云南松生長過程分析

云南松又名飛松和松茸，適應性強，干燥，有許多土壤。分布集中。這是云南高原山地更新造林的先鋒樹種。云南松林是我國西南地區的一個特有森林類型,也是我國西部偏干性亞熱帶的典型代表群系,它的分布以滇中高原為中心,東至貴州、廣西西部,南達云南西南部,北到藏東、川西高原,西至中緬國境線,大約在23~29°N,98°30′~106°30′E之間,分布區呈不規則的多角形。在云南的分布面積約500萬hm2,占云南省林地面積的52%,擁有約3億m3的蓄積量,占云南有林蓄積的32%。云南松是制作人造板材的重要工業用材樹種,蓄積量大,覆被率也高,在林業生產中占有重要地位。另外,云南松也是生產松香及其它林副產品的主要樹種。了解林木生長過程及各個生長階段特點有利于安排生產經營措施,才能采用最佳的培育技術與模式去實現最大木材收獲量,從而達到林木的速生、優質與豐產。諸多學者對林木的生長規律進行了研究,如陳義剛等對粵北低山丘陵地區小紅栲生長過程進行了分析;亢新剛等編制了冀北次生林3個樹種林分生長過程表,為該地區3個樹種的生長收獲預估提供理論依據;張遠彬等對兩種類型林分中的扁刺栲的生長過程分析,發現次生針闊混交林中的扁刺栲生長較快,同時提出了針對次生闊葉林的經營管理措施。云南松林經營的研究包括有云南松林生長過程表、收獲預測表、生長量表和密度控制圖的編制,撫育間伐技術標準的制定等方面的內容[9,10,11,12,13,14,15,16,17]。在前人的研究中,缺乏對云南松生長過程的深入分析,且未見云南松平均木與優勢木生長差異的報道。本文通過對滇中地區的云南松樹干解析,分析云南松的胸徑、樹高和材積的生長過程,探討云南松平均個體與優勢個體的生長差異及其原因,以及經營技術措施對生長可能產生的影響,為更好地進行云南松人工林定向培育制定措施提供依據。1降水量、地帶性植被及植被組成研究區位于云南省祿豐縣一平浪林場,地處滇中高原、云嶺東延烏蒙山支脈,地理坐標24°59′~25°13′N,101°40′~102°05′E,海拔1495~2594m。氣候屬中亞熱帶高原季風區,立體氣候明顯、干濕季節分明;年平均氣溫15.6~16.2℃,最高氣溫36.1℃,最低氣溫-4.5℃,≥10℃年積溫4900~5913℃;年平均降水量930.5mm,5—10月降水量占全年降水量的89.5%,而11月至次年5月降水量僅占全年降水量的10.5%。地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林,現存類型包括溫涼性常綠闊葉針葉混交林、暖溫性針闊混交林和干熱河谷灌草叢,主要喬木樹種有云南松、華山松(P.armandiFranch.)、滇油杉(KeteleeriaevelynianaMast.)、元江栲(CastanopsisorthacanthaFranch.)、高山栲(CastanopsisdelavayiFranch)、滇青岡(CyclobalanopsisglaucoidesSchottky)、滇石櫟(LithocarpusdealbatusRehd.)、旱冬瓜(AlnusnepalensisD.Don)、麻櫟(QuercusacutissimaCarr.)、銳齒槲櫟(QuercusalienaBI.var.acuteserrataMax.)等。土壤類型主要有紅壤、紫色土(2300m以下)、黃棕壤和森林棕壤(2300~2500m)。2樹高、樹徑、樹高對比的調查方法2003—2007年,通過對滇中地區云南松森林全面踏勘后,在50年生左右的云南松天然次生林中設置了22塊標準地,在標準地內進行每木檢尺,求出林分平均直徑,據此選擇出有代表性的云南松林標準地7塊,每塊標準地測樹高15~20株,其中最高的測5株,接近平均直徑測3~5株,其余徑階測1~2株。在現場畫出樹高曲線,求出林分平均高;同時測定5株優勢木的樹高,計算優勢木平均高。