西南樺樹(shù)冠與胸徑生長(zhǎng)關(guān)系研究

許林紅，劉際梅，楊德軍

(云南省林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所，云南 景洪 666102)

近年來(lái)，市場(chǎng)上西南樺木材深得消費(fèi)者喜愛(ài)，但由于西南樺木材緊俏，供不應(yīng)求，且大多是來(lái)自天然林分，為了緩解市場(chǎng)需求，所以將西南樺廣泛推廣種植勢(shì)在必行。西南樺作為云南省造林面積最大的鄉(xiāng)土優(yōu)良用材樹(shù)種，在前期已開(kāi)展了造林技術(shù)方面的研究，包括育苗、施肥和密度控制等，但大多集中在幼林期，特別是密度控制，對(duì)中后期西南樺人工林密度控制沒(méi)有理論依據(jù)，本研究就是針對(duì)這一情況，研究了西南樺全生長(zhǎng)期胸徑與樹(shù)冠的關(guān)系，為今后不同時(shí)期西南樺的密度控制提供理論依據(jù)。

西雙版納州作為西南樺等珍貴用材樹(shù)種發(fā)展適宜區(qū)，如何提高西南樺木材出材率才是解決市場(chǎng)需求的重要途徑，西南樺出材率又與林分密度密切相關(guān)，西南樺大徑材培育的密度控制研究一直未有充分的科學(xué)依據(jù)，如何確定林分經(jīng)營(yíng)密度，即本研究的內(nèi)容。西南樺樹(shù)冠大小 、結(jié)構(gòu) 、形狀及其在林分中分布形式直接決定了樹(shù)木個(gè)體的各組分產(chǎn)量、生長(zhǎng)活力和生產(chǎn)力，并反映了林木在林分中的長(zhǎng)勢(shì)情況。利用林木直徑生長(zhǎng)的合理營(yíng)養(yǎng)面積，依據(jù)胸徑與冠幅的相關(guān)關(guān)系，確定林木的適宜密度，是當(dāng)前林業(yè)生產(chǎn)中比較簡(jiǎn)單的一種定量間伐方法[1～4]。

1 材料來(lái)源及分析方法

通過(guò)樣線法對(duì)西雙版納州景洪市勐旺鄉(xiāng)及普洱市江城縣一帶(其地理位置N 22°31′25.9″ E 101°08′26.1″—N 22°43′26.1″ E 101°25′09.0″，海拔 1 050 m～1 403 m)的山地雨林天然林分中各徑階西南樺生長(zhǎng)良好、無(wú)干擾、樹(shù)干通直、無(wú)病蟲(chóng)害的120株西南樺獨(dú)立林木的胸徑與冠幅進(jìn)行調(diào)查，樣線全長(zhǎng)約40 km，調(diào)查時(shí)選取無(wú)相互干擾的單株，記錄被調(diào)查的每株林木胸徑、樹(shù)高、冠幅、海拔、地理位置等指標(biāo)，被調(diào)查林分中以西南樺、山桂花等山地雨林樹(shù)種為主要優(yōu)勢(shì)種，林分物種多樣性豐富，土壤類型為紅壤，呈酸性，有機(jī)質(zhì)含量低，缺氮，少磷。調(diào)查完畢后對(duì)記錄的數(shù)據(jù)利用EXCEL軟件輸入，然后對(duì)胸徑按照由小到大每 5 cm為一個(gè)徑階進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出各個(gè)徑階的胸徑平均值和冠幅平均值，統(tǒng)一單位后，從而求出冠幅與胸徑之比值，即冠徑比[5～7]。再根據(jù)每個(gè)徑階胸徑平均值與冠徑比利用EXCEL軟件求出相關(guān)回歸方程，同時(shí)做出相應(yīng)的冠徑比與徑階的變化曲線圖。利用同樣的方法對(duì)每相差100 m海拔為一個(gè)徑階求出徑階與冠徑比的回歸方程和作出變化曲線圖。

2 調(diào)查結(jié)果分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)徑階與冠徑比的關(guān)系利用EXCEL軟件作出相應(yīng)的曲線圖，其中，X軸為徑階，Y軸為冠徑比值，如圖1、2、3、4、5所示。

圖1 西南樺冠徑比與徑階變化圖 Fig.1 The change of the crown diameter ratio and the diameter grade of Betula alnoides

圖2 海拔1 100 m西南樺不同徑階冠徑比Fig.2 The crown diameter radio of different diameter grade of Betula alnoides at the altitude of 1 100 m

圖3 海拔1 200 m西南樺不同徑階冠徑比Fig.3 The crown diameter radio of different diameter grade of Betula alnoides at the altitude of 1 200 m

圖4 海拔1 300 m西南樺不同徑階冠徑比Fig.4 The crown diameter radio of different diameter grade of Betula alnoides at the altitude of 1 300 m

