杉木林分密度對(duì)林分生長(zhǎng)的影響研究

吉靈波，舒德偉

(1.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南 昆明 650224;2.昆明市東川區(qū)林業(yè)局，云南 東川 654100)

杉木林分密度對(duì)林分生長(zhǎng)的影響研究

吉靈波1，舒德偉2

(1.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南 昆明 650224;2.昆明市東川區(qū)林業(yè)局，云南 東川 654100)

林分密度是影響林分生長(zhǎng)的重要因素。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，闡述了相關(guān)學(xué)者對(duì)杉木林分密度與林分胸徑、樹(shù)高、蓄積量、株數(shù)之間關(guān)系，以及杉木林分各個(gè)生長(zhǎng)階段密度指標(biāo)的選擇等研究結(jié)果，認(rèn)為林分密度在很大程度上決定了林分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直接影響了林分的生長(zhǎng)狀況，故在杉木林分的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中都應(yīng)對(duì)其密度進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)林工作的最佳效益。

杉木；林分密度；密度指標(biāo)；林分生長(zhǎng)

造林密度的確定、樹(shù)種各個(gè)生長(zhǎng)階段的撫育間伐標(biāo)準(zhǔn)以及采伐強(qiáng)度等都是為了在有限的自然條件下充分發(fā)揮林木的各種效益作用。而林分密度正是影響林分生長(zhǎng)的重要因素。探討杉木林分密度對(duì)林分生長(zhǎng)的影響，可為杉木的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)研究提供重要的依據(jù)。

在林木生長(zhǎng)過(guò)程中，有兩大主要因素影響著其生長(zhǎng)：自然因素和人為因素。自然因素包括林木生長(zhǎng)的大環(huán)境以及所處的生態(tài)系統(tǒng)，即氣候、地形、土壤、海拔、其他物種、自然災(zāi)害等因素；人為因素包括種苗、施肥、撫育、管護(hù)、人為破壞等。在這些因素中，人為因素能更及時(shí)、迅速、簡(jiǎn)便地根據(jù)林木的生長(zhǎng)需要而進(jìn)行調(diào)整。

林分密度是指林地單位面積內(nèi)的林木數(shù)量，其不但對(duì)整個(gè)林分結(jié)構(gòu)造成直接影響，造成同樹(shù)種不同密度下的的生長(zhǎng)差異，而且也間接地影響了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)[1]。密度控制的主要途徑是采取人為措施調(diào)整干擾，故如何控制合理的林分密度，調(diào)整林木對(duì)環(huán)境的利用率，使其充分發(fā)揮森林的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益一直是林業(yè)工作的重點(diǎn)問(wèn)題。所謂合理的經(jīng)營(yíng)密度，是指針對(duì)不同的培育目標(biāo)采取不同的密度控制，如培育杉木大徑材需要主伐時(shí)既有相對(duì)大的大徑材比例，又有合適的大徑材株數(shù)[2]。采取合理密度可優(yōu)化群體生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高群體對(duì)環(huán)境資源的利用率，從而反哺整個(gè)群體，提高整個(gè)群體的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力[3]。

1 林分密度控制圖

在林業(yè)工作中，常常會(huì)為了簡(jiǎn)化工作過(guò)程、提高工作效率而采用許多經(jīng)驗(yàn)式的理論和方法，如樹(shù)種的材積表、出材率表、地位指數(shù)表等。林分密度控制圖就是這樣的一個(gè)從實(shí)踐生產(chǎn)中誕生的理論。

