造林配置圖式與造林規(guī)格關系的初步研究

陳立娜 宋甲輝 朱紅梅 常寶貴 段曉光

摘 要：研究了楊樹造林配置圖式與造林規(guī)格的關系，對其影響林木生長的原因進行了數(shù)學分析和生物學分析，并提出了修改造林規(guī)格的意見，旨在為生產提供服務。

關鍵詞：種植點；造林規(guī)格；造林配置圖式；楊樹；株行距；數(shù)學分析；極值；競爭趨勢；林木產量

楊樹是“三北”地區(qū)造林的主要樹種。有關楊樹科學造林和科學經營已有大量報道，但目前關于楊樹在初植密度固定情況下，造林配置圖式與造林規(guī)格（株、行距）關系及其變化對林木生長影響的報道還很少。為此，筆者就造林規(guī)格與造林配置圖式關系及對林木生長影響的原因進行了數(shù)學和生物學分析，現(xiàn)將情況報告如下：

一、研究方法

通過查閱楊樹造林規(guī)格和楊樹冠幅與胸徑關系的報道，對楊樹造林配置圖式、造林規(guī)格及楊樹常用的造林密度2m×3m（1667N/hm2）、3m×3m（1 111N/hm2）、3m×4m（833N/hm2）、3m×5m（667N/hm2）、3m×6m（556N/hm2）、4m×4m（625N/hm2）、4m×5m（500N/hm2）進行了分析，并提出了修改造林規(guī)格的意見，旨在為生產提供服務。

二、造林配置圖式與造林規(guī)格分析

造林規(guī)格是指樹木種植點在林地上分布的程度。造林配置圖是指樹木種植點在林地上分布的形式。在相同密度情況下，由于造林規(guī)格和造林配置圖示不同，導致林木根系在土壤中分布均勻程度不同，樹冠在林地上空利用空間程度不同，作用于光合作用能力、同化作用能力不同，最終導致林木蓄積不同。因此，造林配置圖式、造林規(guī)格也同樣是造林工程中一項重要的指標技術指標。該項技術指標影響到造林收獲量的多寡，甚至影響到造林工作的成功與失敗。據《林業(yè)調查規(guī)劃》1998年1、2期資料：造林密度相同，造林規(guī)格不同，其它條件及經營方式均相同，可導致林木蓄積量相差50%以上。為此合理的造林規(guī)格與造林配置圖示可獲得更大的林木產量。

林木群體中個體間的營養(yǎng)競爭在地面上最直接的表現(xiàn)為數(shù)目漲勢的強弱，而在競爭初期最直觀地表現(xiàn)為種植點間分布的均勻程度及某一種植點到其周圍相鄰近種植點間的距離和。若距離和大，則說明種植點分布均勻合理，個體間的營養(yǎng)競爭趨勢相對較弱。若中間某一種植點到其周圍相鄰近種植點間距離和小，則說明種植點分布不均勻不合理，個體間的營養(yǎng)競爭趨勢相對較強。

1.矩形造林配置圖式與造林規(guī)格的關系

造林初植密度和造林圖示固定了，林木的單株營養(yǎng)面積就固定了。但某一種植點到其相鄰種植點間的距離和是一個變量，它隨著種植點在林地分布形狀變化而變化。如圖一：

設有O、A、B、C、D、E、F、G、H 9個種植點，種植點間的距離分別x、y，則單株營養(yǎng)面積為S=xy。該中心種植點到其周圍相鄰近八個種植點距離和為L，則L=2（x+y）+4x2+y2 =2（x+y）2 +4x2+y2 =2（x-y）2+4xy +4（x-y）2+2xy =2（x-y）2+4s +4（x-y）2+2s .由于S為定值，因此L的大小隨著（x-y）2的大小而變化，當（x-y）2 =0時，L最小，說明矩形配置圖示中，株距等于行距時，林木個體間分布最不合理，競爭趨勢最強。反之，當∣x-y∣越大，（x-y）2越大，L也越大，則說明林木個體間分布較合理，林木個體間營養(yǎng)競爭趨勢最弱。

2.三角形造林配置圖式與造林規(guī)格的關系

本文研究的三角形配置圖示中的行距指行與行間的距離，如圖2

設有O、A、B、C、D、E、F、G、H 9個種植點。株距為x，行距為y，單株營養(yǎng)面積為S，中間種植點到其周圍相鄰近八個種植點距離和為L，則S=1/2x·2y=xy，L=2x+4y+2x2+（2y）2 =2（x+2y）2+2x2+（2y）2 =2（x-2y）2+4（x·2y） +2（x-2y）2+2（x·2y） =2（x-2y）2+8s +2（x-2y）2+4s 。

L有極小值，當x=2y時，（x-2y）2=0，L極小，說明當造林株行距為二倍關系時，林木種植點分布最不合理，林木種植點營養(yǎng)競爭趨勢最強。反之，當（x-2y）2越大，既當造林株距或行距與造林行距和株距的二倍相差越大時，林木種植點分布最為合理，林木個體間營養(yǎng)競爭趨勢最弱。

3.造林規(guī)格、造林配置圖示與幾種常見造林密度關系

上面研究中，在矩形配置圖示中，株行距差距越大，林木種植點分布最為合理，營養(yǎng)競爭趨勢最弱。在三角形配置圖示中，造林株距或行距與造林行距或株距二倍差值越大，則種植點分布最為合理，營養(yǎng)競爭趨勢最弱。這種差值是否無限大，越大越合理而無止境呢？事實當然不會這樣，因為林木生長還與光合作用面積有關，而光合作用面積與樹冠面積有關，當這種差值到一定程度時，樹冠會相互重疊而影響到光合作用面積，反而會導致林木生長量下降。

據報道5—8年生楊樹冠幅與胸徑相關，其相關方程為CWD=2.71992+0.0000011D。由此可見，5—8年生楊樹人工林林木的冠幅在2.72米左右，當樹冠不相互重疊，不影響光合作用時，造林株行距縮小，其縮小程度不小于2.72米為宜。在實際工作中，造林成活率及保存率都不完全可能達到100%。因此我們按90%保存計算，那么依冠幅而定株距或行距為2.72×90%=2.448米。在實際工作中，為工作方便不妨取以2.5米為準。因此對幾種常見的楊樹造林初植密度的造林規(guī)格修改如表一：

三、討論結語

改變造林規(guī)格，可使林木種植點分布更為合理，提高林木產量。結合造林配置圖和造林規(guī)格，可使造林更為科學合理，從而達到提高林木產量的效果。對楊樹常見造林密度情況下的常用造林規(guī)格進行改進，可提高楊樹的林木生長量。究竟可提高多大產量？其他樹種造林規(guī)格和造林配置圖示關系又怎樣？有關這方面問題還有待于進一步分析。建議新的造林規(guī)格與造林配置圖示關系應大力推廣。

參考文獻：

[1]趙彤堂等.林分密度效應與密度定量管理技術.哈爾濱：東北林業(yè)大學出版社，1993：79.

[2]郭振和等.2米×12米不等于4米×6米—楊樹大行距、小株距造林初報.林業(yè)調查規(guī)劃，1998（1、2）：60—63.