火地塘林區落葉松人工林結構及生產力研究

張亦弛　原野

摘 要 通過對3塊落葉松人工林解析木資料統計整理，并對其生長量進行分析利用。研究發現，十年生落葉松人工林既進入生長速期；26～30 a落葉松人工林適宜密度為2 000株/hm2；落葉松人工林整枝能力差；落葉松數按徑階分布亦呈現出正態分布的規律；落葉松樹高、胸徑平均生長量年最高值出現在6～10 a，連年生長量年最高值出現在2～6 a，在幼齡林時連年生長量增加速度較快，連年生長達到最大值的時間比平均生長要早；落葉松人工林沒有達到成熟期，還沒有達到采伐的成熟年齡，可以通過人為管理等活動調節林分密度等措施，使其趨于合理，從而達到最佳的經營效果，向高產、高效的方向發展。

關鍵詞 落葉松；生產力；人工林結構；火地塘林區

中圖分類號：S791.22 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30-0-04

1 研究區概況

本研究以秦嶺南坡寧陜縣火地塘教學試驗林場的落葉松人工林為研究對象。火地塘教學試驗林場位于寧陜縣境內，地處秦嶺南坡中心地帶，平河梁為其北界，是秦嶺山系的一大支脈。該場所處的秦嶺橫貫我國中部，南坡屬北亞熱帶氣候，北坡屬暖溫帶氣候，既是我國南北氣候區的天然分界線，也是長江、黃河兩大水系的自然分界，還是古北界和東洋界生物的交匯區[1]。位于北緯33°25′～33°29′，東經108°25′～108°30′之間，東西長約7 km，南北寬約6 km，總面積2 192.1 hm2。海拔1 400～2 500 m，其中落葉松人工林集中分布在海拔1 600～2 300 m。年均氣溫12.7 ℃，絕對最低氣溫-16.5 ℃（1975年），絕對最高氣溫28.6 ℃。平均無霜期199 d，最長為216 d，最短140 d。年日照時數1 327.5 h，生長期為6個月。年降水量900～1 200 mm，且降水多集中在7-9月份，最大降水量處的海拔為2 100m，年蒸發量為800～950 mm，年日照1 100～1 300 h，年積溫2 200～3 100 ℃。這種雨熱同期且與生長季節一致的氣候條件，適宜于林木的生長和發育[2]。土壤有山地棕壤、山地暗棕壤和山地草甸土，土層厚度一般約為50 cm。主要成土母巖為花崗巖、變質花崗巖和片麻巖。

林區基本上屬于秦嶺南坡中山地帶的針闊葉混交林，下限與低山落葉闊葉林交錯，上部有寒溫性針葉林出現。植被種類繁多有木本植物83科206屬524種，森林總覆蓋率達93.8%，其中落葉松人工林為93.33 hm2，大部分為中、近熟林。林區落葉松人工林結構絕大部分呈純林分布，混交樹種較少，主要為華山松（Pinus armandii Franch）、漆樹[Toxicodendron vernicifluum（Stokes）F. A. Barkl.]、青榨槭（Acer davidii Franch.）等，受干擾小，林下灌木有木姜子[Litsea cubeba（Lour）Pers.]、樺葉莢迷（V iburnum bet ul aef ol i2um）、薔薇（Rosa L.）、繡線菊（Spiraea Salicifolia L.）、中華旌節花（Stachyurus chinensis ）等，草本植物主要有菝葜（Smilax china .）、莎草（Cy perus rot undas L.）及細辛（Asarum sieboldii Miq.）等[2-4]。

2 研究方法

2.1 取樣方法

2.1.1 標準地選擇

在火地塘教學試驗林場，落葉松人工林栽培面積較大，分布較集中。為了盡可能全面，在立地條件相同地段選設了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3塊落葉松人工純林為研究對象。并對標準林地調查研究，各標準地面積均為20 m×30 m。基本情況（見表1）

2.1.2 每木檢尺

在標準地內測定每株落葉松的胸徑，按徑階登記并取得直徑分布的數據。

2.1.3 解析木分析

在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三塊標準地中選取生長健壯，無病蟲害，無斷頂，無雙梢的平均木為標準木，進行樹干解析。

2.2 數據資料的獲取

本研究以西北農林科技大學林學院森林經理教研室在火地塘林場多年積累的資料為基礎，分別從4塊不同的標準地內選出3株解析木資料進行研究。所用解析木以2 a為齡級，每個齡級的平均樹高、平均直徑、平均材積以及平均生長量和連年生長量均在解析木表中記錄，選擇樹高、胸徑、材積三項指標作為變量，分析了落葉松人工林個體生長的基本規律。（見表2）

2.3 數量成熟齡的確定

圖表分析法：樹木的連年生長和平均生長多呈單峰曲線，且連年生長量與平均生長量有以下關系：（1）在幼齡林時，連年生長量與平均生長量都隨年齡的增長而增加，但連年生長量增加速度較快；（2）連年生長達到最大值的時間比平均生長要早；（3）平均生長最高時，連年生長與平均生長相等；（4）在平均生長達到最高峰值后，連年生長量永遠小于平均生長量[5]。

用圖表分析法分析落葉松材積連年生長量和平均生長量曲線圖，當平均生長量曲線與連年生長量曲線相交時的年齡我們可以知道是落葉松材積平均生長量峰值出現的年齡，即作為落葉松的數量成熟齡。