20世紀(jì)50年代，日本學(xué)者吉良龍夫通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)草本植物種群的研究，發(fā)現(xiàn)其種群密度與生長(zhǎng)之間存在著一種近似等式的數(shù)量關(guān)系，而后被林業(yè)和生態(tài)學(xué)家驗(yàn)證，這種種群密度與生長(zhǎng)之間的關(guān)系同樣可以應(yīng)用到林業(yè)生產(chǎn)中[4-5]。Deaugelis和O′N(xiāo)aill[6]對(duì)娑羅雙和柚木的林分自疏研究以及趙學(xué)農(nóng)[7]對(duì)木果石櫟林分密度、自疏效應(yīng)的研究均借鑒了吉良龍夫的發(fā)現(xiàn)。但這些研究應(yīng)用到林業(yè)中，由于受到林木種類(lèi)及多因素的影響，都存在一定的局限性：簡(jiǎn)單和復(fù)雜的模型在林業(yè)中應(yīng)用范圍都較小，而且很難完全考慮到各個(gè)因子對(duì)林分的綜合影響。劉景芳在編制杉木林分密度控制圖的研究中認(rèn)為，這一理論在林分疏密度相同時(shí)才有意義[8]。

2 密度與生長(zhǎng)

林分密度決定不同目標(biāo)培育樹(shù)種的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，林木胸徑、樹(shù)高是判斷不同目標(biāo)培育樹(shù)種成材規(guī)格的重要指標(biāo)，而且密度對(duì)林木胸徑的生長(zhǎng)具有非常顯著的影響[9]。在林木生長(zhǎng)初期，林分密度大的郁閉快，能很快形成森林小氣候，反哺促進(jìn)林木樹(shù)高、胸徑的生長(zhǎng)；在生長(zhǎng)中后期階段，過(guò)密的林分會(huì)導(dǎo)致林分內(nèi)部個(gè)體之間競(jìng)爭(zhēng)激烈，抑制林木的生長(zhǎng)，使林分內(nèi)部生長(zhǎng)參差不齊，自然枯死率較高，從而產(chǎn)生林分自然稀疏現(xiàn)象，不利于形成穩(wěn)定的群體結(jié)構(gòu)，推遲目標(biāo)樹(shù)種的成材利用時(shí)間[10-11]。

葉功富等[12]研究表明，不同密度杉木林分中的林木單株材積之間差異顯著，其材積隨林分密度的增加而減??；隨著林分密度的增大，杉木的蓄積量表現(xiàn)為增大的趨勢(shì)，這種增長(zhǎng)的幅度隨著年齡的增大呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，在20年生時(shí)已不再顯著；隨著林分密度提高則小徑木增加；根據(jù)對(duì)4種密度林分樹(shù)高生長(zhǎng)的調(diào)查分析，表明在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中各密度林分樹(shù)高呈平行增長(zhǎng)。

童書(shū)振等[13]研究也得出相似的結(jié)論：不同密度的杉木林分，林木枝下高亦不同，其隨著年齡和密度的增加而遞增，但到12年生后，枝下高趨于穩(wěn)定，變化不大；不同林分密度對(duì)杉木冠幅生長(zhǎng)的影響，總的規(guī)律是隨密度的增加而遞減；不同林分密度的蓄積生長(zhǎng)量均隨年齡的增加而遞減；各密度間的蓄積生長(zhǎng)量隨密度的增加而遞增，但到某一年齡時(shí)，高密度的蓄積生長(zhǎng)量卻有下降的趨勢(shì)。

應(yīng)金花等[14]在2001年經(jīng)過(guò)定位研究得出，煉山與不煉山第二茬杉木造林成活率與2年生的生長(zhǎng)量并沒(méi)有顯著差異，且在2003年時(shí)再次通過(guò)研究得出，第一茬杉木林較高的林分密度雖然可以提高單位面積蓄積量，但對(duì)長(zhǎng)期生產(chǎn)力的維持不利，其對(duì)地力的影響程度甚至超過(guò)立地管理措施，前茬林分密度過(guò)大(密度超過(guò) 1 500 株/hm2)，這可能是杉木連栽地力衰退的又一主要原因之一[15]。

黃建等[16]研究表明，隨著林分密度的增大，杉木的蓄積量表現(xiàn)為增大的趨勢(shì)，同時(shí)蓄積量與株數(shù)、胸徑呈正相關(guān)關(guān)系，株數(shù)、胸徑越大，蓄積量越大，而株數(shù)越多，胸徑則越小。而為了培養(yǎng)杉木大徑材(D>26 cm)，在單位面積保證一定的蓄積前提下，林木的株數(shù)不能過(guò)多或過(guò)少，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐得出，杉木的合理密度為1 050株/hm2。

