杜仲中龄林合理经营密度的研究

杨勇智，吴 俊，肖兴翠，陈林武，颜 明，代 锐

（1.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；2.旺苍县林业和园林局，四川 广元 628200）

杜仲Euccommia ulmoidesOliv.属杜仲科Eueomiaeeae杜仲属，是我国特有名贵中药材树种。杜仲叶可制作杜仲茶，具有抗疲劳的功效[1-2]；杜仲皮、叶、果实均含有杜仲胶，在医疗、航空和工业等方面有很高的经济价值[3]。我国自新中国成立以来，由群众自发栽培应用转为大面积发展杜仲人工林[4]。四川省旺苍县作为杜仲重点发展县，杜仲人工栽培面积最大，1998年被列为全国第二批高产优质高效农业标准化杜仲示范区，2000年被原国家林业局命名为“中国名特优经济林杜仲之乡”。四川发展杜仲40 多年来，取得了很大的成功，但也因此衍生出很多问题，其中问题之一就是林分密度过大，影响杜仲生长和杜仲皮产量[5]。而国内在杜仲栽培管理方面有一定的研究[6-12]，其中无性繁殖[13-16]和施肥[17-19]方面的研究相对较多，对于中龄林的栽培密度研究较少，本研究通过对旺苍县杜仲中龄低效林进行间伐试验，以及对四川各地杜仲人工林合理密度进行调查，研究了杜仲中龄林合理的经营密度，为四川杜仲产业的持续健康发展奠定理论基础。

1 试验地概况

试验地位于旺苍县东河镇南峰寺旁，东经106°18′9″，北纬32°13′31″，海拔560 m。试验地属亚热带湿润季风气候，四季分明，雨量充沛，光热资源丰富，无霜期较长，山地气候明显；年均气温16.5℃，年降水量920.9 mm。土壤为紫色土，pH值8.3，有机质含量31.98 g·kg-1，全氮1.73 g·kg-1，全磷0.13 g·kg-1，全钾22.08 g·kg-1。

杜仲中龄林为1996年春造林。初始株行距为1.8 m×1.0 m，林分自然整枝，枝下高2/3，枝叶交替，部分弱势树木有被压和偏冠的现象；郁闭度在0.95 以上。林分生长期间通过部分人为干扰及自然优胜劣汰的方式，于2016年4月进行标准地调查，不同地块林分保留密度分别为2 072、3 250、4 250、5 400 株/hm2。2016年4月，间伐前后分别对杜仲林分的保留密度、胸径、树高、冠幅生长量进行了调查。

2 研究方法

2.1 密度调控

2016年4月，根据林分现状，按照4 个林分密度等级进行密度调控，以间伐后不同透光度为密度调控的原则，通过去劣留优间伐，将旺苍县3 250 株/hm2的林分密度调整为1 620 株/hm2，将4 250 株/hm2调整为2 130 株/hm2和3 810 株/hm2，以不调整密度的5 400 株/hm2为对照。每种处理400 m2小区，3 次重复。

2.2 样地调查

2016年4月，间伐前对样地进行每木检尺，测定胸径、树高、枝下高、冠幅，并按照不同径阶，选择4 ～16 径阶的平均木7 株并伐倒，将主干皮剥下，称取鲜质量；根据不同径阶皮质量调查结果进行推算单株皮质量和林分皮质量。

2.3 密度方程

在四川省杜仲主要分布区旺苍县、蒲江县等8 个县，开展杜仲人工林调查，测定了116 株平均木和优势木的胸径和冠幅，取东西冠幅和南北冠幅平均值作为模型构建时的冠幅数据。以冠幅（Cw）为纵座标，直径（D）为横座标作图，依点的分布趋势，选用了线性方程：

解出a、b的值，按照这一方程求出不同径阶的冠幅理论值，推测出不同径阶林木所需要的营养面积，从而确定出杜仲人工林在不同胸径阶段应保留的理论密度。

根据立木密度、胸径与树冠垂直投影面积的相关规律来推算不同平均直径林分的密度指标，其公式为：

式中：Cws为一定林分各径级平均树冠垂直投影面积（m2）；No为单位面积的立木株数（株·hm-2），通常称为理论密度，这种林分在理论上既无林间空隙，又无树冠重叠。

