杉木小造林密度林分生长状况分析

张加汪

摘 要：以常规造林密度（3 086株/hm2）、经2次间伐的杉木林为对照，对杉木小造林密度（630株/hm2）林分生长状况进行比较分析。研究结果表明：造林密度630株/hm2，在林木整个生长过程中不间伐，39a生平均胸径、平均树高为33.4cm和21.9m，胸径变异系数19.4%、树高变异系数13.2%，林木分化小，树干通直，林相整齐。冠幅达8.52m，冠长17.8m，树冠生长在较长时间内个体间彼此独立，没有重叠、交叉、穿插，竞争不强烈。Cmj和Cmm处理由于造林密度较大，株行距较小，冠幅生长受到抑制，并没有随着林龄的增长而增长，更没有达到树冠生长的最大值。26a生Xms与Cmj处理比，平均胸径增加12.8%，平均树高增加4.6%。林分蓄积量以Cmj处理为高，单株材积则以Xms为高，从培育大径材的角度分析采取Xms处理较好，生产中小径材的林分应以Cmj为好。Xms与Cmj林分蓄积量间差异达到极显著水平，Cmj比Xms增加82.0%；Xms与Cmj单株材积间差异达到显著水平，Xms比Cmj增加31.8%。灌木层、草本层物种丰富度sp均表现为Xms>Cmj>Cmm。

关键词：杉木；小造林密度；生长状况

中图分类号 S791.27 文献标识码 B 文章编号 1007-7731（2013）06-110-04

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国特有的用材树种，在我国南方林区广为栽培，其造林面积和林分蓄积均居我国人工林首位[1-2]。在杉木培育过程中经营密度管理是一个十分敏感而且有着重要价值的技术问题，直接影响林分对光能利用率及对土壤营养与水肥的吸收状况，从而影响林分生产力[3]。目前人工林培育具有更高的目标性和计划性，要培育杉木大径材，密度大小影响深刻。俞新妥等研究杉木经营密度后认为：初植密度大的林分，如间伐措施跟不上，是很难培育大径材的[4]。林分密度越大，大径材出现时间越晚，机率越小。国内众多学者研究认为，培育杉木大径材应采取低密度管理模式[5-8]。林分低密度管理有2种方式，一是稀植不间伐，目标树在造林时既已明确；二是造林密度较大，在生长过程中经1～2次间伐，最终保留一定数量杉木培育大径材。以往培育杉木大径材多采取后者。如张俊钦等研究认为在较高初植密度3 600株/hm2的林分中，采取间伐保留1 230株/hm2、1 470株/hm2 2种密度模式为合理经营密度[5]。杨维荣、梁文英提出在较大造林密度的中龄林杉木林分中，可选择间伐强度按林分总株数30%的逐步间伐方式[9-10]。笔者同样认可采取中高初植密度，再经过多次间伐是培育杉木大径材的一条途径。但中高造林密度在林木生长过程中树冠易交接、重叠、穿插而影响林木生长与形质性状。有人认为幼林在树冠接近时就产生了竞争而影响林木生长[11]。笔者考虑到间伐过程中难免损害保留木，也考虑到降低生长成本的问题，认为造林时直接确定保留目的树，在林木生长过程中树冠彼此独立，采取低密度造林模式，培育杉木大径材值得尝试。为此，笔者进行了小初植密度试验，分析林分生长状况，以期为杉木定向培育大径材提供生产实践经验和可借鉴的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于福建省大田桃源国有林场，位于E117°24′-117°33′、N26°7′-26°19′。属中亚热带大陆性兼海洋性季风气候，年平均温度19.5℃，极端最低温度-5.5℃，最高温度为4O℃，大于10℃年积温为6 215℃，无霜期满300d；平均降水量1 700～1 900mm，3～8月降雨量为全年75%，大于0.1mm的年降雨日数163d，平均相对湿度79%；年平均风速1.6m/s；冬短夏长，四季分明，属福建武夷山东伸支脉地带，东南方为戴云山脉，海拔320～550m，有利于岩石风化、土壤淋溶、富铝化作用、植物生长，土壤类型为山地红壤。

