杉木人工林管理密度问题的研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：依据定位研究资料和绩溪县2个国有林场的调查资料，从种植密度、适宜密度和管理密度3方面进行分析研究，结果显示：在Ⅰ类经营水平上可以把种植密度提高1～2个立地指数的标准，即上限可提高到5250～5400株/hm2。因此，皖南山区杉木林分平均胸径6㎝时，这个密度指标是适宜密度，而间伐材胸径6㎝是能作商品材的最小径级;根据CW=0.6579D0.5528和K值就能确定林分的适宜密度，运用不同疏密度各径级密度管理图即可解决有关管理密度方面的综合问题。这种密度图表受年龄和立地条件的影响较小，简明实用，可供各地在生产实践中参考。
关键词：杉木;人工林;密度;研究
中圖分类号 S711 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0126-03
我国杉木林的单位面积产量在全世界针叶林中名列前茅。在中心产区，立地条件较好的20～30年生杉木人工纯林蓄积量可达500m3/hm2左右，年平均生长量可达20m3/hm2以上，但全国的平均水平却比较低。就皖南而言，中等立地条件（地位指数14）一般经营水平的林分，20年平均年生长量为9m3/hm2左右[1]。杉木林生长总体不高的原因有多方面，如规划设计和造林地选择不当、地力衰退（老林区如国营林场）、种苗品质良莠参差、整地造林质量不高、管理粗放等[2]。林分密度直接关系到林分的稳定性和生长力。笔者依据定位研究资料和绩溪县2个国有林场的调查资料，对杉木人工林的密度问题开展讨论，并试编了杉木人工林管理密度图表。
1 种植密度
杉木人工林种植密度的决定，既要考虑立地条件和经营目标，也要考虑经营管理水平和经济交通条件。过去曾一度提倡3600～4500株/hm2的种植密度，这一密度指标基本是可行的。但在杉材紧缺、小径材利用空间大和交通便利、经营集约化较高的情况下，种植密度可以再提高些。皖南林区的杉木主要培育中径材，皆伐期为20～25年，期间抚育间伐1～2次。根据调查资料分析建议：地位指数18、16、14、12、10的种植密度依次为2505、3000、3360、3900、4500株/hm2。鉴于杉材紧缺、各地交通运输条件改善以及木材加工利用率的提高，笔者认为在Ⅰ类经营水平上，可以把种植密度提高1个或2个立地指数的标准，即上限可提高到5250～5400株/hm2。因为在皖南山区杉木林分平均胸径6cm时，这个密度指标是适宜密度，而间伐材胸径6㎝是能作商品材的最小径级。
2 适宜密度
任何植物的群体结构都有一个初始密度-适宜密度-最大密度的发生发展过程。对于杉木人工林来说，初始密度即造林保存密度。最大密度有人认为是林分生长的蓄积量不能再增加时的立木密度，也有人认为是林分平均胸径（或胸高总断面积）增长到不能再增长时的立木密度。显然，林分平均胸径连年生长量处于旺盛生长时期的林分立木密度就是适宜密度。长时间维持这种利于杉木生长的林分立木密度，将最大限度地发挥杉木速生丰产潜力，提高林分生产力[3]。
林分的适宜密度大多是根据林分立木株数和胸径、胸径与冠幅（树冠的直径、投影面积、体积或表面积）的相关关系来描述的。因为立木密度与胸径、胸径与冠幅的相关规律主要取决于树种的生物学特性，而与立地条件和林龄差异相关不密切[4]。笔者运用基层林业站抚育采伐设计收集的资料和2个国营林场收集的资料以及新近临时标准地资料共184块标准地10044株立木数据进行统计分析，筛选出杉木人工林分平均胸径与平均树冠直径之间的最佳回归方程：
CW=0.6579D0.5528 （1）
相关系数r=0.99
回归剩余方差S2=0.0067
式中：CW为平均树冠直径，D为林分立木平均胸径。
但在应用（1）式时发现：用10000（CW2×[π]/4）作为林分适宜密度指标偏低。因为CW2×[π]/4=10000（m2）时，林分尚未郁闭，而且林分胸径连年生长量也没有达到高峰期。
就杉木的生物学特性而言，适当的树冠重叠是有利于杉木生长的。因为对杉木林分的群体结构来说，这种树冠的适当重叠是充分合理利用营养空间和小气候环境的体现。那么要使杉木林分胸径连年生长量达到旺盛期，树冠以多大重叠最为合适呢？通过对绩溪县国营镇头林场14块固定标准地和62根树干解析资料结合11块临时样地资料分析，得到树冠重叠系数K，其变动范围在1.22～1.33。一般地K=1.301。根据（1）式和K值就能确定林分的适宜密度。
N=K×10000/CW2×[π]/4=16564.84684/CW2 （2）
式中：N：每公顷株数;CW：某径级（林分平均胸径）的树冠理论值。
把各径级理论树冠直径代入式（2）分别计算即得该径级杉木人工林林分适宜密度（见表1）。
3 管理密度
