分类 科技简报
著者 陈文荣
单位 福建省来舟林业试验场 南平 35300
卷期 2000.No.9
关键词 马尾松; 初植密度; 最大树冠长; 最大树冠长树高间伐时间
摘要
根据扩张相对生长式，利用6年生密度试验林调查资料，探讨初植密
度与最大树冠长、最大树冠长树高之间的关系。结果表明，通过最大树冠长
和最大树冠长树高可以管理林分密度，并提出合理的间伐时间。
*本文为中日合作《马尾松密度管理及抚育间伐技术研究》课题的部分内容。
内容
在自然状况下，林木下部的枝条随着年龄的增长，逐渐枯死脱落，产生
自然整枝的现象，即产生枝下高；同时，林分群体的生长进入不均匀时期，
林木分化明显，被压木、濒死木逐年增加，林分生长量相对下降。为保证林
分优势个体有足够的营养空间，需进行抚育间伐，这是一项改善林分群体生
长环境，提高优质材比例的重要营林技术措施。但如何确定合理的间伐时间
是首要解决的问题，为此本研究利用初植密度与树冠长、最大树冠长树高之
间的关系，提出合理的间伐时间，以期为提高整个林分的生产力，培育优质
松材提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验地设在福建省来舟林业试验场，地处东经111°53′，北纬36°38′。地貌类型为低山，气候属中亚热带季风性气候，年降水量1 800 mm，相对湿度80%，年均温度19.4℃，最高气温41℃，最低气温-6.5℃，无霜期约300 d。试验地海拔约200 m，土壤为花岗岩发育的山地红壤，肥力中等。植被类型属中亚热带常绿阔叶林，主要种类有五节芒、白茅、芒萁骨等。
1.2 研究方法
密度试验林设置4种初植密度(10 000株/hm?2、5 000株/hm?2、?2 500?株/hm?2、1 250株/hm? 2)，采用完全随机区组设计，小区面积分别为121 m?2、240 m?2、484 m ?2、969 m?2，小区株数均为12株、3次重复，共36个小区。
试验林于1992年1月按常规造林措施营造，造林后逐年进行每木调查(去除两行保护行)各生长因子，并将每块样地的数据平均汇总，数据统计分析利用林业数理统计分析软件包在计算机上完成。
2 结果与分析
2.1 不同初植密度林分生长状况
1998年1月对密度试验林(6年生)每木调查胸径、树高、枝下高等生长因子。其结果见表1。
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表1 不同密度马尾松林分生长调查
初植密度 (株/hm
?2)平均树高 (m)平均胸径 (cm)枝下高 (m)树冠长 (m)枝下高率 (%)树冠
率 (%)
1 250 2 500 5 000 10 0006.1 6.3 6.7 6.910.8 9.2 7.6 6.70.4
0.8 1.7 2.95.7 5.5 5.0 4.06.56 12.70 25.37 42.0393.44 87.
3074.6357.97
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*表中枝下高率和树冠率分别是枝下高、树冠长与树高的比值。
从表1可以看出，随着立木密度的增大枝下高逐渐增大，枝下高率也在增大，而树冠率却在减小。这是因为密度高，枝条自然整枝强烈，枝下高相对升高，而树冠长度却相对变小。由此看来，通过控制初植密度，可以调节林木的枝下高和树冠长。
2.2 树冠长与初植密度的关系
因不同密度，林分的枝下高差异较大，而枝下高是树高与树冠长的差值，即绝对差值。为了便于比较，我们用树冠长与树高的比值，即树冠率(R)作为指标来进行衡量。不同的造林密度具有不同的株行距，因此密度与树高的关系可以用相对干距(S)来表示，也就是株行距(Q)与树高的比值，用公式表示为：
S=QH=ρ??-1/2?×100H(ρ为初植密度，H为树高，Q为株行距)。
树冠率与相对干距之间的关系选用日本小川房人教授提出的扩张相对生长式，其方程为：1R=1aS?b+1(R为树冠率，S为相对干距)，从扩张相对生长式中可以看出，当S→∝时，R→1；S→0时，R→0，这就意味着林分过疏，则树冠长趋近于树高，而过密则树冠长变小而趋近于0，因此该式很好地反映了林木枝下高的变化情况。将上述公式变形为1R-1=1aS??-b?，两边同时取对数得到公式：1og(1R-1)=-blogS+log1a，将1R-1和S以对数坐标作散点图，则从图中可以看出，树冠率(R)和相对干距(S)之间有紧密的相关。根据上式，利用密度试验林调查资料，并采用最小二乘法求得方程的参数a=498.241，b=3.261，相关系数R=0.9332，经显著性检验F=?487.001达到极显著水平，说明方程的相关性紧密。
因树冠率R=(H-H??枝下高?)/H，将此式代入扩张相对生长式方程求得枝下高计算公式如下：
H??枝下高?=H??b+1?aQ?b+H?b=H??b+1?a(ρ??-0.5?×100)?b+H?b(ρ为初植密度，H为树高)①
