太岳林区华北落叶松生长过程研究

贺义才

(山西省林业科学研究院，山西 太原 030012)

林木生长发育随着林分年龄的变化会表现出相应的规律，即林木生长规律，胸径、树高和材积等指标的生长量能够直观地反映出林木的生长规律。通过树干解析，测定林木每年的生长量，可以建立起林木胸径、树高和材积生长模型。建立生长模型有利于林业生产者了解林木的生长过程，掌握其各生长阶段的特点，合理安排生产经营措施，并采用最佳的培育技术，实现对林分的科学经营、管理和规划，使林木达到速生、丰产和优质的目的。

华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)是华北地区的主要针叶树种之一，是寒温带针叶林和其它高海拔地区森林的重要组成树种。华北落叶松具有速生、材质好、用途广、耐腐蚀、涵养水源作用显著等优点，是速生丰产林和水源涵养林常用的优良树种。

笔者对太岳林区华北落叶松胸径、树高和材积的生长模型进行拟合，研究其生长规律，旨在为太岳地区华北落叶松人工林的科学经营及管理提供技术参考和理论依据。

1 研究地概况

研究地为山西省太岳山国有林管理局七里峪林场，位于太岳林区中部，行政区划隶属于山西省临汾市霍州市，地理坐标为36°21′～36°45′N，111°40′～112°20′E.属暖温带大陆性半湿润山区季风气候，四季分明，年平均气温9.3 ℃，极端最低温-25 ℃，极端最高温37 ℃.无霜期120 d～155 d，年平均降水量550 mm～600 mm.研究区土壤为石灰岩母岩发育而成的山地褐土、山地淋溶褐土和山地棕壤。

2 研究方法

2.1 样地调查

在研究区华北落叶松人工林林分中，设置7块标准样地，样地大小为20 m×20 m，调查各样地的立地条件和林木的生长因子，见表1.

2.2 树干解析

在每块样地选择1株平均标准木，采用孟宪宇树干解析方法对其进行树干解析内业工作，龄阶为3 a.整理出华北落叶松单木直径、树高生长过程表，并计算出各解析木在每个龄阶的胸径、树高、材积生长量和材积生长率、形数生长变化情况。将各样地树干解析结果统一汇总后，绘制出七里峪林场华北落叶松平均生长过程表，见表2.

2.3 生长模型建立

根据华北落叶松林木平均生长过程数据，利用ForStat软件对生长数据进行回归分析。笔者主要采用测树学常用的Mitscherlich，Richards，Logistic，Korf，Gompertz 5种生长模型进行建模，依据决定系数的大小确定华北落叶松的最优生长模型，并提出华北落叶松胸径、树高、材积的生长方程。

表1 七里峪华北落叶松样地基本概况

表2 七里峪华北落叶松平均生长过程

3 结果与分析

3.1 生长模型的建立

3.1.1 胸径生长模型

华北落叶松胸径生长模型的拟合结果见表3.

由表3可知，5个生长模型的拟合效果都较好，相关性均较强，决定系数均在0.9以上。其中，Korf模型的拟合效果最好，决定系数达到0.999 94.所以，选择Korf模型作为七里峪林场华北落叶松的胸径生长模型：

3.1.2 树高生长模型

华北落叶松树高生长模型的拟合结果见表4.

由表4可知，5个生长模型的拟合效果都较好，相关性均较强，决定系数均在0.9以上。其中，Richards模型的拟合效果最好，决定系数达0.999 96.所以，选择Richards模型作为七里峪林场华北落叶松的树高生长模型：

H=33.082(1-e-0.028x)1.199.

3.1.3 材积生长模型

华北落叶松材积生长模型的拟合结果见表5.

表3 胸径生长模型拟合结果

表4 树高生长模型拟合结果

表5 材积生长模型拟合结果

由表5可知，Mitscherlich，Richards，Korf和Gompertz生长模型的拟合效果均较好，相关性均较强，决定系数均在0.9以上。其中，Richards模型的拟合效果最好，决定系数达到0.999 44.所以，选择Richards模型作为七里峪林场华北落叶松的材积生长模型：

V=0.5(1-e-0.057x)5.142.

