黃山松人工林生長規律研究

鄭天才 張建設 董卉卉 李鳳英 史曉海

摘要：以黃柏山林場多功能森林經營樣板基地內黃山松人工林為對象，設置長久固定觀測樣地，對其生長過程進行了調查研究。結果表明：黃山松人工林胸徑平均生長量的最大值出現在20a，連年生長量的最大值出現在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在30a，平均生長量和連年生長量的相交時間在33～35a，達到數量成熟;蓄積的平均生長量和連年生長量均在林齡20a時達到最大，當林齡達到40a時，生長率出現負增長現象。

關鍵詞：黃山松;平均生長量;連年生長量;生長率

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

1引言

在林木的生長發育過程中，隨著林齡的變化會呈現出相應的規律，即林木生長規律。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律。已有相關研究表明，對林木生長規律進行研究，有利于生產者掌握林木各生長階段的特點，以此安排合理的生產經營措施，實現對林分長期科學的經營管理和規劃，達到林木速生、豐產和優質的目的。

黃山松（Pinustaiwanensis）為我國特有樹種，是東部亞熱帶高海拔山地造林、生態恢復以及綠化的重要樹種。目前，關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、黃山松碳氮磷化學計量特征、黃山松生物量以及生態位特征等方面，而關于黃山松生長規律的研究鮮有報道。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律，以期為黃山松人工林的多工能經營提供科學依據。

2研究區域概況

國有黃柏山林場是全國20家森林經營樣板基地建設單位之一，位于河南省商城縣東南部，因產藥材黃柏而得名。地理坐標介于北緯31°23～31°35和東經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林木因子調查

以黃山松人工林為研究對象，按照典型選樣原則，設置了面積為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時對固定樣地內胸徑大于5cm的黃山松進行調查，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數據處理

采用Excel和SPSS軟件進行數據分析處理，采用單因素方差分析法（one-wayANOVE）和Duncan法進行方差分析以及多重比較（a=0.05）。

4結果與分析

4.1黃山松人工林胸徑生長規律

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，平均生長量達到最大為0.64cm*a^-1;林齡15a時，連年生長量達到最大為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，當林齡達到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出現在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，當林齡達到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，當林齡30a時，達到最大值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到數量成熟。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，當林齡達到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律

蓄積是判斷林分生產力的重要指標，一般為森林經營和采伐利用提供了重要的依據。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。當林齡達到40a時，因自然稀疏等原因，連年生長率呈負值。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，生長率呈負值。

5結論與討論

通過對黃山松人工林生長規律的研究可知，胸徑平均生長量的最大值出現在20a，連年生長量的最大值出現在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在30a，平均生長量和連年生長量的相交時間在33～35a，達到數量成熟。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時達到最大，此后都呈下降趨勢。、隨著林分的進一步生長，對生長空間和營養空間的競爭也愈加激烈，林木株數隨林齡的增加而減少，自疏現象加劇，導致黃山松人工林生長的中后期，蓄積生長率出現負增長現象。鑒于此，在20a后應該加強對黃山松人工林的密度控制，減小林木間的競爭，改善林內小氣候，延長速生期，提高林分質量和出材量。