根據計算出的林分平均標準木和優勢木的平均樹高和直徑,在現場分別找出均勻分布于林分中的平均標準木和優勢木各5株,伐倒后進行樹干解析,分析樹高、胸徑、材積、生長量等各項指標生長規律,用Excel軟件作圖。樹干解析的具體方法參見《測樹學》的方法。3結果分析3.1樹高生長規律樹干解析結果顯示:云南松樹齡為50年時,平均木樹高為16.6m,直徑12.7cm,平均斷面積帶皮材積0.1717m3;而同時期優勢木樹高達18.6m,直徑23.3cm,平均斷面積帶皮材積0.5533m3,分別比平均木相應指標高出12.1%、83.5%和222.3%。根據生長模型,按5年1個齡階,分別計算出云南松各齡階的樹高、直徑和材積的總生長量、平均生長量和連年生長量。云南松的生長有3年左右的生根蹲苗期,5年后才開始明顯的高生長,初期生長比較緩慢,以后生長逐漸加快,10年左右林木進入郁閉,樹高在2.0~5.0m。隨著林木年齡的增長,樹高總生長量至5年后逐漸加快,其樹高、直徑和材積生長都有其階段性的變化,25年生時平均木樹高為11.6m,直徑為8.4cm;優勢木高達14.1m,直徑為14.0cm;50年生時平均木樹高為16.6m,直徑為12.7cm;優勢木高達18.6m,直徑為23.3cm。云南松各齡級樹高總生長量與直徑總生長量生長曲線見圖1。云南松直徑與樹高生長均處于較高水平,優勢木50年內生長變化范圍為樹高1.3~18.6m,直徑0.9~23.3cm。平均木與優勢木樹高生長量始終保持較大的差距,2條生長曲線呈平行狀態,說明二者在各生長階段的樹高生長速率比較一致,而優勢木的直徑生長量遠超平均木直徑生長量,在苗期達到了6倍以上,其后的生長過程中保持在1.3~1.9倍之間,說明云南松的后期長勢取決于是否為良種壯苗。云南松的樹高生長比較旺盛,至45年后才出現減緩趨勢,表明云南松速生期較長,可以培育出大徑材。3.2樹高生長特點樹高生長曲線是樹高為時間的增函數,即樹高隨生長年限的增加單調增加。云南松樹高平均生長量與連年生長量生長曲線見圖2。由圖2看出:平均木與優勢木總的樹高生長趨勢相同,但拐點位置不相同,各階段的生長量也不一樣。云南松平均木經過3~4年的蹲苗期后,快速生長期出現在10~14年之間,平均生長量與連年生長量相交于第16~18年,高峰期出現在第13年,最大值為0.56m;優勢木苗期長勢良好,初期生長比平均木快,第7年連年生長量與平均生長量曲線相交后平均生長量呈慢降趨勢,但保持旺盛生長,這與林分密度與樹高結構分層有關,云南松是強陽性樹種,優勢木苗高在生長初期處于植被上層,有足夠的光熱資源,從而促進了優勢木的樹高生長。隨著時間增長,平均木樹高生長也突破草本植被層,其生長也出現一個飛躍的過程,至10年生后,林分開始郁閉,種內競爭強烈,生長趨于穩定,至45~50年時有一個生長停滯的現象,50年以后屬于樹高生長的衰減期,云南松樹高一般能達到30~35m,極少能達到40m以上。從云南松林分平均樹高生長曲線看,最大連年生長量出現在第10年,樹高生長高峰出現在15年左右,以后高生長持續下降,這種高生長量的生長期,大約持續30年,這段期間,年高生長達0.50m左右,每10年的平均生長量為5.00m,平均生長率為25%,是生長旺盛期,50年后樹高生長逐步下降。3.3直徑生長的特征隨著林木年齡的增加,林分的直徑生長也不相同。從云南松平均直徑生長曲線(圖3)看,隨年齡的增大,直徑生長量也增大,連年生長量與平均生長量均呈現出先上升后下降趨勢,連年生長量波動范圍比平均生長量大,前10年增長最快,最大值出現在12年,直徑的連年生長量和平均生長量曲線第1次相交于13~14年,第2次相交于19~20年。平均直徑生長高峰在20~30年。在45年前都生長較快,每10年的平均生長量為3.2cm,平均生長率為30.3%,是云南松直徑生長速生期,可以持續10~25年左右,然后是一個緩慢生長期,年輪波動在速生期幅度大,進入緩慢生長期后幅度小。除苗期外,云南松平均木和優勢木的直徑平均生長量峰值均出現在10~15年,最大值分別為0.47、0.58cm。