為：在森林培育的整個(gè)過(guò)程中，林分密度是制約林木群體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的關(guān)鍵因素。合理的造林密度能夠使造林地適時(shí)郁閉，增強(qiáng)林分生長(zhǎng)穩(wěn)定性和抗逆性[17]。建議小密度造林應(yīng)該適度套種或利用時(shí)間差在林下套種小喬木或灌木狀經(jīng)濟(jì)植物。

3.2 不同經(jīng)營(yíng)密度對(duì)杉木樹冠影響不同 試驗(yàn)結(jié)果表明：39a生Xms處理冠幅達(dá)8.52m、冠長(zhǎng)17.8m，樹冠生長(zhǎng)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)個(gè)體間彼此獨(dú)立，沒有重疊、交叉、穿插，競(jìng)爭(zhēng)不強(qiáng)烈。Cmj和Cmm處理由于造林密度較大，株行距較小，冠幅生長(zhǎng)受到抑制，并沒有隨著林齡的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，更沒有達(dá)到樹冠生長(zhǎng)的最大值。為了培育大徑材，初植密度應(yīng)適當(dāng)降低，間伐林齡適當(dāng)提前。值得探討的是，小密度造林枝下高低、分枝粗大，不及時(shí)修枝難以培育優(yōu)質(zhì)大徑材，容易形成明顯結(jié)疤。結(jié)疤存在降低了木材等級(jí)和價(jià)值。有必要深入研究小密度造林修枝方法，培育高干無(wú)節(jié)的杉木干材。

3.3 不同密度造林生長(zhǎng)量存在差異 試驗(yàn)結(jié)果表明：同林齡（26a生）Xms與Cmj處理比，平均胸徑增加12.8%，平均樹高增加4.6%。林分蓄積量以Cmj處理為高，單株材積則以Xms為高，方差分析表明：Xms與Cmj林分蓄積量間差異達(dá)到極顯著水平，Cmj比Xms增加82.0%；Xms與Cmj單株材積間差異達(dá)到顯著水平，Xms比Cmj增加31.8%。從培育大徑材的角度分析采取Xms處理較好，生產(chǎn)中小徑材的林分應(yīng)以Cmj處理為好。

3.4 小密度造林有利于林下植被發(fā)育 研究結(jié)果表明：灌木層、草本層物種豐富度sp均表現(xiàn)為Xms>Cmj>Cmm。不同密度、不同時(shí)期、不同經(jīng)營(yíng)管理措施對(duì)物種多樣性影響深刻。杉木林地力衰退嚴(yán)重是影響杉木健康發(fā)展的瓶頸[18-19]，發(fā)育林下植被是恢復(fù)人工林地力的重要途徑。保護(hù)和恢復(fù)林下植被對(duì)杉木可持續(xù)經(jīng)營(yíng)有重要意義。

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