黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林生長(zhǎng)過程及速生標(biāo)準(zhǔn)研究

影響樹木生長(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育階段和森林生長(zhǎng)潛力（環(huán)境因素的綜合）。同時(shí)，杉木是中國(guó)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(zhǎng)技術(shù)，并控制杉木林的適宜栽培。1成土母巖的土壤黃豐橋林場(chǎng)地處羅霄山脈中段武功山西南,位于東經(jīng)113°04’～113°42’,北緯27°06’～27°14’。海拔為115m～1270m,成土母巖以板頁(yè)巖為主,石灰?guī)r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(chǎng)屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫17.8℃,無霜期292d,年均降雨量1411mm,主要經(jīng)營(yíng)樹種為杉木,全場(chǎng)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(xué)院96、97級(jí)林學(xué)本科生在國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)實(shí)測(cè)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(jí)對(duì)同一林分中不同直徑的杉木生長(zhǎng)差異進(jìn)行對(duì)比分析,為劃分杉木的速生等級(jí)提供依據(jù)。通過單木生長(zhǎng)解析,模擬出杉木人工林平均木的直徑、樹高的生長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型,計(jì)算其各個(gè)生長(zhǎng)特征參數(shù)來分析兩個(gè)因子的生長(zhǎng)過程,提出國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林的速生標(biāo)準(zhǔn)。3結(jié)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(zhǎng)過程的比較隨機(jī)選取一塊樣地作為對(duì)象樣地進(jìn)行同一林分中不同徑階的4株杉木的生長(zhǎng)過程對(duì)比分析。3.1.1樹高、樹高該樣地位于國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)的廣黃分場(chǎng),面積0.06hm2,海拔高度270m,坡度為5°,東南坡向,成土母質(zhì)為板頁(yè)巖,黃壤,土層厚度70cm,造林年度為1996年,每木檢尺結(jié)果為:林分平均直徑為18.5cm,平均樹高為18.6m,優(yōu)勢(shì)木平均高21.8m,林分密度為1633株/hm2。3.1.2不同立地條件對(duì)杉木生長(zhǎng)差異的影響根據(jù)對(duì)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(duì)象木進(jìn)行樹干解析,分析4株對(duì)象木的生長(zhǎng)過程,結(jié)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(zhǎng)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(zhǎng)差異就為劃分杉木的速生等級(jí)提供了理論依據(jù)。正是由于同一林分中的樹木生長(zhǎng)差異如此顯著,所以判斷某一林分是否速生就應(yīng)該以林分平均木的生長(zhǎng)規(guī)律為基礎(chǔ),以其簡(jiǎn)單易測(cè)的測(cè)樹因子(如不同年齡階段的直徑、樹高)為判斷指標(biāo),然后確定各個(gè)指標(biāo)的具體標(biāo)準(zhǔn)。3.2杉木生長(zhǎng)規(guī)律研究對(duì)于國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)的杉木人工林來說,影響其生長(zhǎng)的主要因子是立地條件,所以必須分別立地等級(jí)研究杉木生長(zhǎng)規(guī)律。通常是以地位指數(shù)SI為指標(biāo)將杉木人工林林地的立地等級(jí)劃分為好、中、差3個(gè)等級(jí),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(zhǎng)過程將原始資料按3個(gè)立地等級(jí)歸類整理,采用Richards生長(zhǎng)方程擬合林分平均直徑和平均樹高生長(zhǎng)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(shù)。參數(shù)擬合的結(jié)果見表3。由方程的3個(gè)參數(shù)a,b,k的生物學(xué)含義可知,杉木在不同的立地條件下其生長(zhǎng)規(guī)律是不同的,這6個(gè)模型就描述了國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)的杉木人工林的生長(zhǎng)過程,結(jié)果見表4。由表4可知,對(duì)地位指數(shù)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(shù)在14以上的林地。同時(shí)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(zhǎng)量達(dá)到或超過表4中對(duì)應(yīng)的數(shù)值時(shí)才能稱為速生。3.2.2達(dá)到控制點(diǎn)處的時(shí)間為了進(jìn)一步分析杉木平均木的生長(zhǎng)過程,有必要對(duì)其連年生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、生長(zhǎng)曲線拐點(diǎn)等特征參數(shù)進(jìn)行研究?；赗ichards生長(zhǎng)方程式可以推導(dǎo)出如下表達(dá)式:1)連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大(即生長(zhǎng)曲線達(dá)到拐點(diǎn)處)的時(shí)間t1:t1=In(b)/k;2)對(duì)應(yīng)于t1的總生長(zhǎng)量Y(t1):Y(t1)=a(1+b-1)b;3)連年生長(zhǎng)量的最大值Zmax:Zmax=ak(1+b-1)b+1;4)拐點(diǎn)處的生長(zhǎng)率P(t1):P(t1)=k/1+b-1;5)平均生長(zhǎng)量的最大值Qmax和其對(duì)應(yīng)的時(shí)間t2:由Q(t)=Z(t)有tkb[(a/Y)1/b-1]=1,可以推導(dǎo)出Qmax和t2。計(jì)算結(jié)果見表5。由表5可知,直徑和樹高的連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的時(shí)間均隨立地等級(jí)的降低而推遲,其最大值也與地位指數(shù)成正比,拐點(diǎn)處的生長(zhǎng)率隨地位指數(shù)的提高而增加。3.3準(zhǔn)之簡(jiǎn)潔明林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中確定某一林分是否速生,應(yīng)采用簡(jiǎn)單易測(cè)的因子為指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)亦應(yīng)簡(jiǎn)潔明了。通過分析國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林的直徑、樹高生長(zhǎng)規(guī)律,我們采用杉木人工林的平均直徑、平均樹高為指標(biāo),以其不同立地等級(jí)、不同年齡時(shí)的均值為標(biāo)準(zhǔn)制定國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林的速生標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果見表6。4不同立地條件對(duì)黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林年生長(zhǎng)的影響同一杉木人工林分中的單木生長(zhǎng)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(biāo),既科學(xué)合理,又簡(jiǎn)單易測(cè)。影響國(guó)營(yíng)黃豐橋林場(chǎng)杉木人工林生長(zhǎng)的主要因子是立地條件,對(duì)地位指數(shù)在12以下的林地則不適合培育杉木人工林。對(duì)地