低密度造林對(duì)杉木生長(zhǎng)、形質(zhì)和材種結(jié)構(gòu)的影響

熊光康，厲月橋*，熊有強(qiáng)，段愛(ài)國(guó)，曹德春，孫建軍，聶林芽，盛煒彤

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京 100091)

杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook]，為我國(guó)特有用材樹(shù)種，干形通直、材質(zhì)優(yōu)良，被廣泛應(yīng)用在建筑、家具等多個(gè)領(lǐng)域[1]。因此，提高杉木人工林森林質(zhì)量對(duì)保障我國(guó)木材戰(zhàn)略安全和生態(tài)安全具有重大意義[2-3]。

密度管理是杉木人工經(jīng)營(yíng)的最重要的調(diào)控技術(shù)措施之一。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)密度條件下，杉木人工林密度效應(yīng)規(guī)律開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究，揭示了杉木人工林的自然稀疏進(jìn)程[4]、林木生長(zhǎng)與生物量積累[5]、光合效能[6]、生產(chǎn)力形成[7]、林分蓄積量與材種結(jié)構(gòu)[8-9]、林下植被發(fā)育與演替[10-11]、土壤理化性質(zhì)和微生物[12-13]等的林分密度效應(yīng)規(guī)律；系統(tǒng)研究了傳統(tǒng)初植密度下不同間伐強(qiáng)度、時(shí)間和次數(shù)對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)發(fā)育的影響[14-15]。

當(dāng)前，隨著林業(yè)一線生產(chǎn)中勞動(dòng)力資源緊張和用工成本的不斷增加，減少或避免間伐作業(yè)，成為杉木人工林密度管理的新需求。同時(shí)，隨著市場(chǎng)上對(duì)杉木小徑材需求量下降和對(duì)大徑材供需矛盾的凸顯，定向培育杉木優(yōu)質(zhì)大徑材研究日趨受到重視[16]。低密度造林和不間伐作業(yè)的林分密度管理方式，可將有限的光照和營(yíng)養(yǎng)資源集中于少數(shù)目標(biāo)林木，有利于大徑材的培育，也避免了間伐作業(yè)收獲小徑階材時(shí)對(duì)勞動(dòng)力的使用和對(duì)林地養(yǎng)分的損耗。而目前有關(guān)低密度造林、生長(zhǎng)周期內(nèi)不間伐的林分密度管理方式對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)發(fā)育和材種結(jié)構(gòu)規(guī)律形成方面的研究相對(duì)較少。

因此，本研究以25年生杉木低密度試驗(yàn)林為研究對(duì)象，對(duì)其自然稀疏進(jìn)程、林木生長(zhǎng)進(jìn)程、木材形質(zhì)及林分材種結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益等特征進(jìn)行了調(diào)查分析，旨在為杉木低密度造林提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于江西省新余市分宜縣大崗山地區(qū)，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心年珠實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(114°40′E，27°30′N)，區(qū)域?qū)倭_霄山脈北端武功山支脈，海拔250 m，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候，年均氣溫16.8 ℃，年均日照時(shí)間1 650 h，年均降水量1 656 mm，年均蒸發(fā)量1 503 mm，母巖類型為頁(yè)巖，土壤類型為黃棕壤，立地指數(shù)18。實(shí)驗(yàn)林前茬植被是以栲類為主的亞熱帶常綠闊葉林[16]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)查

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1992年開(kāi)始營(yíng)建試驗(yàn)林，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)1 111株/hm2(株行距3 m×3 m)、1 667株/hm2(株行距2 m×3 m)和2 500株/hm2(株行距2 m×2 m)3個(gè)造林密度處理，每個(gè)處理3次重復(fù)(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，共9個(gè)樣地。各處理樣地面積大小、定植杉木的行列數(shù)及試驗(yàn)樣地概況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)樣地概況

試驗(yàn)林造林苗木選用當(dāng)?shù)仄鹪瓷L(zhǎng)一致的1年生杉木實(shí)生苗，煉山整地，定植穴規(guī)格40 cm×40 cm×40 cm，造林后前3年每年撫育2次，生長(zhǎng)期內(nèi)不間伐。

1.2.2 數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

1)林分生長(zhǎng)因子調(diào)查。造林后對(duì)樣地內(nèi)植株進(jìn)行每木掛牌，分別在1993年、1994年、1999年、2010年、2013年和2016年生長(zhǎng)季結(jié)束后，對(duì)林分生長(zhǎng)因子進(jìn)行調(diào)查，共調(diào)查6次。調(diào)查指標(biāo)包括：保存率、胸徑、樹(shù)高、冠幅、枝下高和林冠重疊度。