根据①公式利用不同的初植密度的36株树高调查值计算理论枝下高，并将枝下高理论值与实测值进行对比，经t检验得知，t=0.83＜2.03(t??(36)?0.05)，显然估算值与实际值差异不显著，说明由此公式推得的枝下高与实际枝下高基本一致。
当初植密度一定时即得aQ?b为定值，我们对树高变化进行探讨。
L??树冠长?=H-H??枝下高?=H-H??b+1?aQ?b+H?b=aQ?bHaQ?b+H?b②
根据②式，aQ?b为常数，H→∝时，L??树冠长?→0；当H→0时，L??树冠长?→0，由此可以看出当初植密度一定时，达到一定树高的情况下林木存在着最大树冠长。将②式微分后得到下面的公式：
H =(ab-1)??1/b?Q=(ab-1)??1/b?(ρ??-0.5?×100)③
H’为最大树冠长时的树高，将③式回代②式得理论树冠长：
L’=b-1bH’④
显然③、④式是由参数a，b和初植密度(ρ)决定的。
2.3 合理间伐时间的确定
树冠长是一株树中衡量叶量的间接指标，而光合作用的主要器官是叶，拥有最大树冠长的林分每木应拥有最大的叶量，则其生长状况必定良好。因此，由最大树冠长及其对应的树高与初植密度的关系来管理林分的密度，使每木达到最大的生长量，对提高林分生产力有着不可忽视的作用。若根据③式将初植密度和最大树冠长树高之间的关系绘制成图(略)则从图中可以大致
看出密度越高拥有最大树冠长时的树高越小，反之越大，这与实际相吻合。为此，可以利用推得的③式或制图来确定合理的间伐时间。现将各种初植密度的理论最大树冠长树高列于表2。
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表2 不同初植密度的理论最大树冠长树高
初植密度 (株/hm?2)最大树冠长时 的树高(m)实际树高 (m)初植密度
(株/hm?2)最大树冠长时 的树高(m)实际树高 (m)
1 000 1 250 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 00016.55 1
4.80 13.51 11.70 10.47 9.55 8.85 8.27 7.80 7.40 6.1 6.3
6.75 500 6 000 6 500 7 000 7 500 8 000 8 500 9 000 9 500
10 0007.06 6.76 6.49 6.25 6.04 5.85 5.68 5.52 5.37 5.23
6.9
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表2表明，当实测树高高于相对应密度的最大树冠长树高时，说明合理的间伐时间已超过，应对现有林分及时采取间伐措施；当实测树高接近于相树密度的最大树冠长树高时，说明还尚未达到合理的间伐时间。例如在本研究中，初植密度为10 000株/hm?2的林分，其最大树冠长树高为5.2 m，说明该密度林分的树高在5.2 m时拥有最大树冠长，其林木光合作用能力最大，所以该密度林分应该在树高5 m左右时进行间伐，以充分利用地力，促进林分高生长，使林分内的每株个体达到最大生长量，这对培育良好干形有着重要的作用。而该密度林分的实际树高为?6.9 m，?此时林木已自然整枝强烈，个体之间相互竞争，被压木和濒死木增多。因此对该密度林分应及 时进行间伐。经查历年的调查资料树高达到5 m时为1997年(即5年生)，因此该初植密度的林分适宜间伐时间在4～5年间。而密度在5 000株/hm?2时理论树高为7.3 m，实际树高6.7 m，已基本接近理论值，说明适宜的间伐时间已到，即在6年左右。密度在1 250株/hm?2、2 500株/hm?2时，实际树高与理论树高相差甚远，说明此时林木还处于生长旺盛期，尚未达到合理的间伐期，应注重加强管理，结合修去粗大竞争枝、大侧枝和徒长枝，使树体营养集中于主干生长，以利于木形成良好的干形。
3 结论与讨论
1.拥有最大树冠长时林木个体保留的叶量较多，林分个体生长良好。由最大树冠长所得的树高与初植密度的关系来确定合理的间伐时间，及时控制林分密度，对提高林分生产力，充分利用地力有着不可忽视的作用。
2.根据最大树冠树高密度变化规律来确定合理的间伐时间，其可靠性、 精确度均较高，经试验验证，其确定间伐时间与实际相吻合，可为生产提供 参考。
3.本研究仅对间伐时间作了探讨，至于间伐强度有待于进一步利用冠幅 与胸径的关系，来确定目标径阶的适宜保留株数，进而提出间伐强度。
4.本研究利用来舟林场(闽北)马尾松密度试验林调查材料而确定方程的 a、b两参数值，至于其它地区，其方程的参数可以不尽相同，亦有待于生 产上进一步的验证和校正。
参考文献 1 金泽祥一.枝の枯れ上りと枝下高デル.北方林业，1987，39(9)：238～241. 2 孙时轩等著.造林学.北京：中国林业出版社，1992.☆
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