不同间伐保留密度对杉木人工林枝条生长的影响

摘要：[目的]探究不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响，为杉木无节材定向培育的间伐密度控制提供理论依据和技术支撑。[方法]以福建省沙县官庄国有林场9年生杉木人工林为研究对象，设置3种不同的林分保留密度：1 200株·hm-2（间伐强度为67%，L）、1 800株·hm-2（间伐强度为51%，M）和2 250株·hm-2（间伐强度：27%，H），间伐后的第5年，在各样地内选取标准木进行观测，探讨不同间伐后的林分保留密度对杉木枝条发育的影响。[结果]1）枝条总量、8m以下枝条数量、8m以上枝条数量、死枝数量、活枝数量均表现为：Lgt;Mgt;H，枯枝率表现为Hgt;Mgt;L；2）基径随间伐后的林分保留密度的减小而增大，表现为Lgt;Mgt;H，且L与H之间存在显著性差异（P＜0.05），同时L的枝长大于M和H，说明低的林分保留密度更有利于枝条生长；3）活枝枝条基径和枝长呈明显的线性相关，死枝枝条基径和枝长线性相关性较小。4）死枝的基径、枝长、数量与活枝数量随树干垂直高度的增大而增大，活枝的基径与枝长随垂直高度的增大而减小，H、M的分枝角随垂直高度的增加而减小。5）死枝与活枝的基径、枝长与分枝角在南部区域（90。—225。）整体大于北部区域，但枝条数量在东部区域（0°～180°）大于西部区域。[结论]要根据不同的培育目的调整杉木间伐后的林分保留密度，高的林分保留密度会抑制枝条基径和数量的生长，从而减少节子的大小和数量，提高木材质量。在杉木幼龄期时可以对林木进行修枝，以减少宿存枝条，达到提高木材质量、培育无节材的目的，综合本研究的3种间伐保留密度，其中1 800株·hm-2的林分保留密度更适宜培育无节大径材。

关键词：杉木；间伐保留密度；枝条发育；无节材

中图分类号：S 753 文献标识码：A 文章编号：1001-1498（2024）03-0175-08

枝条的数量、基径、长度等在一定程度上决定着木材的质量和等级。因此，研究枝条的发育规律对于提升木材质量具有重要作用，也已逐渐成为研究的热点。大量研究结果表明，枝条的分布和生长规律与林分密度调控技术密切相关。欧阳红旗等的研究结果表明，密度对猕猴桃枝条产量、基部直径具有显著影响，但对枝条长度的影响不明显；王志海等研究表明，密度对米老排枝条的大小影响显著，高密度会显著抑制枝条的生长；章志都等对林分密度对山桃树冠影响的研究结果表明，林分密度对1级侧枝的树冠形态参数影响显著。类似研究还有很多，也均表明林分的密度与枝条的生长密切相关。

杉木（Cunninghamia /anceo/ata （Lamb.）Hook．）是我国南方特有的优良速生树种，具有速生丰产、材干通直、适应性强、经济效益高等优点。抚育间伐是杉木人工林培育的主要营林措施之一，通过降低林分密度，改善林分内的光照、温度、湿度、土壤等环境条件，从而促进林分保留木的生长。抚育间伐对杉木生长的影响已开展了大量的研究，而对于抚育间伐对枝条发育的影响研究较少。本研究以福建省沙县官庄国有林场的9年生杉木间伐密度试验林为研究对象，探究了不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响，以期为提高杉木人工林无节材培育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验林设置在福建省沙县官庄国有林场，林场为闽西北低山丘陵地带，海拔高平均在200～800m左右；气候温和，土层深厚，土壤肥沃，土壤以红壤为主且腐殖质含量较多，并分布有黄红壤；林下植被以冬青（//ex chinensis Sims）、粗叶榕（Ficus hirta Vahl）、傅氏凤尾蕨（Pteris faurieiHieron）等为主。

1.2 实验设计

该试验林分于2009年完成造林，造林密度均为3 250株·hm-2，面积均为20 m×20 m。为保证试验的准确性，试验林分的坡位、坡度、土壤条件相对一致，采用完全随机区组设计，设置间伐后高林分保留密度（H：2 250株·hm-2）、中林分保留密度（M：1 800株·hm-2）、低林分保留密度（L：1200株·hm-2）3种处理，每个处理3个重复。试验林地立地指数均为18 m，并于2017年（林龄为9a）完成间伐处理。

