不同恢复阶段杉木人工林蓄积量的动态变化

骆建莉

（信阳市南湾实验林场，河南 信阳464031）

前言

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的造林树种和用材树种之一，而且是我国特有的速生商品材树种，广泛种植于我国的浙江及福建到秦岭南麓及云南东部的区域[1]。一方面，杉木的大面积种植确实缓解了我国工业化发展过程中所需的木材产品，然而另一方面，杉木人工林的多代连续种植可导致土壤地力衰退和养分流失[2~4]，杉木林的自毒作用又会抑制其自身幼苖的林下更新[5~7]。探寻防治杉木林地地力衰退的有效措施，从而保持杉木人工林的可持续生产和利用已经成为目前国内外林业生产中急需解决的现实问题。除了引进其他阔叶树种形成混交模式，从而改善林分结构和土壤养分状况之外，加强林分的轮伐管理和经营，尽量缩短林分采伐和轮作周期，对于改善杉木人工林林地养分和肥力水平也具有重要意义。探讨杉木人工林蓄积量随恢复阶段的变化规律是确定杉木人工林最佳的轮伐周期的重要基础，以信阳市南湾实验林场广泛种植的杉木人工林为研究对象，选择不同恢复阶段的人工林进行调查分析，以确定杉木人工林的林分蓄积量随恢复阶段的动态变化，从而确定最佳的收获时间，节省林分的养分支出和缓解林地地力衰退等问题。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于河南省信阳市南湾实验林场，年均温为14.3℃，1月均温是0.6℃，7月均温是24.7℃，年平均降水量是1 347 mm，其中66%集中于4~8月份，该地区四季分明，湿润温和。主要森林类型有针阔混交林如马尾松麻栎混交林、马尾松栓皮栎混交林等；落叶阔叶林如枫香麻栎混交林和栎类混交林，以及人工林如马尾松林和杉木林。土壤类型为山地棕壤。

1.2 研究方法

采用空间代替时间的方法，在南湾实验林场水上林区选择不同栽植年份的杉木人工林，按造林时间区分为幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林4个龄级。每个龄级选择3个20 m×20 m 的样地，样地间相距在1 km 以上。所有样地的坡度、坡向、海拔和土壤条件基本一致，基本信息见表1。详细调查每个样地内的所有乔木树种的胸径和树高。用生长锥钻取每个样地内的标准木以确定林木的平均年龄。林木材积通过二元立木材积公式计算获得。利用单因素方差分析检验了不同年龄阶段的林分蓄积量的显著性差异，采用线性回归分析了林分蓄积量与林分年龄和林分密度之间的关系。数据分析在SPSS 10.0 中完成。

表1 样地基本情况

2 结果与分析

2.1 不同恢复阶段林分密度变化

杉木人工林的林分密度随林龄的增加而显著的下降。幼龄林的密度最高，为2 075.6 株/hm2，相当于中龄林的1.46 倍，近熟林的2 倍和成熟林的2.15 倍。方差分析显示，幼龄林的密度显著高于近熟林和成熟林（P<0.05），而中龄林与其他几种林分的密度均无显著差异（P>0.05）。

2.2 不同恢复阶段林分蓄积量动态

杉木人工林的蓄积量随林龄的增加而显著上升，由幼龄林的24.8 m3/hm2增加到成熟林的88.4 m3/ hm2。中龄林的林分蓄积量显著高于幼龄林（P<0.05），增幅达到103.2%；近熟林和成熟林之间的蓄积量无显著差异（P>0.05），但二者均显著高于幼龄林（214.1%和255.6%）和中龄林（54.5% 和74.9%）（P<0.05）。然而，不同恢复阶段下的杉木人工林的年平均生长量之间无显著差异（P>0.05），中龄林的年平均生长量略高于其他类型。然而，如果以连年生长量为衡量指标，则发现连年生长量随林龄的增加表现出先增加后减少的过程，中龄林阶段的年生长量最高，为5.13 m3/ hm2，显著高于幼龄林、近熟林和成熟林。

2.3 林分蓄积量与林分密度和林龄的关系

由图1 和图2 可知，杉木林蓄积量主要与林分密度和林龄有关。蓄积量随密度的增加而逐渐下降（R2=0.5633，图1）。相反，蓄积量随林龄的增加而上升（R2=0.799，图2）。通过多元逐步回归分析发现，林龄对林分的蓄积量的贡献量（73.2%）高于密度的贡献量（18.5%）（方程1，P<0.01）。

蓄积=2.446×林龄-0.004×密度（P<0.01）（方程1）

图1 杉木人工林蓄积量与林分密度的关系

图2 杉木人工林蓄积量与林龄的关系

3 小结

研究发现，杉木人工林的林分蓄积量随恢复阶段的递增而逐渐上升，然而，若从生长速率方面看，则其年均生长量和连年生长量均是在中龄林阶段最高，随后，近熟林和成熟林的生长速率均逐渐下降。由于林分密度随林龄增加呈减少趋势，而林分密度与林分蓄积量成负相关。因此，在杉木人工林经营管理过程中，应该适当采取林分疏伐措施，尤其是在中龄林末期，通过疏伐管理，可以释放林分内的资源和空间，降低林木之间的竞争作用，进而提高单株林木的生产能力。根据林分的生长速率状况，杉木人工林在成熟林阶段的生长速度开始低于近熟林和中龄林，因此，可以在近熟林末期进行采伐，而将成熟林阶段的时期作为休息期，既获得较高的林分的木材产量，也使林地有一段时间的恢复和修养阶段。

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