2.4 数据统计与分析

数据统计采用Microsoft Excel 2010 软件进行处理，方差分析采用SPSS 20·0 软件完成，对各因子变化差异进行了单因素方差分析和LSD 多重比较。

3 结果与分析

3.1 林分密度对杜仲生长的影响

由表1可见，旺苍杜仲间伐前4 种保留密度林分之间胸径、树高、冠幅和单株皮质量、林分皮质量均有极显著差异（P＜0.01）；胸径、树高、冠幅及单株皮质量均随林分密度的增大而减小，表明密度越大，单株生长越差。保留密度2 072 株/hm2的林分单株生长最好，林分皮质量最大，胸径、树高、冠幅、单株皮质量及林分皮质量与3 250、4 250、5 400 株/hm23 种密度林分间均有极显著差异（P＜0.01）；其次是保留密度为3 250 株/hm2的林分，其胸径、树高、单株皮质量与5 400 株/hm2间有极显著差异（P＜0.01），冠幅与5 400 株/hm2间有显著差异（P＜0.05）。

3.2 密度调控对杜仲中龄林生长及皮质量的影响

间伐后2 a，4 个林分密度等级的生长量变化情况列于表2。

表1 不同密度杜仲林分生长情况比较†Table1 Comparison of growth of different densities of E.ulmoides plantations

表2 间伐后林分密度对杜仲生长的影响Table2 Effect of stand density on growth of E.ulmoides plantations after thinning

由表2可见，经过密度调控，间伐后1 ～2 a，胸径、树高、冠幅、单株皮质量总体上均随林分密度的增大而减小。

由表3可见，间伐后，不同保留密度间胸径、树高、冠幅、单株皮质量、林分皮质量均有极显著差异（P＜0.01），表明对杜仲林分进行密度调控后，不同保留密度林分间生长表现出差异，随着林分密度的增大，胸径、树高、冠幅及单株皮质量均减小。1 620 株/hm2和2 130 株/hm22 种林分密度与3 810 株/hm2以及5 400 株/hm22 种林分密度间胸径、树高、冠幅、单株皮质量间均没有差异（P＞0.05），但是2 组密度间胸径、树高、冠幅、单株皮质量间均有极显著差异（P＜0.01）。林分皮质量在2 130 ～5 400 株/hm2的林分密度范围内随着林分密度的增大而增大，林分密度为5 400 株/hm2的林分皮质量最大，与其余3 个林分密度均有显著差异（P＜0.05）。

表3 间伐后不同保留密度林分生长比较Table3 Comparison of stand growth with different reserved densities after thinning

由表4可见，间伐后1 a，不同保留密度间胸径、树高、冠幅、单株皮质量生长量均有极显著差异（P＜0.01），且随密度的增大而减小（见表4）。1 620、2 130、3 810 株/hm23 种林分密度间的胸径、树高生长量均没有显著差异（P＜0.05），但3 种密度与5 400 株/hm2之间均有极显著差异（P＜0.01）。林分密度为1 620 株/hm2和2 130 株/hm2的冠幅生长量均显著高于其余2 种密度；林分密度为1 620 株/hm2的单株皮质量生长量极显著高于对照（5 400 株/hm2），其胸径、树高、冠幅、单株皮质量、林分皮质量年生长量增长分别比对照高68.42%、57.14%、71.43%、1 250.00%和314.29%。

表4 间伐后1 a不同保留密度林分生长量的比较Table4 Comparison of stand growth at different reserved densities one year after thinning

间伐后2 a，不同保留林分密度间胸径、树高、冠幅、单株皮质量、林分皮质量生长量均有极显著差异（P＜0.01）（表5）。胸径、树高、冠幅生长量总体随着林分密度的增大而减小，胸径、冠幅、单株皮质量及林分皮质量均以林分密度2 130 株/hm2生长量最大，其胸径、树高、冠幅、单株皮质量及林分皮质量生长量与1 620 株/hm2间均没有显著差异（P＞0.05），与5 400 株/hm2间均有极显著差异（P＜0.01）。可见，对于密度偏密的杜仲低效林分，间伐后2 a 内，以1 620 ～2 130 株/hm2林分密度范围最有利于促进杜仲林分的生长和杜仲产皮量的增加。

