不同密度杉木林生長(zhǎng)規(guī)律初步研究
——以湖南省桃江縣為例

丁健康，胡建龍，胡江民，文武軍，許嬋嬌

(桃江縣林業(yè)局，湖南 桃江 413400)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、材質(zhì)好等特點(diǎn)，是我國(guó)重要的優(yōu)良針葉樹(shù)種[1-2]，是我國(guó)南方廣大的丘陵山地重要的用材林造林樹(shù)種之一[3-4].目前，南方各省區(qū)已建立896萬(wàn)hm2的杉木人工林基地，其中幼、中齡林面積約占總面積的84.16%[5-8].杉木造林密度較大，為了改善林分結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，必須通過(guò)撫育間伐合理地調(diào)整林分密度[9].

撫育間伐是是控制杉木林分密度的重要舉措之一，結(jié)合間伐工作可解決目前杉木林分質(zhì)量低下等問(wèn)題，并通過(guò)間伐達(dá)到合理林分密度促進(jìn)杉木林分的增長(zhǎng)及更新[10-11].目前杉木種植存在的密植現(xiàn)象，導(dǎo)致了林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)混亂，出材量低等現(xiàn)象，通過(guò)密度控制可以調(diào)整林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)、樹(shù)種組成、群落演替等同時(shí)，同時(shí)增加中幼齡用材林產(chǎn)出水平、改善林分衛(wèi)生狀況、提高保留林分生長(zhǎng)量和質(zhì)量的重要營(yíng)林技術(shù)措施，在森林培育中具有十分重要的作用[12-15].本文通過(guò)間伐后設(shè)定不同林分密度，調(diào)查胸徑，樹(shù)高，材積生長(zhǎng)量并進(jìn)行生長(zhǎng)預(yù)測(cè)，為杉木林分密度控制提供理論參考.

1 試驗(yàn)地概況

武潭鎮(zhèn)石橋村位于桃江縣西北部，112.08°E、28.31°N，該區(qū)位于湘中偏北，資江下游，屬山、崗、丘、平原并有的丘陵地，西南、西北多山，東北地勢(shì)平坦，平均海拔200 m，屬于雪峰山余脈向洞庭湖過(guò)渡的山丘地帶，亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，土壤屬于紅壤類型，全年日照1579.6 h，桃江縣降水量1 400～2 000 mm，平均氣溫16.6℃[16].

2 材料與方法

2.1 材料

林齡8-10年的2萬(wàn)畝杉木人工林.2013年12月開(kāi)始撫育間伐，并根據(jù)間伐設(shè)置不同林分密度做試驗(yàn)地，每個(gè)試驗(yàn)地面積為667m2，試驗(yàn)地信息如下：

表1 試驗(yàn)地情況

2.2 方法

對(duì)設(shè)置的試驗(yàn)地內(nèi)每株杉木每木標(biāo)尺，從2014年7月至2016年7月連續(xù)3年對(duì)各個(gè)試驗(yàn)地每株杉木進(jìn)行胸徑、樹(shù)高、材積進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定數(shù)據(jù)利用Excel處理分析.

材積計(jì)算方法[17]：V=0.7854L﹛D+0.5L+0.005L2+0.000125L·(14-L)2·(D-10)﹜/10000

式中：V-材積，m3；L-檢尺長(zhǎng)，m；D-檢尺徑(小頭直徑)，cm.

通過(guò)胸徑、樹(shù)高、材積Spss17.0直方圖分析對(duì)不同林分密度杉木林生長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè).

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分密度對(duì)杉木林胸徑、樹(shù)高、材積的影響

圖1 不同林分密度杉木胸徑年變化

圖2不同林分密度杉木高年變化

圖3 不同林分密度杉木材積年變化

通過(guò)分析不同林分密度對(duì)杉木胸徑、樹(shù)高、材積的影響(圖1，圖2，圖3)，不同林分密度對(duì)胸徑影響最大，如圖1胸徑年變化曲線變化較為劇烈，說(shuō)明胸徑受到林分密度的影響較為嚴(yán)重，對(duì)比分析不同林分密度對(duì)胸徑的影響，林分密度B，C，D胸徑年變化較明顯，而林分密度A，E胸徑增長(zhǎng)較慢；其次不同林分密度對(duì)樹(shù)高影響較大(圖2)，林分密度B，C，D樹(shù)高變化較一致，從變化曲線斜率分析，較胸徑曲線斜率小，所以影響較胸徑小，林分密度A，E樹(shù)高增長(zhǎng)較緩，與胸徑變化曲線較一致；不同林分密度對(duì)材積的影響最小(圖3)，主要原因是材積的增長(zhǎng)較慢，通過(guò)分析，林分密度A，E材積增速較慢，林分密度B，C，D材積變化曲線斜率基本一致，影響基本一致，增速也較一致.

