不同密度杉木林生长规律初步研究——以湖南省桃江县为例

丁健康，胡建龙，胡江民，文武军，许婵娇

(桃江县林业局，湖南 桃江 413400)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)生长快、产量高、材质好等特点，是我国重要的优良针叶树种[1-2]，是我国南方广大的丘陵山地重要的用材林造林树种之一[3-4].目前，南方各省区已建立896万hm2的杉木人工林基地，其中幼、中龄林面积约占总面积的84.16%[5-8].杉木造林密度较大，为了改善林分结构，提高林分质量，必须通过抚育间伐合理地调整林分密度[9].

抚育间伐是是控制杉木林分密度的重要举措之一，结合间伐工作可解决目前杉木林分质量低下等问题，并通过间伐达到合理林分密度促进杉木林分的增长及更新[10-11].目前杉木种植存在的密植现象，导致了林分径级结构混乱，出材量低等现象，通过密度控制可以调整林分径级结构、树种组成、群落演替等同时，同时增加中幼龄用材林产出水平、改善林分卫生状况、提高保留林分生长量和质量的重要营林技术措施，在森林培育中具有十分重要的作用[12-15].本文通过间伐后设定不同林分密度，调查胸径，树高，材积生长量并进行生长预测，为杉木林分密度控制提供理论参考.

1 试验地概况

武潭镇石桥村位于桃江县西北部，112.08°E、28.31°N，该区位于湘中偏北，资江下游，属山、岗、丘、平原并有的丘陵地，西南、西北多山，东北地势平坦，平均海拔200 m，属于雪峰山余脉向洞庭湖过渡的山丘地带，亚热带季风性湿润气候，土壤属于红壤类型，全年日照1579.6 h，桃江县降水量1 400～2 000 mm，平均气温16.6℃[16].

2 材料与方法

2.1 材料

林龄8-10年的2万亩杉木人工林.2013年12月开始抚育间伐，并根据间伐设置不同林分密度做试验地，每个试验地面积为667m2，试验地信息如下：

表1 试验地情况

2.2 方法

对设置的试验地内每株杉木每木标尺，从2014年7月至2016年7月连续3年对各个试验地每株杉木进行胸径、树高、材积进行测定，测定数据利用Excel处理分析.

材积计算方法[17]：V=0.7854L﹛D+0.5L+0.005L2+0.000125L·(14-L)2·(D-10)﹜/10000

式中：V-材积，m3；L-检尺长，m；D-检尺径(小头直径)，cm.

通过胸径、树高、材积Spss17.0直方图分析对不同林分密度杉木林生长进行预测.

3 结果与分析

3.1 不同林分密度对杉木林胸径、树高、材积的影响

图1 不同林分密度杉木胸径年变化

图2不同林分密度杉木高年变化

图3 不同林分密度杉木材积年变化

通过分析不同林分密度对杉木胸径、树高、材积的影响(图1，图2，图3)，不同林分密度对胸径影响最大，如图1胸径年变化曲线变化较为剧烈，说明胸径受到林分密度的影响较为严重，对比分析不同林分密度对胸径的影响，林分密度B，C，D胸径年变化较明显，而林分密度A，E胸径增长较慢；其次不同林分密度对树高影响较大(图2)，林分密度B，C，D树高变化较一致，从变化曲线斜率分析，较胸径曲线斜率小，所以影响较胸径小，林分密度A，E树高增长较缓，与胸径变化曲线较一致；不同林分密度对材积的影响最小(图3)，主要原因是材积的增长较慢，通过分析，林分密度A，E材积增速较慢，林分密度B，C，D材积变化曲线斜率基本一致，影响基本一致，增速也较一致.

