柳杉人工林林分密度兩種確定方法的分析

童德章

（福建省連城縣姑田林業管理站，福建 連城366299）

1 引言

林分密度是否合理，對林木的生長有著直接的影響，從而使林分的收獲量也受到很大的影響。所以在對森林進行培育的時候，對林分密度進行調整十分重要，特別是在速生豐產林中，對特定材種的培育更要注意林分密度，在經營管理中非常重要的一項措施就是對密度進行控制。對林分密度進行確定有兩種方法，一種方法主要是通過建立回歸關系，將現實的林分密度作為回歸關系中的因變量，對林分密度進行分析確定；還有一種方法是要根據林木的冠幅面積對林分密度進行理論推算，這就需要利用到回歸方程，回歸方程額因變量為林木的冠幅和胸徑。

2 人工林林分密度的確定及其原則

林分密度對于樹木生長有著重要的作用，人工林林分密度的確定非常復雜，需要注意以下事項。

（1）林分密度和經營目的的關系：①用材林，大徑材造林密度宜小一些，小徑材造林密度宜大一些，速生培育，將造林密度降低；②水土保持林，對林地上的植被資源進行充分利用，將具有水土保持功能的喬木層造林密度減小，促進其水土保持能力的提高，更快形成能夠發揮水土保持功能的林木結構。

（2）立地條件對林分密度的影響：根據以往種植經驗，都表明林分密度大的地方立地條件較好，林分密度小的地方立地條件不佳。

（3）培育技術措施影響林分密度，對林木采取稀植的培育技術，林木生長得越集約，林木生長的速度加快，提高林分密度。

（4）經濟因素對林分密度的影響，對林分密度進行分析，要對投入產出進行分析對比，根據實際經濟情況來確定林分密度。

3 柳杉人工林林分密度兩種確定方法

3.1 取樣

文章的研究資料來源于連城縣賴源鄉河祠村和曲溪鄉羅勝村兩個不同密度柳杉分布產區，柳杉小班在生長正常的情況下，設置的標準地總共有64塊，標準地對柳杉林分的胸徑要求在5～25cm之間，郁閉度要求在0.6～0.8之間，立地指數全部要求達到16以上（即立地質量等級為Ⅰ、Ⅱ類），林分平均密度分布于608～3 558株／hm2（44～246株／畝）。在這64塊標準地內選取了737株柳杉進行測定，對柳杉進行測定主要目的是明確柳杉的徑階是否正常生長、柳杉是否出現偏冠現象、柳杉是否遭遇病蟲害，并根據這些測定的內容來確定柳杉樣木冠幅的成對值和柳杉胸徑成對值。對柳杉測定的徑階、其中符合標準的數量、總共測定冠幅的柳杉株數進行整理，見表1。在調查的過程中，對冠幅的東西、南北方位的直徑是采用皮尺來測量的，精確度要達到0.01m；對樣木的胸徑進行測量則采用樹鋼圍尺，精確度須達到0.1cm。

表1 柳杉徑階、標準地數、測定冠幅統計

3.2 建模

林木在生長的過程中，在光合作用的影響下，對林木的生長發育有很大的有利影響，主要表現為樹木的冠幅在不斷延伸，樹木的高度和胸徑不斷增加，材積也相應變大，林木隨著材積的不斷增長，在單位林地內能夠容納的樹木也就變少。本文研究資料中的相關人員從林分的生長規律出發，以柳杉樹種的相關生物特性為依據，對經過實際測量過的樣本進行分析，對其密度、胸徑、冠幅等相關因素的對值關系用圖式的形式表現出來，為了更好地對林分密度和林木的相關因素進行描繪，本文選擇5種數學模型來進行描繪，具體情況見表2。

3.3 確定林分密度并對其進行分析

根據表2，可以看出，每一個方程的相關系數取絕對值，都能夠超過0.78，這就說明具有較好的回歸效果。本文中對柳杉林分密度、柳杉胸徑以及柳杉的冠幅進行研究分析，主要采用的是表2中的5式和10式作為最優數學模型，其相關系數最大。如下：

表2 各數學模型參數結果

根據公式（2），可以將柳杉的冠幅平均直徑cw在各徑階的情況下計算出來，當郁閉度為1.0的時候，柳杉標準林地在單位面積內可以接受種植的最大密度可以通過以下公式進行計算：

