黃豐橋林場杉木人工林生長過程及速生標準研究

影響樹木生長的因素很多，但這些因素可以概括為樹木遺傳特性、樹木生長發育階段和森林生長潛力（環境因素的綜合）。同時，杉木是中國南方最著名的速生樹種，有著悠久的栽培歷史。因此，有必要研究杉木林的快速生長技術，并控制杉木林的適宜栽培。1成土母巖的土壤黃豐橋林場地處羅霄山脈中段武功山西南,位于東經113°04’～113°42’,北緯27°06’～27°14’。海拔為115m～1270m,成土母巖以板頁巖為主,石灰巖次之,還有少部分花崗巖、砂巖,土壤有山地黃壤、紅壤、紫色土和山地黃棕壤等;該場屬中亞熱帶季風濕潤氣候,年平均氣溫17.8℃,無霜期292d,年均降雨量1411mm,主要經營樹種為杉木,全場土地總面積10158hm2,森林面積7720.8hm2,其中杉木林面積5464.1hm2,占70.77%。2材料和方法2.1來自來源利用中南林學院96、97級林學本科生在國營黃豐橋林場實測杉木人工林樣地60塊,解析木30株。2.2立地條件方面,建議分為立地條件和立體等級對同一林分中不同直徑的杉木生長差異進行對比分析,為劃分杉木的速生等級提供依據。通過單木生長解析,模擬出杉木人工林平均木的直徑、樹高的生長數學模型,計算其各個生長特征參數來分析兩個因子的生長過程,提出國營黃豐橋林場杉木人工林的速生標準。3結果與分析3.1在不同的種植過程中，不同直徑層的杉木生長過程的比較隨機選取一塊樣地作為對象樣地進行同一林分中不同徑階的4株杉木的生長過程對比分析。3.1.1樹高、樹高該樣地位于國營黃豐橋林場的廣黃分場,面積0.06hm2,海拔高度270m,坡度為5°,東南坡向,成土母質為板頁巖,黃壤,土層厚度70cm,造林年度為1996年,每木檢尺結果為:林分平均直徑為18.5cm,平均樹高為18.6m,優勢木平均高21.8m,林分密度為1633株/hm2。3.1.2不同立地條件對杉木生長差異的影響根據對象樣地的徑階分布情況,分別12徑階、16徑階、20徑階和26徑階選取4株對象木進行樹干解析,分析4株對象木的生長過程,結果見表1和表2。由表1和表2可知,同一林分的杉木其生長差異非常顯著,以20年為例,直徑相差7.5cm,樹高相差4.3cm,材積相差0.1495m3。那么通過分別不同立地條件分析這種生長差異就為劃分杉木的速生等級提供了理論依據。正是由于同一林分中的樹木生長差異如此顯著,所以判斷某一林分是否速生就應該以林分平均木的生長規律為基礎,以其簡單易測的測樹因子(如不同年齡階段的直徑、樹高)為判斷指標,然后確定各個指標的具體標準。3.2杉木生長規律研究對于國營黃豐橋林場的杉木人工林來說,影響其生長的主要因子是立地條件,所以必須分別立地等級研究杉木生長規律。通常是以地位指數SI為指標將杉木人工林林地的立地等級劃分為好、中、差3個等級,即SI≤12為差,14≤SI≤18為中,SI≥20為好。3.2.1不同立地條件下的杉木生長過程將原始資料按3個立地等級歸類整理,采用Richards生長方程擬合林分平均直徑和平均樹高生長模型。Y=a[1-exp(-kt)]b,式中:Y為直徑或樹高,t為年齡,a,b,k為參數。參數擬合的結果見表3。由方程的3個參數a,b,k的生物學含義可知,杉木在不同的立地條件下其生長規律是不同的,這6個模型就描述了國營黃豐橋林場的杉木人工林的生長過程,結果見表4。由表4可知,對地位指數12以下的林地不適合培育杉木,也就是說栽培杉木最好是選擇地位指數在14以上的林地。同時在好、中等立地條件下,只有杉木林分平均直徑和樹高的累積生長量達到或超過表4中對應的數值時才能稱為速生。3.2.2達到控制點處的時間為了進一步分析杉木平均木的生長過程,有必要對其連年生長量、平均生長量、生長曲線拐點等特征參數進行研究。基于Richards生長方程式可以推導出如下表達式:1)連年生長量達到最大(即生長曲線達到拐點處)的時間t1:t1=In(b)/k;2)對應于t1的總生長量Y(t1):Y(t1)=a(1+b-1)b;3)連年生長量的最大值Zmax:Zmax=ak(1+b-1)b+1;4)拐點處的生長率P(t1):P(t1)=k/1+b-1;5)平均生長量的最大值Qmax和其對應的時間t2:由Q(t)=Z(t)有tkb[(a/Y)1/b-1]=1,可以推導出Qmax和t2。計算結果見表5。由表5可知,直徑和樹高的連年生長量和平均生長量達到最大值的時間均隨立地等級的降低而推遲,其最大值也與地位指數成正比,拐點處的生長率隨地位指數的提高而增加。3.3準之簡潔明林業生產實踐中確定某一林分是否速生,應采用簡單易測的因子為指標,標準亦應簡潔明了。通過分析國營黃豐橋林場杉木人工林的直徑、樹高生長規律,我們采用杉木人工林的平均直徑、平均樹高為指標,以其不同立地等級、不同年齡時的均值為標準制定國營黃豐橋林場杉木人工林的速生標準,結果見表6。4不同立地條件對黃豐橋林場杉木人工林年生長的影響同一杉木人工林分中的單木生長差異非常顯著,那么采用林分平均直徑和平均樹高為速生的判別指標,既科學合理,又簡單易測。影響國營黃豐橋林場杉木人工林生長的主要因子是立地條件,對地位指數在12以下的林地則不適合培育杉木人工林。對地