表5 间伐后2 a不同保留密度林分生长量的比较Table5 Comparison of stand growth at different reserved densities two years after thinning

3.3 杜仲合理经营密度研究

3.3.1 合理经营密度研究

根据四川省8 个县杜仲人工林平均木和优势木的胸径和冠幅，以最小二乘法原理，解得线性方程的参数（a=1.215，b=0.176），则有：Cw= 1.215+0.176D，r=0.879，P＜0.01。表明两者关系十分密切，可以在实践中加以应用。

由方程（1）（2）求得杜仲各径阶冠幅的理论值和理论密度，并在此基础上，推导出郁闭度为0.7 ～0.9 的最适经营密度，建立了四川省杜仲人工林不同径阶林分密度表，结果见表6。

表6 杜仲人工林不同径阶林分密度†Table6 Density tables for different diameter grades of E.ulmoides plantation

3.3.2 林分密度表的应用

利用编制的四川杜仲人工林不同径阶密度表，依照林分平均胸径和冠幅，即可查出郁闭度为0.7 ～0.9 时单位面积应保留株数范围。林分现有株数与最适经营密度的差值为间伐株数，间伐株数与现实林分密度的比值即为抚育间伐株数强度。

以四川8 块杜仲样地资料数据，计算出了杜仲人工林抚育间伐强度。由表7可见，8 块样地的林分密度都不同程度偏大，需要进行间伐，且间伐强度均较大，大部分均在50%以上。

根据表7可知，间伐2 a 后，旺苍杜仲林分密度 为1 620 株/hm2、2 130 株/hm2、3 810 株/hm2的冠幅有了显著的增加，仍然需要继续进行间伐，逐步使林分达到合理的密度。

4 结论与讨论

密度调控前，旺苍县现有杜仲林分的密度越大，单株生长越差，胸径、树高、冠幅及单株皮质量均随着林分密度的增大而减小，以保留密度最稀的林分单株生长最好。进行密度调控后以及调控后2 a 内，胸径、树高、冠幅、单株皮质量均遵循随林分密度的增大而减小的规律。

表7 杜仲低效人工林抚育间伐强度Table7 Tending and thinning intensity of low efficiency E.ulmoides plantation

密度调控后1 a，胸径、树高、冠幅、单株皮质量生长量随林分密度的增大总体减小，不同保留密度林分间胸径、树高、冠幅、单株皮质量生长量均有极显著差异。密度调控后2 a，胸径、树高、冠幅生长量总体随林分密度的增大而减小，胸径、冠幅、单株皮质量及林分皮质量均以密度2 130 株/hm2生长量最大，其胸径、树高、冠幅、单株皮质量及林分皮质量生长量与1 620 株/hm2间均没有显著差异，与5 400 株/hm2间均有极显著差异。可见，对于密度偏大的杜仲低效林分，间伐后2 a，以1 620 ～2 130 株/hm2密度范围最有利于促进杜仲林分的生长和杜仲产皮量的增加。

对四川省内的杜仲林分进行了广泛调查，采集平均木和优势木的胸径和冠幅数据，利用线性方程推导出郁闭度为0.7 ～0.9 的最适经营密度，建立了四川省杜仲人工林不同径阶林分密度表。利用该密度表，根据林分的平均胸径和所要达到的郁闭度得出该林分的适宜经营密度，可以准确地判断出各地的林分密度是否适宜，是否需要进行抚育间伐及确定抚育间伐强度，促进杜仲林分的生长和产皮量的增加。但在实际操作过程中，由于林分密度过大，林木分化严重，生长较差，不能按照不同郁闭度理论密度进行一次性间伐，而应视林木生长健康状况，根据去劣留优的原则，通过多次间伐，逐步调整至合理密度。