活立木株數(shù)是指樣地內(nèi)存活杉木總數(shù)，枯損木株數(shù)是指樣地內(nèi)枯死林木總數(shù)，累積枯損率是指樣地調(diào)查時(shí)枯死木數(shù)量與初植密度的比值。林木胸徑采用胸徑尺測(cè)量，精確到0.1 cm；樹(shù)高和枝下高采用測(cè)高桿測(cè)量，精確到0.1 m；冠幅計(jì)算用皮尺測(cè)量水平和垂直等高線2個(gè)方向的長(zhǎng)度分別作為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，用橢圓形面積公式計(jì)算面積作為冠幅面積，精確到0.01 m2。林冠重疊度是以樣地內(nèi)林木冠幅總面積除以樣地面積。

2)林木形質(zhì)特征調(diào)查。2016年11月，分別在每個(gè)樣地中選擇4株平均木，測(cè)量林木樹(shù)高、胸徑、1/2樹(shù)高處直徑，計(jì)算高徑比(樹(shù)高與胸徑之比)和樹(shù)干胸高形率(1/2樹(shù)高處直徑與胸徑之比)。每木調(diào)查樣地?cái)嗌伊帜緮?shù)量，統(tǒng)計(jì)斷梢率。在林木胸高上坡位用6 mm直徑的生長(zhǎng)錐鉆取一髓心至樹(shù)皮的完整木芯，對(duì)所取木芯自髓心向外，利用德國(guó)Rinntech型年輪分析儀，逐年測(cè)定年輪寬度，統(tǒng)計(jì)心材比率及幼齡材與成熟齡材比率(簡(jiǎn)稱幼成齡材比率)[17]。

3)林分直徑結(jié)構(gòu)特征的統(tǒng)計(jì)與分析。林分直徑結(jié)構(gòu)特征包括不同徑階杉木株數(shù)、偏度系數(shù)、峰度系數(shù)和變動(dòng)系數(shù)。計(jì)算時(shí)將各樣地杉木以2 cm為徑階進(jìn)行整化，統(tǒng)計(jì)不同徑階杉木株數(shù)，計(jì)算其偏度系數(shù)、峰度系數(shù)和變動(dòng)系數(shù)[18]。

4)林分蓄積量和材種結(jié)構(gòu)的計(jì)算。采用杉木二元立木材積表經(jīng)驗(yàn)公式[9]，先計(jì)算每樣地單株材積，再乘以樣地林木株數(shù)，即為樣地材積，換算為單位面積林分總蓄積。以杉木規(guī)格材原條出材經(jīng)驗(yàn)公式[19]計(jì)算單株出材量，參照林分蓄積量的統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算單位面積林分原條總出材量，再依據(jù)江西省杉木材種出材率表[20]，統(tǒng)計(jì)不同密度林分材種結(jié)構(gòu)。

單株材積公式：

V=0.000 058 774 02D1.9699 831H0.896 461 57。

(1)

規(guī)格材原條用材出材公式：

(2)

式中：D為單株胸徑；H為單株樹(shù)高；V為單株材積；Di為樣地中第i株植株胸徑；Hi為樣地中第i株植株樹(shù)高；V規(guī)為樣地中單株規(guī)格原條用材出材量。

5)杉木經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算。收集江西省大崗山地區(qū)杉木人工林經(jīng)營(yíng)、采伐成本和木材價(jià)格等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，分別為：清林整地費(fèi)525元/hm2，苗木費(fèi)0.23元/株，造林費(fèi)按杉木林分密度由低到高為40～90元/hm2，造林后3年6次撫育費(fèi)用以540元/hm2均價(jià)計(jì)；采伐運(yùn)輸費(fèi)包括采伐、打枝、造材、歸楞、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，參照當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)以260元/m3均價(jià)計(jì)。木材價(jià)格按當(dāng)?shù)噩F(xiàn)行杉木各類材種價(jià)格計(jì)算，其中小條木1 080元/m3、小徑材1 260元/m3、中徑材1 440元/m3、大徑材2 500元/m3。

木材總產(chǎn)出=各類木材材積×各木材單價(jià)之和；

木材純收入=木材銷售總產(chǎn)出-成本；

投入產(chǎn)出比=木材純收入/投入。

木材內(nèi)部收益率(IRR)和凈現(xiàn)值(NPV)計(jì)算參照施新程等[21]方法計(jì)算，育林投入的各項(xiàng)支出按年利率10%計(jì)息。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析處理

