黃山松人工林生長(zhǎng)規(guī)律研究

鄭天才 張建設(shè) 董卉卉 李鳳英 史曉海

摘要：以黃柏山林場(chǎng)多功能森林經(jīng)營(yíng)樣板基地內(nèi)黃山松人工林為對(duì)象，設(shè)置長(zhǎng)久固定觀測(cè)樣地，對(duì)其生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了調(diào)查研究。結(jié)果表明：黃山松人工林胸徑平均生長(zhǎng)量的最大值出現(xiàn)在20a，連年生長(zhǎng)量的最大值出現(xiàn)在15a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在21～22a;樹(shù)高平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量的最大值均出現(xiàn)在20a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在22～23a;單株材積平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量的最大值同出現(xiàn)在30a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在33～35a，達(dá)到數(shù)量成熟;蓄積的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量均在林齡20a時(shí)達(dá)到最大，當(dāng)林齡達(dá)到40a時(shí)，生長(zhǎng)率出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：黃山松;平均生長(zhǎng)量;連年生長(zhǎng)量;生長(zhǎng)率

中圖分類號(hào)：S7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）15-0230-02

1引言

在林木的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，隨著林齡的變化會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的規(guī)律，即林木生長(zhǎng)規(guī)律。林木的胸徑、樹(shù)高、單株材積等生長(zhǎng)量可以直觀地反映出林木生長(zhǎng)規(guī)律。已有相關(guān)研究表明，對(duì)林木生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行研究，有利于生產(chǎn)者掌握林木各生長(zhǎng)階段的特點(diǎn)，以此安排合理的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)林分長(zhǎng)期科學(xué)的經(jīng)營(yíng)管理和規(guī)劃，達(dá)到林木速生、豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的目的。

黃山松（Pinustaiwanensis）為我國(guó)特有樹(shù)種，是東部亞熱帶高海拔山地造林、生態(tài)恢復(fù)以及綠化的重要樹(shù)種。目前，關(guān)于黃山松的研究主要集中在間伐對(duì)黃山松人工林生長(zhǎng)的影響、黃山松碳氮磷化學(xué)計(jì)量特征、黃山松生物量以及生態(tài)位特征等方面，而關(guān)于黃山松生長(zhǎng)規(guī)律的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本文以國(guó)有黃柏山林場(chǎng)國(guó)家森林經(jīng)營(yíng)樣板基地的黃山松人工林為研究對(duì)象，從胸徑、樹(shù)高、單株材積、蓄積等方面探索黃山松人工林的生長(zhǎng)規(guī)律，以期為黃山松人工林的多工能經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)。

2研究區(qū)域概況

國(guó)有黃柏山林場(chǎng)是全國(guó)20家森林經(jīng)營(yíng)樣板基地建設(shè)單位之一，位于河南省商城縣東南部，因產(chǎn)藥材黃柏而得名。地理坐標(biāo)介于北緯31°23～31°35和東經(jīng)115°13～115°20之間。海拔400～900m，坡度15～35°，年均氣溫14.8℃，年均降雨量1298.2mm。

3研究方法

3.1林木因子調(diào)查

以黃山松人工林為研究對(duì)象，按照典型選樣原則，設(shè)置了面積為20mX 20m的4個(gè)固定長(zhǎng)期觀測(cè)樣地。分別于黃山松林齡10a、15a、20a、25a、30a、35a、40a、45a時(shí)對(duì)固定樣地內(nèi)胸徑大于5cm的黃山松進(jìn)行調(diào)查，測(cè)定樹(shù)高、胸徑、冠幅等因子。

3.2黃山松單株材積、蓄積、生長(zhǎng)率計(jì)算

黃山松單株材積采用：V=0.000062341803D^1.8551497H^0.95682492，單位面積蓄積為單位面積內(nèi)所有單株黃山松材積累加。

生長(zhǎng)率采用普雷斯特公式：Pn=[（ya-ya-n）/（ya+ya-n）]·200/n。

公式中：V為材積（m³），D為胸徑（cm），H為樹(shù)高（m），Pn為n年間的平均生長(zhǎng)率（%），ya，ya-n分別為a和a～n年的胸徑、樹(shù)高、材積、斷面積和蓄積。

3.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，采用單因素方差分析法（one-wayANOVE）和Duncan法進(jìn)行方差分析以及多重比較（a=0.05）。

4結(jié)果與分析

4.1黃山松人工林胸徑生長(zhǎng)規(guī)律

由表1可知，黃山松人工林胸徑的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量先隨林齡的增加而增加，后隨林齡的增加而降低。林齡20a時(shí)，平均生長(zhǎng)量達(dá)到最大為0.64cm*a^-1;林齡15a時(shí)，連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大為0.67cm*a^-1。胸徑平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量相交于21～22a，表明這之前黃山松人工林胸徑一直處于較高生長(zhǎng)階段。黃山松人工林胸徑生長(zhǎng)率隨林齡的增加而降低，林齡15a時(shí)，生長(zhǎng)率為8.55%，顯著高于其他林齡段，當(dāng)林齡達(dá)到30a后，胸徑生長(zhǎng)率在各林齡段無(wú)顯著差異。