在12年之前,平均木直徑平均生長量一致呈快速上升趨勢,12年之后,平均生長量的變化平緩,但8年之后,云南松優勢木直徑平均生長量比平均木平均生長量大150%以上,這與林分的結構和密度有關,優勢木處于林分上層,占有營養空間大,樹冠重疊小,對有效資源的利用較高,有利于云南松的胸徑生長。從云南松林的平均直徑生長看,在立地條件好的地段,宜適當培育大徑材,不過培育周期較長,在立地條件一般或較差的林地,宜培育中小型材,以充分利用地力。3.4不同期次生長量對比從云南松平均木材積生長(圖4)看,表現為最初幾年生長較慢,經過前10年的緩慢生長階段后,林木進入速生階段,10~45年為云南松材積速生期,此期間直徑生長率達到最大值,50年后材積生長開始下降,但仍能保持旺盛生長,經濟性較高。云南松不同個體材積生長的總趨勢基本相同,但是平均木與優勢木生長曲線上的拐點位置不相同,各階段的材積生長量也不一樣,林分平均木的云南松材積進入速生期的時間較遲,生長量也小,20年后進入速生期,然后一直保持上升趨勢,到45年生時材積平均生長量達0.0024m3;50年后生長量增長趨緩,達到最高峰后迅速下降,此時平均生長量將達到最大值。優勢木進入速生期比平均木要早5~8年,在45年時材積平均生長量達0.0092m3,為平均木平均生長量的3.83倍,且到達高峰值的時間也比平均木略早,約在48~50年,說明50~60年這個期間為云南松的數量成熟齡,其后生長量下降速度極快,進入采伐利用時期。從圖4可看出:其材積生長呈周期性上下波動,受直徑生長波動影響較大,可能與該地區周期性爆發松毛蟲害及氣候變化有關,有待進一步研究。4第一階段:20—結論與討論云南松生長發育過程可劃分為苗木生長初期,樹高速生期,直徑速生期,干材速生期和速生后期5個生長階段。前5年,云南松在苗木生長初期非常重要,將直接決定其后的生長趨勢,所以造林時必須良種壯苗,在生產中要引起重視。5~10年期間的云南松,是林分形成的初期,樹冠逐步相互交接,林分開始郁閉,特點是高生長明顯加快,直徑生長延后于樹高生長,材積生長緩慢,可以通過林地管理及幼林撫育以促進林木生長。10~25年期間,云南松樹高已通過速生高峰期,而直徑連年生長量也開始達高峰期,材積生長量開始增長,林分開始郁閉,開始出現生存競爭,需要加強土壤管理,采取一定的撫育管理和間伐措施。25~50年期間,從樹高平均生長量出現高峰期開始,到直徑平均生長量高峰期出現時結束,此階段主要特點是直徑旺盛生長,樹高生長保持一定比例,而直徑生長量增大,處于材積速生階段,也是干材速生期。50年以后樹高生長急劇下降,直徑生長變緩,處于速生后期;之后,樹高、直徑生長均處于較低水平,樹高趨于停止生長,材積生長亦開始下降,在此階段,優勢木的材積連年生長量落后于平均生長量,平均木的連年生長量也呈快速下降趨勢,云南松正處于數量成熟階段,此階段可以采伐利用。近年來,德國“近自然”經營體系逐漸引入我國,并在國內許多林場分別開展了一些工作,也取得了良好的執行效果。近自然森林經營林分施業體系是以單株林木為對象進行的目標樹撫育管理體系,其基本原則是理解和尊重自然,充分利用林地自身更新生長的潛力,生態和經濟目標兼顧,最大限度地降低森林經營的投入。具體做法是把所有林木分類為目標樹、干擾樹、生態保護樹和其它樹木等4種類型,永久地標記出林分的特征個體—目標樹,并對其進行單株木撫育管理,目的是在保持森林生態功能的前提下實現高價值林木成分(目標樹)最大的平均生長。因此,建議云南松經營引入德國近自然經營技術,建立目標樹經營技術體系,改善云南松林分結構,提高其生長效率。滇中林區云南松林分生長的地位級指數處于I級水平,總的生長量在云南松分布區中屬于較高水平,具有一定的發展前景。云南松林分的經營目的也是為了獲取最大的出材量,在林分不同、林木個體平均單株材積不同,優勢木進入速生期比平均木要早5~8年,在45年時材積平均生長量達0.0092m3,為平均木平均生長量的3.83倍。從這點來看,目標