用Excel軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理、統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行方差分析和多重比較、相關(guān)分析等統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 造林密度對(duì)林分自然稀疏過(guò)程的影響

3種不同造林密度林分的自然稀疏過(guò)程見(jiàn)表2。可以看出，在林分整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，隨林齡的增加各密度林分枯損木數(shù)量和累積枯損率均呈逐漸增加的趨勢(shì)。4年和8年生幼齡期3種造林密度林分累積枯損率差異不明顯，19年生以后林分林木枯損株數(shù)量和累積枯損率隨林分密度增大而增加。25年生時(shí)，造林密度2 500株/hm2林分累計(jì)枯損率達(dá)50.28%，枯損株數(shù)量1 215.67 株/hm2；造林密度1 667株/hm2林分林木累積枯損率為39.80%，枯損株數(shù)量663.00株/hm2；造林密度1 111株/hm2林分累積枯損率僅為26.19%，枯損株數(shù)291.00株/hm2，其累積枯損率分別比造林密度2 500和1 667株/hm2林分降低了1.92和1.52倍。方差分析表明，造林密度2 500和1 667 株/hm2的林分累積枯損率顯著高于1 111株/hm2林分(P<0.05)。由此說(shuō)明，1 111株/hm2林分的自然稀疏過(guò)程明顯低于2 500和1 667 株/hm2林分。

表2 不同造林密度林分自然稀疏過(guò)程

3種造林密度林分的年均自然稀疏率見(jiàn)圖1。可以看出，在幼齡林階段，3種造林密度林分年均自然稀疏率相似。8～19 a造林密度2 500株/hm2和1 667株/hm2林分年均自然稀疏率均呈逐步上升的趨勢(shì)，而此時(shí)1 111株/hm2林分年均自然稀疏率略呈下降趨勢(shì)。19～22 a各林分自然稀疏率呈上升趨勢(shì)，該階段各林分的年均自稀疏率排序?yàn)? 500 株/hm2>1 667株/hm2>1 111株/hm2。22 a時(shí)各林分年均自然稀疏率均達(dá)最大值，2 500、1 667和1 111株/hm2林分的年均自然稀疏率分別為6.20%、5.46%和3.17%，1 667和1 111株/hm2林分年均自然稀疏率分別比前者降低了48.83%和12.05%。在此之后，各林分自然稀疏率均逐步下降，25 a時(shí)各造林密度林分的年均自然稀疏率重新保持接近。說(shuō)明，低密度造林有利于降低近熟齡期林分內(nèi)林木競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，減少林木的自然枯損量。

圖1 3種造林密度杉木林分年均自然稀疏率變化Fig.1 Changes of annual natural sparsity rate of Cunninghamia lanceolata with three initial planting densities

2.2 造林密度對(duì)林木生長(zhǎng)進(jìn)程的影響

不同造林密度林分林木生長(zhǎng)進(jìn)程見(jiàn)圖2?？梢钥闯?，隨林齡的增加，不同造林密度林分平均樹(shù)高、平均胸徑、枝下高和林分蓄積量均呈逐漸增加的趨勢(shì)；林分平均冠幅呈先上升后下降，再緩慢上升的趨勢(shì)；林冠重疊度呈先快速上升后緩慢下降的趨勢(shì)。

圖2 不同造林密度林分林木生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig.2 Growth dynamics of different initial planting density of forest trees

在3～4年生時(shí)，造林密度對(duì)林木平均樹(shù)高和胸徑影響規(guī)律不明顯。8 a以后，林木平均樹(shù)高和胸徑總體上隨林分密度的增加而降低。方差分析表明，19、22和25年生3個(gè)林齡段，1 111 株/hm2造林密度林分平均胸徑顯著高于2 500株/hm2林分(P<0.05)，1 667株/hm2平均胸徑在19和22年生時(shí)顯著高于2 500株/hm2林分。樹(shù)高受密度影響較小，僅22年生時(shí)1 111株/hm2林分的平均樹(shù)高顯著高于2 500 株/hm2，其余時(shí)期不同密度林分平均樹(shù)高差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05)。