4.2黃山松人工林樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律

由表2可知，黃山松人工林樹(shù)高的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量先隨林齡的增加而增加，在林齡20a時(shí)達(dá)到最大，分別為0.43m·a^-1和0.48m·a^-1，后隨林齡的增加呈下降趨勢(shì)。樹(shù)高平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量交叉點(diǎn)出現(xiàn)在22～23a，這之前連年生長(zhǎng)量大于平均生長(zhǎng)量，為黃山松人工林樹(shù)高生長(zhǎng)迅速期。黃山松人工林樹(shù)高生長(zhǎng)率隨林齡的增加而降低，林齡15a時(shí)，生長(zhǎng)率為8.65%，顯著高于其他林齡段，當(dāng)林齡達(dá)到40a后，樹(shù)高生長(zhǎng)趨于停止，生長(zhǎng)率顯著低于其他林齡段。

4.3黃山松單株材積生長(zhǎng)規(guī)律

由表3可知，黃山松單株材積的平均生長(zhǎng)量先是一直呈上升趨勢(shì)，當(dāng)林齡30a時(shí)，達(dá)到最大值0.0027m³·a^-1，此后緩慢下降，但仍能保持著一個(gè)較快的生長(zhǎng)速度。連年生長(zhǎng)量在生長(zhǎng)初期增長(zhǎng)迅速，高峰也出現(xiàn)在林齡30a，峰值為0.0043m³·a^-1，隨后呈較快下降趨勢(shì)。黃山松單株材積的平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量相交的時(shí)間為33～35a，此后連年生長(zhǎng)量小于平均生長(zhǎng)量，表明黃山松人工林在這林齡段達(dá)到數(shù)量成熟。黃山松單株材積生長(zhǎng)率隨林齡的增加而降低，林齡15a時(shí)，生長(zhǎng)率為10.6407%，顯著高于其他林齡段，當(dāng)林齡達(dá)到35a后，單株材積生長(zhǎng)率在各林齡段無(wú)顯著差異。

4.4黃山松人工林蓄積生長(zhǎng)規(guī)律

蓄積是判斷林分生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，一般為森林經(jīng)營(yíng)和采伐利用提供了重要的依據(jù)。由表4可知，黃山松人工林蓄積的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量均在林齡20a時(shí)達(dá)到最大，分別是7.6404m³·hm^-2·a^-1和12.7754m²·hm^-2·a^-1，此后都呈下降趨勢(shì)，二者相交的時(shí)間為21～23a。當(dāng)林齡達(dá)到40a時(shí)，因自然稀疏等原因，連年生長(zhǎng)率呈負(fù)值。黃山松人工林蓄積的生長(zhǎng)率總趨勢(shì)隨林齡的增加而降低，林齡20a時(shí)，生長(zhǎng)率為10.5650%，顯著高于其他林齡段，林齡35a時(shí)，生長(zhǎng)率為0.8993%，顯著低于其他林齡段，林齡40a及以后，生長(zhǎng)率呈負(fù)值。

5結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)黃山松人工林生長(zhǎng)規(guī)律的研究可知，胸徑平均生長(zhǎng)量的最大值出現(xiàn)在20a，連年生長(zhǎng)量的最大值出現(xiàn)在15a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在21～22a;樹(shù)高平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量的最大值均出現(xiàn)在20a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在22～23a;單株材積平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量的最大值同出現(xiàn)在30a，平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的相交時(shí)間在33～35a，達(dá)到數(shù)量成熟。同時(shí)，方差分析也顯示，在黃山松人工林生長(zhǎng)幼林期，胸徑、樹(shù)高、單株材積生長(zhǎng)率顯著高于其他林齡期，因此，在黃山松人工林培育過(guò)程中，應(yīng)于幼林期做好施肥、灌溉等措施，保障林木快速生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分。

黃山松人工林蓄積的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量均在林齡20a時(shí)達(dá)到最大，此后都呈下降趨勢(shì)。、隨著林分的進(jìn)一步生長(zhǎng)，對(duì)生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈，林木株數(shù)隨林齡的增加而減少，自疏現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致黃山松人工林生長(zhǎng)的中后期，蓄積生長(zhǎng)率出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。鑒于此，在20a后應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)黃山松人工林的密度控制，減小林木間的競(jìng)爭(zhēng)，改善林內(nèi)小氣候，延長(zhǎng)速生期，提高林分質(zhì)量和出材量。