1.3 实验方法

1.3.1 样地调查

2023年对杉木人工林进行每木检尺，各间伐后的林分保留密度杉木人工林特征如表1。

1.3.2 数据采集

根据试验林林分的胸径和树高，在每个样地选取1株远离林缘的标准木。按照2m区分段，记录一级枝条的状态。死枝测量时，在标准木树下铺设篷布，使用测高杆测量着生高度，使用修枝剪从基部剪下死枝，测量基径、枝长、目测方位角。标记北线将标准木伐倒，测量活枝的着生高度、基径、枝长、分枝角、方位角。枝条基径用游标卡尺测量，枝长用卷尺测量，分枝角用角度尺测量，方位角分为8个区域，以正北为0°，正东为90°，间隔45°为1个区域，目测枝条的方位区间。

1.4 数据处理

从9株样木采集的数据，利用Excel进行数据的初步处理，采用SPSS统计软件对相关数据进行统计。

2 结果与分析

2.1 不同间伐后的林分保留密度对林分枝下高的影响

由图1可知，死枝枝下高均在2～4 m范围内，活枝枝下高均在6～9 m范围内。枝下高随间伐后的林分保留密度的增大而增大，各处理间杉木死枝、活枝枝下高均表现为Hgt;Mgt;L，经方差分析结果表明，各间伐后的林分保留密度处理间差异均不显著（pgt;0.05），说明间伐后低的林分保留密度会降低死枝和活枝的枝下高。

2.2 不同间伐后的林分保留密度对林分枝条数量的影响

由表2可知，间伐后的林分保留密度对杉木枝条总量、死枝、活枝、树干垂直高度8m以下，树干垂直高度8m以上枝条数量的影响表现为随林分保留密度的减小而增大，均为Lgt;Mgt;H，且经方差分析结果表明活枝、总枝条、树干垂直高度8m下枝条数量L显著高于M、H（P＜ 0.05）。间伐后的林分保留密度对枯枝率的影响表现为随间伐后的林分保留密度的减小而减小，表现为Hgt;Mgt;L．但并未表现出显著性差异（pgt;0.05）。表明低的林分保留密度会显著促进活枝、总枝条和8 m下枝条的数量，同时降低林木枯枝率。

2.3 不同间伐后的林分保留密度对林分枝条基径、枝长和分枝角的影响

由图2p可知，枝条基径随间伐后的林分保留密度的减小呈现出逐渐增大的趋势，表现为Lgt;Mgt;H，且L显著大于H（P＜ 0.05），死枝枝长与间伐后的林分保留密度间的关系表现为Lgt;Hgt;M，未表现出规律性影响，活枝枝长与间伐后的林分保留密度间的关系表现为随间伐后的林分保留密度的降低而增大，表现为Lgt;Mgt;H，且活枝与死枝的枝长均表现为L的枝长显著大于H（P＜ 0.05），分枝角表现为Lgt;Mgt;H。方差分析结果显示：死枝基径和枝长的线性关系（图3）弱于活枝，活枝枝条基径（x）和枝长（y）呈明显的线性相关（图4），可用y=a+bx表示。低间伐后的林分保留密度可显著促进基径和枝长的生长。

2.4 不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条的空间分布

2.4.1 垂直分布

由表3可知，各间伐后的林分保留密度的林木的死枝枝条均出现在树干垂直高度2m以上。在树干垂直高度8m下，死枝枝条的基径和枝长随着高度的上升而增大。均表现为6m以上的枝长与基径显著高于6m以下，数量也在6～8 m时达到最大值，8m之后死枝枝条的数量显著下降，L在8m以上未出现死枝。由表4可知，间伐后的不同林分保留密度中，H、M的活枝均出现在8m以上，L的活枝出现在6m以上，表明间伐后低的林分保留密度能降低林木的枝下高。3种间伐后的林分保留密度活枝的基径、枝长与分枝角随高度的增加而减小，H、M处理中活枝的数量表现为随高度的增加而增加，并表现出显著差异（ P＜ 0.05），L处理中活枝数量在1 0～12 m区间出现不显著降低。