不同林齡階段不同造林密度林分枝下高差異不明顯。各密度林分枝下高增加最快的階段發(fā)生在8～19 a中齡林時(shí)期，該時(shí)期造林密度為1 111、1 667和2 500株/hm2，林分年均自然整枝高度平均值為0.67 m，而1～8 a幼齡林期和19～25 a近成熟齡期年均自然整枝高度分別為0.19和0.22 m，中齡林期年均自然整枝高度分別是1～8 a幼齡林和19～25 a近成熟林的3.52和3.05倍。說(shuō)明，8～19 a中齡林時(shí)期是各密度林分自然整枝高度最大的時(shí)期。

各林分平均冠幅面積和林冠重疊度在8 a時(shí)達(dá)到最大，該時(shí)期1 111和1 667 株/hm2造林密度林分的林木平均冠幅面積基本保持一致，均略高于2 500 株/hm2造林密度林分。而林冠重疊度隨林分密度的增加而增加。造林密度為1 111、1 667和2 500株/hm2林木平均冠幅面積分別為7.59、7.60和7.30 m2，林冠平均重疊度分別達(dá)0.74、1.14和1.72，造林密度為1 667和2 500株/hm2林冠重疊度均超過(guò)了1.0，這兩種造林密度林分已進(jìn)入完全郁閉狀態(tài)。方差分析表明，8年生時(shí)，3種造林密度林分的林木平均冠幅面積差異不顯著，而林冠重疊度差異均達(dá)顯著水平。

與8年生相比，19～25年生各密度林分林冠重疊度和平均冠幅均有所下降，該階段林木平均冠幅面積隨林分密度增加而減小，19 a時(shí)僅造林密度為1 111與2 500 株/hm2林分間平均冠幅面積差異達(dá)到顯著水平，22和25 a時(shí)，造林密度為1 111 株/hm2和1 667株/hm2林分平均冠幅面積均顯著高于造林密度為2 500株/hm2林分，但二者間差異不顯著。林冠重疊度隨造林密度增加先上升后下降的趨勢(shì)，造林密度為1 667 株/hm2林分為最高，3種密度林分林冠重疊度差異未達(dá)顯著水平。

在8～19 a時(shí)，林分蓄積量隨造林密度的增加而增加，此時(shí)期2 500株/hm2造林密度林分蓄積量最高，1 667 株/hm2林分次之，1 111株/hm2林分蓄積量最低，而在22和25 a時(shí)，1 667株/hm2造林密度林分蓄積量超過(guò)了2 500株/hm2林分，成為蓄積量最高的林分。方差分析表明，各林齡階段，不同密度林分的蓄積量差異不顯著。說(shuō)明，造林密度對(duì)林分單位蓄積量未能產(chǎn)生明顯影響。

2.3 造林密度對(duì)林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

杉木林分造林密度對(duì)胸徑生長(zhǎng)和徑級(jí)分布的影響見(jiàn)表3。可以看出，隨著林分年齡的增加，造林密度1 111 株/hm2林分的直徑正態(tài)分布曲線偏度呈先增大后基本保持不變的趨勢(shì)，1 667和2 500 株/hm2林分呈逐漸增大的趨勢(shì)。說(shuō)明，近成熟齡期造林密度1 111株/hm2林分的林木直徑分化程度比1 667和2 500株/hm2林分低。隨林分年齡的增加，不同造林密度林分峰度值變化動(dòng)態(tài)不同，1 111和2 500 株/hm2林分峰度值呈先增加后下降的趨勢(shì)，1 667株/hm2林分呈逐漸下降的趨勢(shì)。說(shuō)明，8 a時(shí)是造林密度為1 111、2 500株/hm2林分直徑分布最集中的時(shí)期，19 a時(shí)是1 667株/hm2林分直徑分布最集中的時(shí)期，之后隨著林齡的增加，林分直徑分布逐漸分散，即林分直徑分化逐漸加大。3種不同造林密度林分的變異系數(shù)值均隨林齡的增加而增大，變異系數(shù)隨著造林密度的增加而增大。說(shuō)明，隨著林齡的增加林分內(nèi)林木的分化程度逐漸增大，同一林齡時(shí)期隨著造林密度的增加林分內(nèi)林木分化程度逐漸加大，即造林密度為1 111 株/hm2林分中林木的競(jìng)爭(zhēng)分化程度最小，其次為1 667 株/hm2林分，而2 500株/hm2林分林木分化程度最大。

