不同密度杉木人工林冠層變化規律研究

張愛芳

摘 要：該文分析了11年生杉木人工林不同密度下樹冠層變化規律。研究結果表明：不同密度的杉木人工林，自然整枝高度與胸徑關系緊密，隨著林分密度的增加，相同胸徑林木的枝下高也增大；林冠層水平變化規律可利用冠徑與胸徑的相關性來分析，兩者之間呈直線正相關關系。該研究結果為杉木人工林確定合理的造林密度，制定科學撫育間伐措施，培育優質大徑材提供了理論依據和林業生產實踐經驗。

關鍵詞：杉木；人工林；密度；樹冠生長；變化規律

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）02-03-0060-02

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國重要的用材樹種，其生長快、材質好、用途廣[1]，在我國南方林區廣為栽培。據統計，全國杉木人工林面積已達1 000多萬hm2，占全國人工造林面積的28.5%[2]，木材產量約占全國商品材的20%～25%[1]。有關杉木林的研究已有大量報道[3-10]，形成了系列配套的技術措施，也積累了豐富的經驗；有關杉木林經營密度的研究也有較多報道[11-15]，但涉及經營密度與冠層生長相關變化規律的研究較少[16]。在杉木生長過程中，受到諸多因素的影響，經營密度確實存在“過密”、“過疏”、“過純”的問題[17]，從而影響了優質大徑材的培育。在優質大徑材培育過程中，樹冠生長是重要的有機組成部分，樹冠生長不僅是林木生物量增長的組成部分，也是整個樹體有機物質制造與供應的唯一源泉[18]。我區杉木人工林造林密度較大，在種植后樹冠生長受到造林密度和間伐措施的影響，其生長基本上處在擁擠生長空間，受到了很大的制約。為此，本研究通過開展不同經營密度下樹冠的生長規律對比試驗，為確定合理的造林密度，制定科學撫育間伐措施，培育優質大徑材提供理論依據和林業生產實踐經驗。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省三明市梅列區（北緯26°7′～26°19′，東經117°24′～117°33′）陳大鎮碧溪村陳坑16林班1大班17小班。屬中亞熱帶大陸性兼海洋性季風氣候，沙溪橫貫全境，全年平均溫度19.6℃，極端最低溫度-5.5℃，最高溫度為40℃，>10℃年積溫為6 550℃，無霜期272～328d，實際霜日4～7d；平均降水量1 700～1 900mm，相對集中在春夏兩季，秋季少雨；平均空氣相對濕度79%，年日照時數1 840h，年輻射總量418.6～426.8kJ/cm2，冬短夏長，四季分明。屬福建武夷山東伸支脈地帶，東南方為戴云山脈，海拔200～500m，有利于巖石風化、土壤淋溶、富鋁化作用，土壤類型為山地紅壤。氣候溫暖濕潤，土壤肥沃，有利于植物生長，為杉木中心產區。試驗林位于海拔160～380m的丘陵地，造林密度3 086株/hm2，常規經營管理，1997年間伐1次。

試驗地海拔220～370m，土壤為山地紅壤，林地屬較肥沃立地類型（II類地），東北坡，中下部，坡度18°～23°。試驗林為2006年春營造杉木純林，試驗地前茬為松雜林，皆伐后于2005年秋冬進行煉山，塊狀整地，穴規格為60cm×60cm×40cm。苗木為一年生實生苗，造林密度分別為3 000hm2、3 600hm2和4 000hm2 3種。幼林郁閉前，每年進行2次除草撫育，主要植被有白茅、烏飯、楊桐、檵木、映山紅、黃瑞木、芒萁骨、柃木、里白等。

2 試驗方法

2015年秋冬，在造林密度為3 000株/hm2、3 600株/hm2和4 000株/hm2 3種林分中各建立3個標準地，標準地面積400m2（20m×20m）。在標準地內每木檢尺，測定胸徑、樹高、冠幅（南北向及東西向）、冠長、枝下高。根據調查數據，制定個相關因子的相關表，用最小二乘法估算回歸方程，求出相關系數或相關比，回歸系數。以檢驗回歸方程中各因子間的相關緊密程度。根據數理統計的要求用必要的檢驗，利用計算結果，結合調查測定結果進行統計分析。

3 結果與分析

3.1 林冠層的垂直變化規律 林冠層的垂直變化是有由自然整枝的速度決定的，因而可以用自然整枝高度與胸徑、樹高之間的相關關系來表示。

3.1.1 自然整枝高度與胸徑的相關性 根據調查材料計算，不同密度的胸徑與枝下高相關方程如表1所示。從表1可以看出，各方程中的相關系數R值均大于相應的查表值，表明個回歸方程均達到極顯著水平。將不同密度相同徑級的胸徑值代入表中的各方程中，可以得出不同密度下相同胸徑大小的林木的枝下高理論值（表2）。從表2中可知，在相同密度下，隨著胸徑的增大，枝下高也增大，因為隨著個體的增大，林木個體所占有的空間也越來越小，林冠越來越密，林冠下光照條件變弱，使得林木個體的下層枝條枯死，枝下高上升。從表2還可以看出，相同胸徑的坎木在不同密度的林分有不同的枝下高，隨著密度的增加，相同胸徑林木的枝下高也增大。

3.1.2 自然整枝高度與樹高的相關性 在相同林齡下，樹高是反映林地生產力最靈敏的一個因子，各密度林分樹高與枝下高的回歸方程見表3。從表3可以看出，各方程的R值均較大，F值均大于相應的查表值，表明各回歸方程均達到極顯著水平。

3.2 林冠層的水平變化規律 水平變化主要是指冠幅的變化，主要利用冠徑與胸徑的相關性來分析。冠徑與胸徑呈直線正相關關系，各密度林分胸徑與冠幅的回歸方程見表4。從表4可以看出，各方程的R值均大于相應的查表值，說明各回歸方程均達到極顯著水平。

3.3 樹冠削度和樹冠長度的相關性 為了便于了解樹冠縱橫變化的同步規律，以樹冠削度p=冠徑/冠長和相對冠長q=冠長/樹高為2個因子進行相關回歸分析，不同密度的樹冠削度與相對冠長回歸方程結果見表5。由表5可知，各方程的R值均較大，F值均大于相應的查表值，表明各回歸方程均達到極顯著水平。由樹冠削度與相對冠長回歸方程可知，樹冠削度隨著相對冠長的增大而變小；同時，對于相同的相對冠長，樹冠削度隨著密度的增大而減小。

4 結論

杉木人工林樹冠生長與經營密度相關。在杉木林冠層垂直變化中，不同密度的杉木人工林，自然整枝高度與胸徑關系密切，隨著林分密度的增加，相同胸徑林木的枝下高也增大；林冠層水平變化規律可利用冠徑與胸徑的相關性來分析，兩者之間呈直線正相關。以上各種相關規律和各項數值反映了林冠各生長期的平均水平，可為培育杉木提供參考性數量指標，也為間伐強度的確定提供依據。在林業實際生產中，可以通過適當降低造林密度，及時進行適量的撫育間伐等技術措施，以保證樹冠的正常生長。

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