3 合理選擇林分密度指標(biāo)

對(duì)于林分密度,需要用不同的方式將林分內(nèi)林木的擁擠情況表現(xiàn)出來(lái)，以更好地表現(xiàn)林分間的差異，這就需要一個(gè)林業(yè)上的衡量指標(biāo)—林分密度指標(biāo)。對(duì)于不同樹(shù)種的不同時(shí)期，可能選擇的林分密度指標(biāo)都有所差異，所以許多林分密度指標(biāo)都有它的適用范圍。目前世界上常用的指標(biāo)有株數(shù)密度、單位面積斷面積、疏密度、Reineke密度指數(shù)、樹(shù)冠競(jìng)爭(zhēng)因子、樹(shù)木面積比、相對(duì)植距和優(yōu)勢(shì)高—營(yíng)養(yǎng)面積比等[17-20]。

林思祖等[21]利用半峰寬公式計(jì)算出杉木的合理密度經(jīng)營(yíng)度區(qū)間為0.64～0.88。據(jù)此可通過(guò)最大密度模型和合理密度經(jīng)營(yíng)度區(qū)間來(lái)計(jì)算杉木的保留密度。涂育合等[22]根據(jù)最大密度數(shù)學(xué)模型，擬合調(diào)查數(shù)據(jù)分析，得到培育杉木大徑材在主伐時(shí)的適宜密度指標(biāo)：18指數(shù)級(jí)時(shí)為1 005～1 382株/hm2，20指數(shù)級(jí)時(shí)為959～1 319株/hm2。

4 結(jié)語(yǔ)

林分密度管理已成為林業(yè)目標(biāo)經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)，杉木林分的群體結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移而變化發(fā)展，在各個(gè)不同生長(zhǎng)階段均有其相應(yīng)的適宜密度。在相同的立地條件下，隨著密度的增加，林分營(yíng)養(yǎng)面積以及平均胸徑呈遞減趨勢(shì)。杉木林分適宜經(jīng)營(yíng)密度的范圍，可由樹(shù)冠的生長(zhǎng)情況和林木個(gè)體之間所允許的樹(shù)冠重疊程度來(lái)確定，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)個(gè)體的充分發(fā)育和整個(gè)群體的高生產(chǎn)力[23-25]。

林分密度在很大程度上決定了林分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直接影響了林分的生長(zhǎng)狀況。故在杉木的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中都要對(duì)其林分密度進(jìn)行控制，包括造林密度的確定、間伐強(qiáng)度與次數(shù)、間伐間隔期與起止期的確定等措施，并求得他們的最優(yōu)組合，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)林工作的最佳經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)杉木由于連載導(dǎo)致地力衰退從而嚴(yán)重影響生長(zhǎng)，環(huán)境問(wèn)題以及人為活動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)生物多樣性被嚴(yán)重破壞，從而間接影響林分生長(zhǎng)等問(wèn)題，都是在日后值得研究與探討的。

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Influence of Stand Density ofCunninghamialanceolateon Stand Growth

JI Lingbo1,SHU Dewei2

(1.College of Forestry, Southwest Forestry University, Kunming 650224,Chnia;2. Dongchuan Forestry Bureau, Dongchuan, Yunnan 654100, China)

The stand density is an important factor affecting the stand growth. Based on the relevant literature, this paper illustrated the relationship between DBH, tree height, volume, and quantity ofCunninghamialanceolateand its stand density. The research on the indicators of stand density in all growth stages showed that the stand density largely determined the stand structure and directly affected the stand growth, which should be controlled in the whole growth process ofCunninghamialanceolateto achieve the optimization of forestry management.

Cunninghamialanceolate; stand density; density indicators; stand growth

2017-05-17.

吉靈波(1990-)，男，碩士研究生.研究方向：森林測(cè)計(jì).Email：584798769@qq.com

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.05.028

S791.27;S753.3;S758.52

A

1671-3168(2017)05-0135-03