小隴山林區日本落葉松人工林經營密度研究＊

許曉玲，張建華

（1.甘肅省小隴山林業實驗局張家莊林場，甘肅 兩當 742404；2.甘肅省小隴山林業實驗局林業科學研究所，甘肅 天水 741022；3.甘肅小隴山森林生態系統國家定位觀測研究站，甘肅 天水 741022；4.甘肅省次生林培育重點實驗室，甘肅 天水 741020）

日本落葉松人工林群體結構有其自身的發生發展規律，同其他森林植物群體一樣，隨著時間的推移，有一個從初值密度到適宜密度再到最大密度的變化過程，生產經營活動必須遵循其規律［1］。隨著日本落葉松人工林林齡的逐步增長，群落的各個生長發育階段對應的林地上都有其適宜的生長密度。影響日本落葉松群體生長的因子較多，樹冠競爭因子能穩定反映林分競爭水平的特性［2,3］。

1 研究區概況

小隴山林區位于甘肅省東南部，秦嶺山脈西部，位置104°22′E～106°43′E，33°31′N～34°41′N，半濕潤半干旱氣候。區內溫度較低，年均氣溫7～12℃，年降水量600～900mm，空氣濕度78%，日照時數1520h。林區土層厚度50～100cm，持水性良好。小隴山林區從上世紀六十年代開始引種栽培日本落葉松，九十年代被確定為速生用材林建設主要樹種，已成為本林區及周邊地區森林資源的重要組成樹種，發揮著重要的經濟、生態和社會效益［4］。

2 研究方法

設置不同立地條件、不同年齡、面積為20m×20m 日本落葉松人工林標準地60 塊，喬木每木檢尺，記錄胸徑、樹高、枝下高、冠幅（取南北方向和東西方向或坡面上下左右均值）等調查信息。分析胸徑、樹冠面積、株數關系，計算出日本落葉松不同徑階林分經營理論密度（最大密度）和適宜經營密度。資料和以往的研究經驗，是依據不同徑級林分的適宜密度指標來作為確定林木撫育間伐強度的依據。而林分的適宜密度指標往往由現實林分立木密度與胸徑、胸徑與樹冠投影面積的相關性來推算。而胸徑的生長與冠幅大小的關系，不受立地條件與林齡差異的影響。因此，無論日本落葉松林分所處的立地條件和林齡如何，它們的適宜密度指標可用下式表示：

式中：N——密度指標

基于以上方法，利用測設的60 塊標準地分別進行了每木檢尺，按上述要求實測了每株樹木的冠幅。

3 合理密度表的編制

3.1 理論密度的確定

將林木胸徑分徑階，統計計算按徑階的冠幅平均值，見表1：

表1 各徑階林木平均冠幅、樹冠投影面積、密度值 （單位：m2）

以胸徑D 為橫坐標，以冠幅直徑為縱坐標，繪散點圖，根據散點圖分布趨勢繪出相應曲線。如圖1所示。

從圖1 看出，冠幅與胸徑的關系呈明顯的冪函數相關，因此，選用公式D=ADB 回歸。根據表1 數據得出胸徑與冠幅的回歸方程為：

根據調查資料，由各徑階林木平均冠幅直徑值推算單位面積的立木株數。依表1，以胸徑（D1.3）為橫坐標，密度（N/ha2）為縱坐標，如圖2 所示。

圖1 胸徑與冠徑曲線圖

圖2 胸徑與現實密度關系曲線

可以看出：胸徑與密度呈雙曲線關系，建立相應回歸方程：

表明胸徑與密度相關緊密。

根據上述方程，即可計算出日本落葉松林分理論密度表。見表2。

表2 日本落葉松理論密度值

3.2 合理密度的確定

當林分處在合理密度時，應該是個體連年生長量和群體連年生長量均處在旺盛期，一旦個體連年生長量開始下降就表示密度過大，需要間伐撫育，針對日本落葉松群體結構的特點，從密度效應出發，對測設的標準地于4 年后進行復查，用復測結果驗證合理密度。

表3 林分胸徑連年生長量、蓄積連年生長量與樹冠重疊系數k 的關系

以重疊系數為橫坐標，以ZD、ZM分別為縱坐標繪圖，圖像法解出林分個體和群體生長交匯點即為最佳狀態，其密度值則為最佳密度，在橫坐標對應數值為1.19，即k=1.19。根據表3 的理論密度值計算編制小隴山林區日本落葉松人工林分合理經營密度表。

表4 小隴山林區日本落葉松人工林合理密度表