2.4.2 水平分布

由表5可知，通过分析不同间伐保留密度的不同方位的枝条基径、长度、分枝角和枝条数量的分布规律得知：H、M处理中死枝枝条基径与枝条长度在90。～225。的南部区域达到最大值，最大基径分别为17.7 mm、16 mm，最大枝长分别为177.9 cm、144.96 cm，L的死枝基径与枝条长度未表现出规律性差异，分布较为均匀，最大基径为16.54 mm，最大枝长为155.24 cm。H、M、L的死枝数量最大值出现在0°～180°的东部区域，H为11.67个，M为11个，L为11.33个。由表6可知，H、M、L处理中活枝枝条基径、长度与分枝角的最大值均出现在90°～225°的南部区域。H、M、L的基径最大值分别为16.95mm、19.96 mm、20.5 mm，枝长最大值分别为116.32 cm、134.21 cm、143.25 cm，分枝角的最大值分别为59.82°、68.71°、67.56°。H、M、L活枝数量最大值分别为10.33个、10.67个、11 .67个。

3 结论

（1）研究结果显示，不同间伐后的林分保留密度对枯枝高影响不显著，对活枝高的影响表现为随间伐后的林分保留密度的减小而减小。与杨桂娟等对杉木的研究结果一致。杉木树冠下部枝条死亡并宿存树干上，并不脱落，因此，杉木的自然整枝能力并不由单一的枝下高决定。间伐后的林分保留密度对死枝数量的影响表现为随间伐后的林分保留密度的减小而增大，但并未表现出显著性差异，低间伐后的林分保留密度会显著增加活枝与总枝条数量，在一定程度上表明杉木枝条发育数量会随生活空间的扩大而增大，与刘新亮等对樟树幼龄林的研究结果一致。

（2）研究结果显示，杉木死枝枝条的基径与长度表现为随间伐后的林分保留密度的减小而增大，与吴鞠等的研究结果一致。活枝的枝长、基径和分枝角表现为低的林分保留密度大于中、高保留密度，与唐继新等对米老排的研究结果一致，随着间伐后的林分保留密度的减小，枝条生长空间变大，水平竞争力减小，对阳光、水分吸收增大，枝条与树干之间的夹角变大有利于枝条的生长。

（3）研究结果显示，从垂直分布可知死枝的基径、枝长与数量总体呈现出随高度区间的增大而增大。活枝的数量基本呈现出随高度区间的增大而增大，基径、枝长、分枝角与高度区间呈反比，这与何韦均对米老排的研究结果一致。随着林龄的增长，胸径与树高增大，对应的活枝枝条基径、长度逐渐增大，随着竞争的结果出现死亡宿存在树干上。从水平分布可知，H、M的死枝在南部区域（90°～225°）基径与枝长整体大于北部。这与靳晓娟对长白落叶松的枝条研究结果部分一致。在竞争的结果下南部区域的枝条发育相对北部较好，但较低的保留密度时，发育空间充足，水平分布差异不显著。3种处理中，东部区域（0°～180°）枝条数量整体高于西部区域，H、M的活枝基径与长度，H、M、L的分枝角均表现为南部区域（90°～225°）大于北部区域，但东部区域（0°～180°）枝条数量大于西部区域。这与吴捷对樟子松的研究结果部分一致，樟子松枝条在水平方位区间分布始终较为均匀，但本研究中只有低间伐后的林分保留密度枝条发育水平较为均匀，这是由树种和保留密度的差异引起的。

该研究结果表明，要根据不同的培育目的来调整杉木的间伐后的林分保留密度，高间伐后的林分保留密度会抑制枝条基径和数量的生长，从而减少节子的大小和数量，提高木材质量。除此之外，在杉木幼龄期时可以对林木进行修枝，以减少宿存枝条，达到提高木材质量、培育无节材的目的，综合本研究中的3种间伐保留密度，结果表明1 800株·hm-2间伐后的林分保留密度更适宜培育无节大径材。

（责任编辑：彭南轩）

基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFD2201302）;福建农林大学林学高峰学科建设项目（72202200205）。