圖5 海拔1 400 m西南樺不同徑階冠徑比Fig.5 The crown diameter radio of different diameter grade of Betula alnoides at the altitude of 1 400 m

由圖1可以看出，調(diào)查范圍內(nèi)各徑階的西南樺林木生長(zhǎng)過(guò)程中，胸徑與冠徑比的關(guān)系為，胸徑越小其冠徑比值越大，胸徑增大，冠徑比減??； 當(dāng)胸徑生長(zhǎng)至40 cm～45 cm以上時(shí)，其冠徑比值基本趨于穩(wěn)定，冠徑比值為21左右，即說(shuō)明西南樺的胸徑當(dāng)生長(zhǎng)至40 cm～45 cm以上時(shí)，其冠幅和胸徑生長(zhǎng)變化幅度很小。

由圖2、3、4、5可以看出本次調(diào)查四個(gè)海拔地段的西南樺林木生長(zhǎng)過(guò)程中,其胸徑與冠徑比的關(guān)系變化情況，基本都是隨著胸徑增大，其冠徑比值逐漸減小，不同海拔，其冠徑比變化都呈下降，下降趨勢(shì)基本一致，均可用線性方程表達(dá)。因圖2海拔 1 100 m地段所調(diào)查的西南樺樣本小，只包括了最小的5個(gè)徑階，但其冠徑比下降趨勢(shì)與其他3個(gè)海拔地段相似，均呈y=-4x+50線性方程下降。

根據(jù)西南樺各個(gè)徑階冠徑比值，首先求出該徑階單株冠徑，再根據(jù)圓面積方法求出平均冠幅營(yíng)養(yǎng)面積大小，即可以求出各個(gè)徑階西南樺應(yīng)保留的株數(shù)，見(jiàn)表1所示。由表1可以看出，西南樺幼林時(shí)，其密度為 1 002株·hm-2，隨著胸徑增長(zhǎng)，為保證其營(yíng)養(yǎng)面積，保留株數(shù)也需相應(yīng)減少，直到胸徑增長(zhǎng)至45 cm～50 cm以上時(shí)，其保留株數(shù)變化幅度較小，胸徑至45 cm～50 cm時(shí)，保留株數(shù)可以不變。

表1西南樺各徑階撫育保留株數(shù)或密度

Tab.1 The remaining number or density in each diameter grade after thinning ofBetulaalnoidesstand

徑階(cm)冠徑比單株冠徑(m)單株冠幅面積(m2)保留株數(shù)(株·hm-2)0～571.33.69.976710025～1052.25.221.3946810～1543.26.532.96230315～20346.836.29827520～25369.063.58515725～3030.49.165.29215330～3530.410.688.8711335～4028.511.4102.029840～4522.410.179.76112545～5023.211.6105.639550～5524.313.4140.227155～6019.111.5103.19760～6523.315.1180.065665～7021.314.9174.515770～7520.815.6191.045275～8019.115.3183.285580～8518.615.8196.225185～9019.417.5239.314290～9519.918.9280.563695～10022.622.6400.9525

3 結(jié)論與討論

西南樺冠徑比值隨胸徑增大而減小，當(dāng)胸徑增長(zhǎng)至45 cm以上時(shí)，冠徑比變化幅度不大，基本趨于穩(wěn)定，冠徑比值約為21。

不同海拔地段的西南樺冠徑比與胸徑的變化規(guī)律基本一致，都呈線性下降。

不同徑階的西南樺撫育時(shí)應(yīng)保留的株數(shù)也隨著徑胸徑的增大而變小，西南樺幼林前期應(yīng)保留株數(shù)為 1 002株·hm-2。

此研究的結(jié)果可用于營(yíng)林生產(chǎn)，在造林初期，為使林分盡快郁閉，密度可控為 1 650株·hm-2，到5 a生時(shí)，林分已充分郁閉，且部分林木樹(shù)冠已重疊，競(jìng)爭(zhēng)加劇影響林分的生長(zhǎng)，此時(shí)可進(jìn)行第1次撫育間伐，每公頃保留 1 050株左右，到15 a生時(shí)，此時(shí)西南樺胸徑達(dá)20 cm左右，林冠又重疊，競(jìng)爭(zhēng)加劇，此時(shí)可進(jìn)行第2次撫育間伐，每公頃保留450株左右，待西南樺胸徑達(dá)25 cm時(shí)，進(jìn)行第3次撫育間伐，每公頃保留150株左右，用以培育60 cm以上的大徑材。因此，要根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)胸徑的大小，不斷調(diào)整林木株數(shù)。本研究只是對(duì)云南南部的西南樺胸徑與冠幅關(guān)系的初步研究，研究過(guò)程中還存在不完善的地方，還需進(jìn)一步的研究，但該研究的結(jié)果可為西南樺大徑材培育過(guò)程中不同生長(zhǎng)階段的密度控制提供參考和依據(jù)。