众所周知，林分适宜密度不等于管理密度。管理密度是人们经营林业的一种可变密度，往往以经营水平和其他经营条件为基础，而且大多以经济条件为基础[5]。因此，各地经营单位的管理密度标准是有差别的。一般来说，较好的立地条件下以培育中大径材、大径材为经营目标的林分密度往往比同等经营条件下的立地条件相对较差以培育中径材为目的的要低。因此，笔者用杉木抚育间伐定位研究的相关资料，编制了杉木人工林简明密度管理图，可供不同经营水平、经营目的生产者参考。
森林的测树因子中，密度和胸径数据最容易获取，而且准确度也相对较高。因此，若能以这两因子之间的相关规律为主要依据研究制定管理密度表，必然具有实用价值。许多研究指出林分密度与平均胸径之间是负相关关系。笔者在绩溪县杉木人工林研究中得到相似的结论：
N=9890.287/D1.502 （3）
R=0.998 S2=112.231
N=-108.162+4406.313/D （4）
R=0.992
S2=4444.192
式中：R：相关系数，S2：回归剩余方差，N：林分密度（株/hm2），D：林分平均胸径。
比较（3）与（4），选择（3）式统计编图。由（3）式直接计算得到的N是林分密度即林分的最大密度。把它分别乘以0.8、0.6、0.4、0.2，就得到不同疏密度下的各徑阶的立木密度。把求得的各组数据绘在以林分平均胸径为横轴、以立木密度为纵轴的坐标系中，光滑连接两组数据即得不同疏密度各径级密度管理图，详见图1。
<C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼安徽农学通报201901＼2019-01-48.eps>
平均胸径（cm）
图1 不同疏密度各径级密度管理图
根据具体经营状况，运用该图进行杉木人工林的密度管理。应用举例：设某林场在一杉木宜林地规划培育中径材，该场通过定位研究获得疏密度为0.6时的林分密度为合理经营密度。要求疏密度达0.9以上时进行间伐或主伐。初次间伐要求林木平均胸径≥8㎝，主伐时平均胸径≥18㎝，1500株/hm2。假设造林保存率为100%。问：初植密度为多少，间伐多少次什么间伐强度，各次间伐时林分平均胸径是多少？这是一个造林规划设计、抚育间伐、资源增长预测的有关管理密度方面的综合问题，运用图1便可得到满意的解决。依次查图并简单运算即可，详见表2。
表2 某林场杉木造林规划设计管理密度分析
[D（P=0.6）
（㎝） N
（株/hm2） D（P=0.9）
（㎝） 间伐强度（按株数）
（%） 15.2 1500 20.0 （2250～1500）÷2250=33.33 11.4 2250 15.2 （3450～2250）÷3450=34.78 8.7 3450 11.4 （5250～3450）÷5250=34.29 6.5 5250 8.7 ]
由表2可知，初植密度5250株/hm2，间伐3次，其间伐强度（按株数）分别为8.7、11.4和15.2。主伐时有立木1500株/hm2，平均胸径20㎝（>18cm），则每公顷胸径断面积G=D2/4×[π]×N×15=47.1m2/hm2，即主伐时蓄积365+365/10=401.5m3/hm2。如果在调查规划主伐时树高值已经测得，则可运用二元材积表直接查算，也可用经验公式（如V=0.000032×（H+3）×N）直接求算单位面积蓄积量。
4 小结
通过对绩溪县杉木人工林种植密度、适宜密度和管理密度研究可知：在Ⅰ类经营水平上可以把种植密度提高1～2个立地指数的标准，即上限可提高到5250～5400株/hm2。因此，皖南山区杉木林分平均胸径6cm时，这个密度指标是适宜密度，而间伐材胸径6cm是能作商品材的最小径级。通过对国营镇头林场14块固定标准地和62根树干解析资料，结合11块临时样地资料分析，得到树冠重叠系数K，其变动范围在1.22～1.32。一般地K=1.301。根据（1）式和K值就能确定林分的适宜密度。对于造林规划设计、抚育间伐、资源增长预测等有关管理密度方面的综合问题，可运用不同疏密度各径级密度管理图，依次查图并简单运算即可。这种密度图表受年龄和立地条件的影响较小，简明实用，可供各地在生产实践中参考和检验。
参考文献
[1]吴中伦.杉木[M].北京：中国林业出版社，1984.
[2]杉木人工林生态学院研究论文集[C].中国科学院林业土壤研究所，1980.
[3]阮瑞文，窦永章.杉木不同密度造林试验研究[J].林业科学，1981，17（4）：370-378.
[4]汪祖辉，邓观贵，叶隆辉.杉木幼中龄林速生丰产可行性的研究[J].南京林业大学学报（自然科学版），1986（3）：31-35.
[5]黄传英，吴火灶.杉木造林密度试验研究报告[J].福建林业科技，1990（1）：18-27. （责编：徐世红）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15155782.htm