柳杉適宜在陽光充足的地方生長，柳杉的生長需要充足的水分，對氣溫要求控制在14～19℃范圍內，適宜在溫暖濕潤氣候下生長。以相關資料為依據，可以看出，柳杉的林分郁閉度的值越大，說明柳杉在這種情況下生長得就越快。當將柳杉投入到生產中的時候，要保證柳杉林分的郁閉度為1.0是十分困難的；即使柳杉林分的郁閉度達到1.0，一些不利的因素也會影響到柳杉的生長發育，并對其衛生狀況也會造成影響。所以，在培育柳杉商品材的時候，對郁閉度的要求一般控制在0.6～0.8的范圍內。為確保對柳杉林分密度進行合理的評定，就要求以等級為依據，這就需要對柳杉的經營密度進行劃分，根據不同的等級標準進行評定，柳杉林分的經營密度Ki可以分為0.6、0.7、0.8、0.9等幾個等級。以相關調查資料為依據，0.8等級是最符合柳杉人工林生長的經營密度等級。要計算柳杉林分的合理密度，可以以下面公式為標準進行計算：

通過對公式 （1）和公式（4）的計算結果進行整理，得出表3。

表3 各徑階林分密度一覽

郁閉度在0.6～0.8的范圍屬于標準的，本文根據此標準認為：以計算結果為依據，發現公式 （1）和公式（4）存在差異，可以進行對比，形成公式 （1）和公式（4）之間的差異主要是由于采用的經營密度具有不相同的級別。根據表3，可以知道：在林分處于幼齡和中齡的時期，根據柳杉的林分密度和柳杉的胸徑，來進行回歸計算，計算所得出的柳杉冠幅的回歸關系要大于柳杉林分密度的回歸關系；當林分的胸徑達到平均值20cm的時候，林分密度——胸徑的回歸關系與冠幅——胸徑的回歸關系基本相同；根據表3，我們可以得出以下結論，如果立地條件屬于Ⅰ、Ⅱ類地，在這種情況下，僅僅對柳杉林分的平均胸徑進行考慮，那么可以確定2408株／hm2（164株／畝）為柳杉人工林的初植密度；當培育的柳杉中徑材D為14cm的時候，1 510～1 660株／hm2（100～110株／畝）則為柳杉的標準林分密度；如果柳杉的大徑材D達到26cm，那么745～912株／hm2（50～65株／畝）為最適宜的林分密度。

4 高產人工林林分密度分析

4.1 胸徑與密度關系的建立

根據數對（ˉD，N），對其關系的計算需要采用電子計算機，計算結果如下：N＝－1652.77＋48554.74／ˉD，r’＝0.98，說明林分的平均胸徑與林分的密度回歸關系有著明顯的關系。

4.2 建立平均單株材積與密度的關系

由數對（N，M），對其模型進行計算得出：

M＝6650.17 N－1.516649，r’＝0.97。式中 M 為平均單株材積（m3）；N 為林分單位面積株數（株／hm2）。根據回歸結果可以知道，林分的平均單株材積與林分密度之間有著比較明顯的關系，對林分平均單株材積進行預估可以利用林分密度來進行。同時，根據系數β＝－1.516649，可以知道，柳杉人工林是符合二分之三密度法則的，二分之三的密度法則為r＝aN－β。

4.3 利用不同數學模型表現經營密度

對收集的樣地資料用公式進行計算，可以得出兩種模型的經營密度相關數值，一般包括平均值、極距、標準差等，具體情況如表4。根據表4可以知道，經營密度達到0.7178為最大密度模型，與傳統的經營密度中值0.75非常接近，采用任何一種傳統的定性方法，其郁閉度的分布范圍都在0.6～0.9內，但是本文中的柳杉林中的郁閉度的范圍在0.53～1.01內，其范圍比較廣，并且兩端的頻數也比較少，呈現出峰狀。經營度的極端值大于1，這說明對其采取的撫育間伐措施沒有取得預期的效果。在小地形、小氣候的小生態環境下，柳杉人工林實現高產要達到不受經營密度變化的影響是很困難的，不符合柳杉生長的客觀規律，所以在進行柳杉人工林建設的時候，對經營密度進行合理控制十分重要，并將一些干擾的隨機因素進行排除，降低經營密度對柳杉生長的影響，對經營密度進行合理控制可以以半峰寬原理為依據。

表4 柳杉經營密度的統計特征值

5 結語

利用回歸關系對林分密度進行確定具有一定的作用，主要要考慮林分密度與胸徑、冠幅與胸徑的關系。本文主要對柳杉人工林的林分密度進行研究，分析其在實踐中的應用，并對不同立地質量等級的林地進行標準樣木收集，對其進行回歸計算，通過建立回歸方程，得出了柳杉人工林生產中具有指導性的有效結論。

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