3 結果與分析

3.1 落葉松的生長過程分析

經過樹干解析，對落葉松人工林生長過程有了明確的認識，以1，2，3號標準地解析木為例（如圖1、圖2、圖3）。從直徑和樹高生長曲線可以看出，落葉松人工林直徑和樹高生長在10 a以后即進入生長速期。平均每年直徑生長可達0.7 cm，樹高可達100 cm以上，可持續至20 a。20 a后連年生長量開始下降，而平均生長量還沒有達到加速期。由材積生長曲線可以看出，材積的連年生長量和總生長量進入生長速期的時間要比直徑和樹高晚，一般14 a后進入生長速期。材積平均每年可達0.00 672 m3以上。但連年生長量還沒有達到最高峰。

3.2 落葉松人工林的林分結構分析

落葉松人工林株數按經階分布的規律對所調查三塊標準地進行分析（見表3）。由表3可以看出，落葉松人工林的株很長，基本可達樹高的70%～80%。落葉松人工林自然整枝能力很差[6]。S1標準地為例，盡管其林分郁閉度達0.85，并已造成落葉松人工林的個體分化，但其冠長仍占樹高的70.6%。

S1郁閉度高大0.85，密度為3 017株/hm2。落葉松株數按徑階分布規律表現為個體的81.8%的個體分散在10～20的6個徑階中。S2標準地郁閉度為0.8，密度為2 083株/hm2，落葉松數按徑階分布亦呈現出正態分布的規律，而且株數按徑階分布比較集中，87.2%以上集中在5個徑階中，未出現個體分化。S3標準地的人工林落葉松數按徑階分布亦呈現出正態分布的規律，但由于其郁閉度較底（0.69），密度僅為1 450株/hm2，因此其林分個體經營空間充裕，競爭不強，株數按徑階分布明顯表現出大徑階分布較多。（見表4和圖4）。

3.3 落葉松人工林連年與平均生長分析

3.3.1 樹高、胸徑連年與平均生長分析

落葉松樹高、胸徑連年生長與平均生長如圖5、6所示：落葉松樹高、胸徑平均生長量年最高值出現在6～10 a，連年生長量年最高值出現在2～6 a。本研究說明，在幼齡林時，連年生長量與平均生長量都隨年齡的增長而增加，但連年生長量增加速度較快。連年生長達到最大值的時間比平均生長要早。隨著年齡的繼續增加，林木生長趨于緩慢，到最后連年生長一直低于平均生長。

3.3.2 材積連年與平均生長分析

通過圖7可知，分別對3塊落葉松人工林純林標準地材積連年生長和平均生長進行分析。由于材積的連年生長量和平均生長量2條曲線仍未相交，仍處于上升階段。說明平均生長量尚未達到最大值，林分尚未達到成熟期[7]。結果表明，落葉松生長緩慢，生長期持續時間較長。落葉松人工林還沒有達到采伐的成熟年齡，應加強對其人工撫育管理，影響因子等做進一步研究。我們可以利用這些規律，通過人為管理等活動調節林分密度等措施，使其趨于合理，從而達到最佳的經營效果，向高產、高效的方向發展。

3.4 落葉松人工林林分生產力評價

計算平均單株材積。然后以平均單株材積推算標準地林分蓄積，再換算成公頃蓄積，其結果（見表5）表明，幼齡期落葉松人工林，以中等密度高齡林人工林純林生產力最高。而且在相同立地條件下，落葉松人工林純林在26～30年齡階段最適宜密度為2 000株/hm2

4 結論與建議

（1）落葉松人工林在10 a以后，其樹高、直徑的連年生長量進入速生期，材積生長量在14 a以后進入速生期。至27 a（調查的年齡最大的林分）亦未達到高峰，因此，落葉松是早期速生樹種，在此期間應加強撫育管理，以促其速生豐產。

（2）對于林齡26～30 a的落葉松人工林來說，林分密度應保持在2 000株/hm2左右為宜，過大過小均對落葉松人工林生長不利。

（3）落葉松是一種長冠型樹種，人工林樹冠可達樹高的70%～80%，且自然整枝能力很差。因此，做好落葉松人工林整枝工作是落葉松人工林撫育的重要措施。

（4）落葉松樹高、胸徑平均生長量年最高值出現在6～10 a，連年生長量年最高值出現在2～6 a。在幼齡林時，落葉松人工林樹高、胸徑連年生長量與平均生長量都隨年齡的增長而增加，但連年生長量增加速度較快。連年生長達到最大值的時間比平均生長要早。隨著年齡的繼續增加，林木生長趨于緩慢，到最后連年生長一直低于平均生長。

（5）落葉松人工林材積的連年生長和平均生長尚未達到高峰，仍處于上升階段。所以，落葉松人工林還沒有達到采伐的成熟年齡，應加強對其人工撫育管理，影響因子等做進一步研究。我們可以利用這些規律，通過人為管理等活動調節林分密度等措施，使其趨于合理，從而達到最佳的經營效果，向高產、高效的方向發展。

參考文獻

[1]張碩新，王斌，雷瑞德，等.火地塘林區主要景觀類型地形格局及其解釋[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2006（8）.

[2]劉建軍，雷瑞德，尚廉斌，等.火地塘林區立地分類的初步研究[J].西北林學院學報，1996，11（增刊）：31-36.

[3]王斌，張碩新，雷瑞德，等.火地塘林區華山松景觀格局的人工神經網絡模型研究[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2006（8）.

[4]彭舜磊，王得祥.火地塘林區鐵杉生長規律研究[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2008（4）.

[5]劉悅翠.森林計測學[M].北京：中國工人出版社，2002：171-175.

[6]孫岳胤，薛兆琨，楊宏燁，等.沙松人工林生長及林分結構初探[J].林業科技，2000（2）.

[7]潘輝，朱煒，鮑曉紅，等.福建省火炬松人工林生長特性研究[J].林業科學，2003（39）. （S1）：47-51.

（責任編輯：劉昀）