表3 不同造林密度林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化

參照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 2809—2017《杉木徑材培育技術(shù)規(guī)程》的要求，將林木胸徑≥26 m劃分為大徑木，≥20～26 cm為中徑木，20 cm以下規(guī)定為小徑木或非規(guī)格材?？梢钥闯觯髲侥境霈F(xiàn)的時(shí)期低密度林分比高密度林分更提前，造林密度1 111、1 667和2 500株/hm2大徑木比例達(dá)到15%的林齡分別是19、22和25 a。在25 a時(shí)，造林密度1 111、1 667和2 500株/hm2林分形成的大徑木的比例分別是46.55%、36.80%和22.33%。造林密度1 111、1 667株/hm2的低密度林分大徑木分別比高密度林分提高了2.08和1.65倍，說(shuō)明，低密度林分更有利于大徑級(jí)木的積累。

2.4 造林密度對(duì)林木形質(zhì)特征的影響

胸高形率是指林木樹(shù)干中央直徑與胸徑之比，高徑比是指樹(shù)高與胸徑的比值。胸高形率和高徑比越大說(shuō)明樹(shù)干圓滿度越高。25年生時(shí)林分密度對(duì)林木形質(zhì)特征的影響見(jiàn)表4?？梢钥闯?，造林密度1 667株/hm2林分內(nèi)林木的胸高形率最大，其次為1 111株/hm2，2 500株/hm2造林密度林分的胸高形率最小，但三者間差異未達(dá)顯著水平；而2 500株/hm2林分高徑比值最大，1 667株/hm2次之，1 111 株/hm2林分最低，三者間達(dá)顯著差異水平，表現(xiàn)出隨林分密度降低而顯著減小的趨勢(shì)。

表4 不同造林密度林分形質(zhì)特征比較

杉木斷梢主要是由生長(zhǎng)周期內(nèi)重大冰雪凍害造成的。斷梢率越低說(shuō)明林分承受冰雪災(zāi)害的能力越強(qiáng)。3種造林密度林分中1 667株/hm2林分的林木斷梢率最低，1 111株/hm2的斷梢率次之，而2 500 株/hm2的斷梢率最高，1 667和1 111 株/hm2的斷梢率分別比2 500株/hm2降低了4.70%和2.29%，但三者差異未達(dá)顯著水平。

心材占比和幼成齡材比率與木材物理強(qiáng)度有關(guān)，心材比率越大，幼成齡材比率越低，說(shuō)明木材具有越高的物理強(qiáng)度。在不同造林密度林分木材心材占比和木材基本密度方面，以1 667株/hm2的心材占比最大，可達(dá)83.301%，其次為1 111株/hm2的心材占比為79.254%，而2 500株/hm2的心材占比最低僅為78.142%，其心材占比為兩種低密度林分的98.60%和93.81%。說(shuō)明與傳統(tǒng)造林密度相比，1 667和1 111株/hm2低密度造林方式可在一定程度上降低林分林木斷梢率，增加木材強(qiáng)度，但會(huì)造成林木干形圓滿度降低。

2.5 造林密度對(duì)林分材種結(jié)構(gòu)的影響

不同造林密度與出材量的關(guān)系見(jiàn)表5。各造林密度林分出材量均隨林齡的增加而增加，在林齡小于22 a時(shí)，總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量均以2 500株/hm2最大，其次為1 667株/hm2，1 111株/hm2最低，即林分總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量隨著密度的增加而增加。22年生時(shí)，1 667與2 500株/hm2造林密度林分經(jīng)濟(jì)材和總出材量基本持平。而25 a時(shí)，1 667株/hm2造林密度林分總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量均超過(guò)了2 500株/hm2林分，成為總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量最高的林分。盡管1 111株/hm2造林密度林分總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量在3種造林密度林分中一直處于最低水平，但在19～25 a時(shí)，其大徑材出材量最高。25 a時(shí)，其大徑材出材量分別是1 667和2 500株/hm2的1.06和1.38倍。說(shuō)明，1 111株/hm2造林密度有利于大徑材的形成。

表5 不同造林密度林分杉木材種出材量的動(dòng)態(tài)變化

2.6 不同造林密度杉木經(jīng)濟(jì)效益分析

從木材投入、產(chǎn)出和資金利用率角度考慮，造林密度1 667株/hm2總投入最高，2 500株/hm2林分次之，而1 111株/hm2投入最低(表6)?？偖a(chǎn)出、純收入和凈現(xiàn)值從大到小排序林分密度均為1 667 株/hm2、1 111株/hm2、2 500株/hm2。效益成本比(BCR)以1 111株/hm2最高，1 667株/hm2次之，而2 500 株/hm2最低，1 111和1 667株/hm2造林密度林分效益成本分別是2 500株/hm2的1.16和1.09倍。3種造林密度林分的內(nèi)部收益率(IRR)均大于10%，說(shuō)明，同等立地條件下，無(wú)論采用3種造林密度中的任何一種造林密度均可盈利，1 111株/hm2的內(nèi)部收益率最高為30.20%，其次為1 667株/hm2，而2 500 株/hm2的內(nèi)部收益率最低。因此，在該區(qū)營(yíng)建杉木用材林，采用低密度造林方式，其收益將高于傳統(tǒng)密度造林模式。

