小陇山林区日本落叶松人工林经营密度研究＊

许晓玲，张建华

（1.甘肃省小陇山林业实验局张家庄林场，甘肃 两当 742404；2.甘肃省小陇山林业实验局林业科学研究所，甘肃 天水 741022；3.甘肃小陇山森林生态系统国家定位观测研究站，甘肃 天水 741022；4.甘肃省次生林培育重点实验室，甘肃 天水 741020）

日本落叶松人工林群体结构有其自身的发生发展规律，同其他森林植物群体一样，随着时间的推移，有一个从初值密度到适宜密度再到最大密度的变化过程，生产经营活动必须遵循其规律［1］。随着日本落叶松人工林林龄的逐步增长，群落的各个生长发育阶段对应的林地上都有其适宜的生长密度。影响日本落叶松群体生长的因子较多，树冠竞争因子能稳定反映林分竞争水平的特性［2,3］。

1 研究区概况

小陇山林区位于甘肃省东南部，秦岭山脉西部，位置104°22′E～106°43′E，33°31′N～34°41′N，半湿润半干旱气候。区内温度较低，年均气温7～12℃，年降水量600～900mm，空气湿度78%，日照时数1520h。林区土层厚度50～100cm，持水性良好。小陇山林区从上世纪六十年代开始引种栽培日本落叶松，九十年代被确定为速生用材林建设主要树种，已成为本林区及周边地区森林资源的重要组成树种，发挥着重要的经济、生态和社会效益［4］。

2 研究方法

设置不同立地条件、不同年龄、面积为20m×20m 日本落叶松人工林标准地60 块，乔木每木检尺，记录胸径、树高、枝下高、冠幅（取南北方向和东西方向或坡面上下左右均值）等调查信息。分析胸径、树冠面积、株数关系，计算出日本落叶松不同径阶林分经营理论密度（最大密度）和适宜经营密度。资料和以往的研究经验，是依据不同径级林分的适宜密度指标来作为确定林木抚育间伐强度的依据。而林分的适宜密度指标往往由现实林分立木密度与胸径、胸径与树冠投影面积的相关性来推算。而胸径的生长与冠幅大小的关系，不受立地条件与林龄差异的影响。因此，无论日本落叶松林分所处的立地条件和林龄如何，它们的适宜密度指标可用下式表示：

式中：N——密度指标

基于以上方法，利用测设的60 块标准地分别进行了每木检尺，按上述要求实测了每株树木的冠幅。

3 合理密度表的编制

3.1 理论密度的确定

将林木胸径分径阶，统计计算按径阶的冠幅平均值，见表1：

表1 各径阶林木平均冠幅、树冠投影面积、密度值 （单位：m2）

以胸径D 为横坐标，以冠幅直径为纵坐标，绘散点图，根据散点图分布趋势绘出相应曲线。如图1所示。

从图1 看出，冠幅与胸径的关系呈明显的幂函数相关，因此，选用公式D=ADB 回归。根据表1 数据得出胸径与冠幅的回归方程为：

根据调查资料，由各径阶林木平均冠幅直径值推算单位面积的立木株数。依表1，以胸径（D1.3）为横坐标，密度（N/ha2）为纵坐标，如图2 所示。

图1 胸径与冠径曲线图

图2 胸径与现实密度关系曲线

可以看出：胸径与密度呈双曲线关系，建立相应回归方程：

表明胸径与密度相关紧密。

根据上述方程，即可计算出日本落叶松林分理论密度表。见表2。

表2 日本落叶松理论密度值

3.2 合理密度的确定

当林分处在合理密度时，应该是个体连年生长量和群体连年生长量均处在旺盛期，一旦个体连年生长量开始下降就表示密度过大，需要间伐抚育，针对日本落叶松群体结构的特点，从密度效应出发，对测设的标准地于4 年后进行复查，用复测结果验证合理密度。

表3 林分胸径连年生长量、蓄积连年生长量与树冠重叠系数k 的关系

以重叠系数为横坐标，以ZD、ZM分别为纵坐标绘图，图像法解出林分个体和群体生长交汇点即为最佳状态，其密度值则为最佳密度，在横坐标对应数值为1.19，即k=1.19。根据表3 的理论密度值计算编制小陇山林区日本落叶松人工林分合理经营密度表。

表4 小陇山林区日本落叶松人工林合理密度表