1.2 试验设计 小造林密度（Xms）试验地设在桃源国有林场丁板工区118林班17大班5小班，分别在上、中、下坡各建立1个标准地，标准地面积20m×30m。黄红壤，坡度20°左右，立地类型为I类地。该试验地为1975年营造的杉木纯林（原计划营建初级种子园，后因故放弃），造林密度630株/hm2，株行距4m×4m，块状整地，穴规格60cm×60cm×40cm。造林后连续抚育5a，1～3a全锄2次，后2a除草1次，施肥1次，每株施肥1kg，施肥比例N：P：K为3∶1∶1。

常规造林I（Cmj）选择同样为1975年营造的杉木纯林，在Xms3块标准地相对应的坡段建立3个标准地，立地条件、经营管理与Xms相似，造林密度3 086株/hm2，株行距1.8m×1.8m，施肥量630kg/hm2，雨后撒施。1983年第1次间伐，保留2 160株/hm2，1991年第2次间伐，保留1 500株/hm2，1999年主伐（26a生）。常规造林II（Cmm）选择与Xms处理相似的立地条件、同样经营管理的13a生杉木纯林，造林密度3 086株/hm2。

从表1可以看出，不同处理树冠生长状态存在明显差异。Xms处理39a生冠幅达8.5m、冠长17.8m，与Cmj（26a生）和Cmm（13a生）比，冠幅分别增加34.5%和45.6%，冠长分别增加34.5%和45.6%。表明小造林密度树冠生长在较长时间内个体间彼此独立，没有重叠、交叉、穿插，竞争不强烈。Cmj和Cmm虽然处于不同的生长时期，但由于造林密度较大，株行距较小，冠幅生长受到抑制，并没有随着年龄的增长而增长，更没有达到树冠生长的最大值。上层树冠对光照的阻挡、吸收和放射使到达林分内的光照减少，林分自然整枝加快，叶面积急剧减少。一旦树冠萎缩、抬升，即使通过间伐调控密度，也无法恢复正常的树冠。显然，较大密度下树冠生长受到了抑制，对材积的积累将会产生较大的影响。

表1中还可以看出：冠长率大小顺序为Xms>Cmm>Cmj，树冠形状大小顺序为Cmm>Cmj>Xms。表明39a生林分树冠较扩展，保证林木个体拥有足够空间，群体最大限度利用空间和发挥潜力。冠长率的大小直接影响到林木胸径生长率的高低，较为客观地反映出林分的生长状况[12]。Cmj、Cmm处理在生长过程中树冠生长受到株行距的限制，长期在拥挤空间中生长。小造林密度处理均较合理，意味着有较大的生长潜力。

表2是Xms处理13a生冠幅生长过程。从表2中可知，在Xms处理中，冠幅生长在造林后年增长量随着林龄增加而增长，直至8a生时出现回落，此时冠幅生长在3.5～4.0m，即杉木树冠生长在不受或少受约束的情况下，树冠未接、林分没有充分郁闭的条件下，冠幅生长最大值出现在7～8a。13a生冠幅能够达到6.31m。同样是13a生Cmm处理平均冠幅为2.21m。显然，Cmm处理冠幅生长受到了极大的限制。现在大多数杉木初植密度在2 500～3 000株/hm2，甚至达到3 600株/hm2以上，株行距在2m以下，在5a生时树冠已经开始交接，树冠生长空间有限，冠幅生长受到严重抑制。由此笔者认为：为了培育大径材，初植密度应当适度降低，间伐林龄适当提前，避免因林分过早郁闭而影响林木整个生长发育。

