黃山松人工林生長規(guī)律研究

鄭天才 張建設(shè) 董卉卉 李鳳英 史曉海

摘要：以黃柏山林場多功能森林經(jīng)營樣板基地內(nèi)黃山松人工林為對象，設(shè)置長久固定觀測樣地，對其生長過程進(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量的最大值出現(xiàn)在20a，連年生長量的最大值出現(xiàn)在15a，平均生長量和連年生長量的相交時間在21～22a;樹高平均生長量、連年生長量的最大值均出現(xiàn)在20a，平均生長量和連年生長量的相交時間在22～23a;單株材積平均生長量、連年生長量的最大值同出現(xiàn)在30a，平均生長量和連年生長量的相交時間在33～35a，達(dá)到數(shù)量成熟;蓄積的平均生長量和連年生長量均在林齡20a時達(dá)到最大，當(dāng)林齡達(dá)到40a時，生長率出現(xiàn)負(fù)增長現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：黃山松;平均生長量;連年生長量;生長率

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

1引言

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

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

2研究區(qū)域概況

國有黃柏山林場是全國20家森林經(jīng)營樣板基地建設(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象，按照典型選樣原則，設(shè)置了面積為20mX 20m的4個固定長期觀測樣地。分別于黃山松林齡10a、15a、20a、25a、30a、35a、40a、45a時對固定樣地內(nèi)胸徑大于5cm的黃山松進(jìn)行調(diào)查，測定樹高、胸徑、冠幅等因子。

3.2黃山松單株材積、蓄積、生長率計算

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為樹高（m），Pn為n年間的平均生長率（%），ya，ya-n分別為a和a～n年的胸徑、樹高、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規(guī)律

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

4.2黃山松人工林樹高生長規(guī)律

由表2可知，黃山松人工林樹高的平均生長量和連年生長量先隨林齡的增加而增加，在林齡20a時達(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。樹高平均生長量和連年生長量交叉點(diǎn)出現(xiàn)在22～23a，這之前連年生長量大于平均生長量，為黃山松人工林樹高生長迅速期。黃山松人工林樹高生長率隨林齡的增加而降低，林齡15a時，生長率為8.65%，顯著高于其他林齡段，當(dāng)林齡達(dá)到40a后，樹高生長趨于停止，生長率顯著低于其他林齡段。

4.3黃山松單株材積生長規(guī)律

由表3可知，黃山松單株材積的平均生長量先是一直呈上升趨勢，當(dāng)林齡30a時，達(dá)到最大值0.0027m³·a^-1，此后緩慢下降，但仍能保持著一個較快的生長速度。連年生長量在生長初期增長迅速，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。黃山松單株材積的平均生長量與連年生長量相交的時間為33～35a，此后連年生長量小于平均生長量，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率隨林齡的增加而降低，林齡15a時，生長率為10.6407%，顯著高于其他林齡段，當(dāng)林齡達(dá)到35a后，單株材積生長率在各林齡段無顯著差異。

4.4黃山松人工林蓄積生長規(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量和連年生長量均在林齡20a時達(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，二者相交的時間為21～23a。當(dāng)林齡達(dá)到40a時，因自然稀疏等原因，連年生長率呈負(fù)值。黃山松人工林蓄積的生長率總趨勢隨林齡的增加而降低，林齡20a時，生長率為10.5650%，顯著高于其他林齡段，林齡35a時，生長率為0.8993%，顯著低于其他林齡段，林齡40a及以后，生長率呈負(fù)值。

5結(jié)論與討論

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

黃山松人工林蓄積的平均生長量和連年生長量均在林齡20a時達(dá)到最大，此后都呈下降趨勢。、隨著林分的進(jìn)一步生長，對生長空間和營養(yǎng)空間的競爭也愈加激烈，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的中后期，蓄積生長率出現(xiàn)負(fù)增長現(xiàn)象。鑒于此，在20a后應(yīng)該加強(qiáng)對黃山松人工林的密度控制，減小林木間的競爭，改善林內(nèi)小氣候，延長速生期，提高林分質(zhì)量和出材量。