3.2 不同林分密度杉木林胸径、树高、材积年递增量变化

图4 不同林分密度杉木胸径年递增量变化

图5不同林分密度杉木树高年递增量变化

图6 不同林分密度杉木材积年递增量变化

为了更直观的分析不同林分密度对胸径、树高、材积的影响，通过分析不同林分密度杉木林胸径、树高、材积年递增量变化(图4，图5，图6)，如图4不同林分密度杉木胸径年递增量，林分密度B在2015年胸径年递增量最大，增幅达到了0.53 cm，其次是林分密度C，胸径地增量为0.52 cm，林分密度E 2015年胸径递增量为0.48 cm，胸径年递增量最小的是林分密度A和E，分别为0.21 cm和0.17 cm，比较分析2016年胸径递增量，林分密度A，B，C，D胸径递增量较2015年都有所下降，其中林分密度B胸径递增量降幅最为明显，达到了0.12 cm，而林分密度E胸径递增量2016年较2015年有所提高，说明林分密度越小，对胸径的影响越明显，另外通过分析林分密度A，C，D胸径递增量虽然有所下降，但不能单一通过2～3年的数据去推断该林分密度的合理性；林分密度对树高影响差异较显著，如图5，2015年树高递增量林分密度B和D较大，都是0.26 m，其次是林分密度C，递增量0.17m，最小的还是林分密度A和E，通过对比2016年树高递增量，较2015年，林分密度A和B树高递增量有所下降，林分密度C，D，E有所提高，说明林分密度越小，树高生长越明显；材积的大小是用材林好坏重要衡量标准之一[18]，如图6，2015年和2016年材积递增量以林分密度B，C，D最大，但是相比较2015年，2016年林分密度B，C，D材积递增量有所降低，而林分密度A和E材积递增量在两年的比较中有上涨的趋势.

通过以上分析，刚刚改造的杉木林，林分密度介于B，C，D之间的杉木林前几年林分生长较为明显，但是杉木林分有些指标量有所下降，所以不能完全推断其好与坏，同样，改造林分密度较小时，前几年的生长较为缓慢，一直处于增长状态，例如林分密度E，各项指标都是一直增长的，只是增长量较小，也可以推断其是可行的改造密度，所以需要长期的调查数据进行论证可改造的密度.

3.3 不同林分密度杉木林生长预测

通过不同林分密度胸径，树高以及材积变化直方图变化(如图7，图8，图9，图10，图11)，变化频率比较高的是林分密度B，C和E，指数接近80左右，其次是林分密度A和D，从而得出在培养大径级杉木用材林，林分密度B，C和E大径级杉木单株保有量明显高于林分密度A和D.通过对比分析林分密度B，C和E(图8，图9，图11)，林分密度B出现高频率杉木单株胸径区间(7.5～17.5)cm，林分密度C出现高频率杉木单株胸径区间(12.0～16.0) cm，林分密度E出现高频率杉木单株胸径区间(15.0～25.0) cm，但是从材积分析，三者材积最高都可以达到0.14m3，但是材积为0.14 m3出现频率最高的是林分密度B，频率接近于80，其他低于40，综合分析培育大径级杉木用材林林分密度B生长前景较好，可在本地区实施该密度培育杉木人工林.

图7 林分密度A各因素变化直方图

图8林分密度B各因素变化直方图

图9 林分密度C各因素变化直方图

图10林分密度D各因素变化直方图

图11 林分密度E各因素变化直方图

4 讨论与结论

(1)改造后初期不同林分密度对胸径影响最大，其次是树高，对材积的影响最小；

(2)2015年每亩保留(150～170)株之间的杉木林胸径、树高、胸径年递增量都较大，但是2016年年递增量有所下降，而每亩保留200株的杉木林胸径、树高、胸径年递增量一直时增长的，每亩保留130株的杉木林胸径与树高年递增量下降明显，材积递增量小幅增长；介于每亩保留(150～170)株之间的杉木林林分生长指标增幅明显，可作为未来改造的参考依据；

(3)通过不同林分密度杉木林生长预测，林分密度每亩保留170株，杉木单株大径级出现频率高，而且材积出现频率也高，接近于80，大径级杉木单株数量多，生长趋势良好，可在本地区进行实施密度控制.

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