2.2 高径生长比较分析 表4是不同处理杉木林生长状况测定结果。从表4中可以看出，39a生Xms处理杉木林分平均胸径、平均树高为33.4cm和21.9m，平均胸径、平均树高年生长量分别为0.86cm和0.56m。最大胸径43cm，最大树高30m。胸径变异系数19.4%、树高变异系数13.2%，林木分化小，树干通直，林相整齐。按照大径木胸径大于或等于26cm的标准，39a生Xms处理林分均已达大径木培育目标。

表4中还可以看出：同样是26a生林分，Xms处理平均胸径、平均树高分别达到25.5cm和18.1m，平均胸径、平均树高年生长量分别为0.98cm和0.70m。Cmj处理平均胸径、平均树高分别达到22.6cm和17.3m，平均胸径、平均树高年生长量分别为0.87cm和0.67m。Xms与Cmj处理比，平均胸径增加12.8%，平均树高增加4.6%，表明小造林密度有利于个体胸径生长。这与以下因素有关：一般经营密度较大时，冠幅生长受到抑制，促进了树冠的垂直生长，有利于树高的生长；另一方面，杉木人工林的营养系统作为一个整体栽植密度低时，其下部位侧枝生长因为生长空间较宽裕而未受限制从而生长较旺盛，消耗一定营养物质而影响顶端优势的生长，而经营密度较大的杉木林因冠幅生长较拥挤而限制了中下部位侧枝生长，反而为顶端生长集中了较好的营养保障。为了减少下部枝叶消耗养分，培育高干无节干材，采取修枝是必要的。

3 小结与讨论

3.1 采取小造林密度经营模式是培育彬木的一种途径 试验结果表明：造林密度630株/hm2，在林木整个生长过程中不间伐，39a生平均胸径、平均树高为33.4cm和21.9m，胸径变异系数19.4%、树高变异系数13.2%，林木分化小，树干通直，林相整齐。但小造林密度林分郁闭时间迟，林内杂灌草较多，与杉木争夺水肥，抚育成本加大。田新辉等认为：在森林培育的整个过程中，林分密度是制约林木群体生长发育过程中的关键因素。合理的造林密度能够使造林地适时郁闭，增强林分生长稳定性和抗逆性[17]。建议小密度造林应该适度套种或利用时间差在林下套种小乔木或灌木状经济植物。

3.2 不同经营密度对杉木树冠影响不同 试验结果表明：39a生Xms处理冠幅达8.52m、冠长17.8m，树冠生长在较长时间内个体间彼此独立，没有重叠、交叉、穿插，竞争不强烈。Cmj和Cmm处理由于造林密度较大，株行距较小，冠幅生长受到抑制，并没有随着林龄的增长而增长，更没有达到树冠生长的最大值。为了培育大径材，初植密度应适当降低，间伐林龄适当提前。值得探讨的是，小密度造林枝下高低、分枝粗大，不及时修枝难以培育优质大径材，容易形成明显结疤。结疤存在降低了木材等级和价值。有必要深入研究小密度造林修枝方法，培育高干无节的杉木干材。

3.3 不同密度造林生长量存在差异 试验结果表明：同林龄（26a生）Xms与Cmj处理比，平均胸径增加12.8%，平均树高增加4.6%。林分蓄积量以Cmj处理为高，单株材积则以Xms为高，方差分析表明：Xms与Cmj林分蓄积量间差异达到极显著水平，Cmj比Xms增加82.0%；Xms与Cmj单株材积间差异达到显著水平，Xms比Cmj增加31.8%。从培育大径材的角度分析采取Xms处理较好，生产中小径材的林分应以Cmj处理为好。

3.4 小密度造林有利于林下植被发育 研究结果表明：灌木层、草本层物种丰富度sp均表现为Xms>Cmj>Cmm。不同密度、不同时期、不同经营管理措施对物种多样性影响深刻。杉木林地力衰退严重是影响杉木健康发展的瓶颈[18-19]，发育林下植被是恢复人工林地力的重要途径。保护和恢复林下植被对杉木可持续经营有重要意义。

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