表6 不同造林密度的25年生杉木經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討 論

童書振等[22]研究表明，江西大崗山地區(qū)1 667～10 000株/hm2高密度杉木人工林中齡期后密度效應(yīng)明顯，林分自然稀疏總強(qiáng)度、林木分化程度、枝下高和高徑比隨林齡和造林密度的增加而增加，林分平均高、胸徑和冠幅隨造林密度的增加而遞減，林分蓄積量隨造林密度的增加而遞增，隨林齡增加各密度林分蓄積量差異逐漸縮小。本研究表明，同區(qū)域范圍內(nèi)1 111、1 667和2 500株/hm23種造林密度林分的上述生長(zhǎng)、形質(zhì)指標(biāo)，表現(xiàn)出與之相似的密度效應(yīng)規(guī)律，但密度效應(yīng)發(fā)生的時(shí)期有所不同，如文獻(xiàn)中1 667與10 000株/hm2密度的造林胸徑在5年生時(shí)即產(chǎn)生顯著差異，而本研究中1 111、1 667和2 500 株/hm23種造林密度林分胸徑產(chǎn)生差異是19年生時(shí)，可能由于低密度林分生長(zhǎng)空間大，推遲了林分密度效應(yīng)發(fā)生的時(shí)期。

本研究表明，在25年生時(shí)，造林密度1 667 株/hm2林分蓄積量、總出材量和經(jīng)濟(jì)材出材量均超過(guò)2 500株/hm2林分，其原因與各造林密度林分整體光合生理狀態(tài)密切相關(guān)，在近、成熟齡林階段，造林密度2 500株/hm2林分在自然稀疏作用下造成了大量林木枯損，使林分郁閉度下降，整體光合效能下降，而此時(shí)1 667 株/hm2具有最高的林冠重疊度，保證了充足的光合面積，使該階段可制造出比其他林分更多的光合產(chǎn)物，促進(jìn)了林分生產(chǎn)力的快速提高。

大崗山地區(qū)杉木人工林主伐林齡一般為20～25 a,本研究表明，林齡25 a與19 a比較，造林密度1 111、1 667和2 500株/hm2林分總蓄積量分別提高了34.29%、27.81%和15.93%，大徑材出材量比例提升了9.26%、9.43%和5.93%。說(shuō)明，此階段是蓄積量和大徑材形成的關(guān)鍵時(shí)期，延遲主伐期至25 a，將會(huì)明顯提高林分蓄積量和大徑材出材量。

本研究分別在林分3～25年生時(shí)，進(jìn)行了6次林分生長(zhǎng)調(diào)查，平均每次調(diào)查間隔期為3～5 a，但林分8～19年生時(shí)未能及時(shí)開(kāi)展調(diào)查，準(zhǔn)確掌握該時(shí)期內(nèi)林分自然稀疏規(guī)律、生長(zhǎng)進(jìn)程、直徑分布規(guī)律和材種結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，是本研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足之處，有待于試驗(yàn)林主伐時(shí)，開(kāi)展系統(tǒng)解析木研究，揭示該時(shí)期的林分生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。同時(shí)，本研究對(duì)不同密度杉木人工林生長(zhǎng)進(jìn)程僅開(kāi)展了25 a的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步的長(zhǎng)期定位觀測(cè)仍需持續(xù)。

本研究對(duì)大崗山地區(qū)3種不同密度的林分條件下林分自然稀疏程度、徑階結(jié)構(gòu)、直徑分布、形質(zhì)特征和材種結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了比較分析，但對(duì)不同林分密度下林分生產(chǎn)力與生物量、林下植被生長(zhǎng)與發(fā)育、土壤理化性質(zhì)和微生物等特征的研究尚未深入此部分工作，對(duì)林地生產(chǎn)力的形成機(jī)理具有十分重要的意義，需進(jìn)一步開(kāi)展研究。