3.2 不同林分密度杉木林胸徑、樹(shù)高、材積年遞增量變化

圖4 不同林分密度杉木胸徑年遞增量變化

圖5不同林分密度杉木樹(shù)高年遞增量變化

圖6 不同林分密度杉木材積年遞增量變化

為了更直觀的分析不同林分密度對(duì)胸徑、樹(shù)高、材積的影響，通過(guò)分析不同林分密度杉木林胸徑、樹(shù)高、材積年遞增量變化(圖4，圖5，圖6)，如圖4不同林分密度杉木胸徑年遞增量，林分密度B在2015年胸徑年遞增量最大，增幅達(dá)到了0.53 cm，其次是林分密度C，胸徑地增量為0.52 cm，林分密度E 2015年胸徑遞增量為0.48 cm，胸徑年遞增量最小的是林分密度A和E，分別為0.21 cm和0.17 cm，比較分析2016年胸徑遞增量，林分密度A，B，C，D胸徑遞增量較2015年都有所下降，其中林分密度B胸徑遞增量降幅最為明顯，達(dá)到了0.12 cm，而林分密度E胸徑遞增量2016年較2015年有所提高，說(shuō)明林分密度越小，對(duì)胸徑的影響越明顯，另外通過(guò)分析林分密度A，C，D胸徑遞增量雖然有所下降，但不能單一通過(guò)2～3年的數(shù)據(jù)去推斷該林分密度的合理性；林分密度對(duì)樹(shù)高影響差異較顯著，如圖5，2015年樹(shù)高遞增量林分密度B和D較大，都是0.26 m，其次是林分密度C，遞增量0.17m，最小的還是林分密度A和E，通過(guò)對(duì)比2016年樹(shù)高遞增量，較2015年，林分密度A和B樹(shù)高遞增量有所下降，林分密度C，D，E有所提高，說(shuō)明林分密度越小，樹(shù)高生長(zhǎng)越明顯；材積的大小是用材林好壞重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一[18]，如圖6，2015年和2016年材積遞增量以林分密度B，C，D最大，但是相比較2015年，2016年林分密度B，C，D材積遞增量有所降低，而林分密度A和E材積遞增量在兩年的比較中有上漲的趨勢(shì).

通過(guò)以上分析，剛剛改造的杉木林，林分密度介于B，C，D之間的杉木林前幾年林分生長(zhǎng)較為明顯，但是杉木林分有些指標(biāo)量有所下降，所以不能完全推斷其好與壞，同樣，改造林分密度較小時(shí)，前幾年的生長(zhǎng)較為緩慢，一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，例如林分密度E，各項(xiàng)指標(biāo)都是一直增長(zhǎng)的，只是增長(zhǎng)量較小，也可以推斷其是可行的改造密度，所以需要長(zhǎng)期的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行論證可改造的密度.

3.3 不同林分密度杉木林生長(zhǎng)預(yù)測(cè)

通過(guò)不同林分密度胸徑，樹(shù)高以及材積變化直方圖變化(如圖7，圖8，圖9，圖10，圖11)，變化頻率比較高的是林分密度B，C和E，指數(shù)接近80左右，其次是林分密度A和D，從而得出在培養(yǎng)大徑級(jí)杉木用材林，林分密度B，C和E大徑級(jí)杉木單株保有量明顯高于林分密度A和D.通過(guò)對(duì)比分析林分密度B，C和E(圖8，圖9，圖11)，林分密度B出現(xiàn)高頻率杉木單株胸徑區(qū)間(7.5～17.5)cm，林分密度C出現(xiàn)高頻率杉木單株胸徑區(qū)間(12.0～16.0) cm，林分密度E出現(xiàn)高頻率杉木單株胸徑區(qū)間(15.0～25.0) cm，但是從材積分析，三者材積最高都可以達(dá)到0.14m3，但是材積為0.14 m3出現(xiàn)頻率最高的是林分密度B，頻率接近于80，其他低于40，綜合分析培育大徑級(jí)杉木用材林林分密度B生長(zhǎng)前景較好，可在本地區(qū)實(shí)施該密度培育杉木人工林.

圖7 林分密度A各因素變化直方圖

圖8林分密度B各因素變化直方圖

圖9 林分密度C各因素變化直方圖

圖10林分密度D各因素變化直方圖

圖11 林分密度E各因素變化直方圖

4 討論與結(jié)論

(1)改造后初期不同林分密度對(duì)胸徑影響最大，其次是樹(shù)高，對(duì)材積的影響最小；

(2)2015年每畝保留(150～170)株之間的杉木林胸徑、樹(shù)高、胸徑年遞增量都較大，但是2016年年遞增量有所下降，而每畝保留200株的杉木林胸徑、樹(shù)高、胸徑年遞增量一直時(shí)增長(zhǎng)的，每畝保留130株的杉木林胸徑與樹(shù)高年遞增量下降明顯，材積遞增量小幅增長(zhǎng)；介于每畝保留(150～170)株之間的杉木林林分生長(zhǎng)指標(biāo)增幅明顯，可作為未來(lái)改造的參考依據(jù)；

(3)通過(guò)不同林分密度杉木林生長(zhǎng)預(yù)測(cè)，林分密度每畝保留170株，杉木單株大徑級(jí)出現(xiàn)頻率高，而且材積出現(xiàn)頻率也高，接近于80，大徑級(jí)杉木單株數(shù)量多，生長(zhǎng)趨勢(shì)良好，可在本地區(qū)進(jìn)行實(shí)施密度控制.

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