3.2 华北落叶松生长过程分析

3.2.1 胸径生长过程

华北落叶松胸径生长量见图1.

图1 华北落叶松胸径生长量

从图1中可以看出，七里峪林场的华北落叶松前6 a胸径生长不明显，6 a～9 a生长加速并进入高峰期，连年生长量在第9 a达到最大值0.95 cm.9 a以后连年生长量逐步减小，在第17 a处连年生长量曲线与平均生长量曲线相交。在17 a后连年生长量均低于平均生长量。到第27 a，连年生长量为0.2 cm.由此可见，七里峪林场的华北落叶松在9 a以后，由于林分过密，且缺乏抚育间伐措施，抑制了林木胸径的生长。因此，连年生长量出现了下降趋势。

3.2.2 树高生长过程

华北落叶松树高生长量见图2.

图2 华北落叶松树高生长量

从图2中可以看出，七里峪林场华北落叶松树高的连年生长量曲线呈正态分布，在1 a～2 a逐渐加速生长并进入高峰期，在第9 a连年生长量达到最大值0.63 m，且9 a～12 a连年高生长量保持在0.63 m.此后生长量逐步减小，在第16 a连年生长量曲线与平均生长量曲线相交，并在16 a后连年生长量均低于平均生长量，到第27 a连年生长量为0.43 m.许多研究证明，树高对立地环境因子的反应最为敏感。由此可见，华北落叶松在12 a以后，因为林木立地条件的影响，加上林分管理措施较差，树高生长受到抑制。因此，连年生长量出现了下降趋势。

3.2.3 材积生长过程

华北落叶松材积生长量见图3.

图3 华北落叶松材积生长量

从图3中可以看出，七里峪林场华北落叶松材积的连年生长量曲线呈正态分布，随着年龄增长连年生长量逐渐增大。在9 a～15 a时连年生长量快速增大，15 a～21 a时连年生长量逐渐减小，连年生长量在21 a时达到0.007 90 m3.此后在21 a～27 a时，连年生长量又呈现快速增长趋势，第27 a时连年生长量达到0.012 05 m3.华北落叶松材积的连年生长量曲线与平均生长量曲线没有相交，说明七里峪林场的华北落叶松林分还没有达到成熟期，正处于生长时期。

4 结论

1)笔者选择测树学上常用的生长模型对华北落叶松的生长过程进行拟合，选择出适合胸径生长过程的最优模型为Korf方程，适合树高、材积生长过程的最优模型为Richards方程，决定系数R2值均大于0.99.

2)通过对华北落叶松的生长过程进行分析可知，胸径在6 a～9 a时生长加速并进入高峰期，连年生长量在第9 a达到最大值0.95 cm，9 a以后生长量逐步减小。连年生长量曲线与平均生长量相交在第17 a.由此可见，在9 a以后，应加强对七里峪林场华北落叶松人工林的抚育间伐，减小林木间的竞争，改善林内小气候，促进胸径生长。

3)树高连年生长量在1 a～2 a时逐渐加速生长并进入高峰期，连年生长量在第9 a时达到了最大值，9 a～12 a连年高生长量相同，此后生长量逐步减小。连年生长量曲线与平均生长量曲线在第16 a相交。由此可见，在12 a以后，应加强对华北落叶松人工林林地的管理，包括除草、施肥、灌溉等。

4)材积在9 a～15 a时连年生长量快速增大，15 a～21 a时连年生长量逐渐减小。此后在21 a～27 a时，连年生长量又呈现快速增长的趋势。直到第27 a，华北落叶松材积的连年生长曲线与平均生长曲线没有相交，说明七里峪林场的华北落叶松林分还没有达到成熟期，正处于生长时期。因此，在27 a后，应适时对林分进行人工抚育间伐，合理控制密度及养分，延长速生期，提高林分质量和出材量。

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