龙山县日本落叶松人工林林分生长与结构调查

向祖恒， 戴成栋, 何贤勤， 阳清培， 向楚华， 黄 武， 杨亚莉

(1.龙山县林业局, 湖南 龙山 416800； 2.龙山县绿地林业开发有限责任公司, 湖南 龙山 416800;3.湖南省林业厅， 湖南 长沙 410004)

龙山县日本落叶松人工林林分生长与结构调查

向祖恒1,2， 戴成栋3, 何贤勤1， 阳清培1， 向楚华1， 黄 武1， 杨亚莉1

(1.龙山县林业局, 湖南 龙山 416800； 2.龙山县绿地林业开发有限责任公司, 湖南 龙山 416800;3.湖南省林业厅， 湖南 长沙 410004)

对龙山县日本落叶松人工林林分生长与结构进行调查，结果表明：龙山县中山区日本落叶松人工林表现良好，林龄12～13年平均胸径8.43cm，大小相差0.9倍；平均树高6.34m，大小相差1.1倍；平均蓄积12.84m3/hm2，大小相差34.6倍。该人工林为结构单一的纯林，日本落叶松株数97.2%、阔叶树株数2.8%；天然阔叶树仅为响叶杨、檫木及光皮桦等，优质树种缺乏，需人工补植优质阔叶树。日本落叶松人工林稳定性较强，2008年特大冰冻灾害后保存正常植株86.4%；日本落叶松林可划分为“单一纯林”及“较稀疏的人工林”两种类型，宜开展近自然改造。

日本落叶松； 林分结构； 人工林； 近自然改造

2000年以来，龙山县在海拔800m以上的中山区营造日本落叶松(Larixkaempferi)1.4万hm2，成林、成材效果良好[1]，但初植为纯林。针叶纯林在生态健康、地力维持及可持续发展方面存在严重弊端，亟待改造。2011年—2013年，在中德财政合作湖南二期造林项目森林经营子项目支持下，龙山县引进德国近自然森林经营理论和技术[2-13]，规划对部分日本落叶松人工林进行近自然改造。现对拟改造的林分开展调查分析，为近自然改造提供依据。

1 自然地理概况

1.1地理位置及气候特点

龙山县位于湘鄂渝交界的武陵山区腹地，地处中亚热带，中山区气候特点是高湿低温。年降雨日177～200天，降雨量1571.4～1677mm；1月及8月为干燥至湿润的过渡月，余均为湿月，年均相对湿度80%以上；年日照时数935.2～1212h；年均气温10.4℃～13℃，1月均温-0.9℃～2.8℃，极端低温-14℃，7月均温21℃～24.5℃，极端高温36.7℃，大于10℃活动积温3118.3℃～4200.8℃；冬季139～190天，夏季11～51天，无霜期235～258天。区域雪压、雨淞、雾淞危害严重，适宜日本落叶松等需较低积温且抗雪压冰冻能力较强的树种生长。

1.2地貌及土壤

龙山县日本落叶松人工林分布区域主要为丘状山原地貌，最高海拔1736.5m。土壤主要为山地黄棕壤及山地黄壤，成土母岩主要为砂岩、石灰岩及板页岩。经多点取样，区域平均土层81.5cm、腐殖质23cm，土壤有机质48.9g/kg、速效氮185.6mg/kg、速效磷6.2mg/kg、速效钾72.7mg/kg，pH 5.4。土壤疏松，透气性好，水分含量适中，唯速效磷含量较低。总体立地较好，适宜培育大径木材。

1.3原生植被

区域原生植物群落中，建群种有长叶石栎(Lithocarpushenryi)—湖北鹅耳枥(Carpinushupeana)、亮叶水青冈(Faguslucida)—湖北鹅耳枥等混交林，还有湖北鹅耳枥、鹅掌楸(Liriodendronchinense)、缺萼枫香(Liquidambaracalycina)等片林，以及水马桑(Weigelajaponica)、盐肤木(Rhuschinensis)、卫茅(Euonymusaoatus)、西南卫茅(E.hamiltonianus)、南蛇藤(Celastrusspp.)、卵果蔷薇(Rosahelense)、悬钩子(Rubusspp.)等灌丛，还有大面积的五节芒(Miscanthusfloridulus)、白茅(Imperatacylindrica)、齿叶橐吾(Ligulariadentata)、酸模(Rumexacetosa)等草丛。

规划改造的日本落叶松均系2000年—2004年营造，栽植密度1665～2000株/hm2，初植为纯林，翌年补植落叶乔木，部分地段有天然阔叶幼树。

2 调查方法

2.1林分稳定性调查

2008年特大冰冻对龙山县中山区日本落叶松人工林造成了较大损害。2011年6月于龙山县万宝山林场B林班3个小班内各设置一组3600m2计10800m2固定样地，每组样地按30m×20m的标准连续设置6个固定样方，调查2008年特大冰冻后日本落叶松人工林正常植株、断梢植株、倒伏植株、死亡植株的树种、数量、胸径、树高、分枝高及冠幅等因子。

2.2林分生长与结构调查

根据中德财政合作湖南二期项目森林经营项目指南要求，每小班均匀布设3～5条切割线，沿切割线等距均匀布设调查样点，样点数根据小班面积确定，5hm2以下小班2个点/hm2，超过5hm2小班，每增1hm2另增加1个点。共调查日本落叶松人工林小班417个、样点6420个。调查时以样点为圆心设置半径5.64m、面积100m2的样圆，样圆内每木检尺，调查树种、胸径、树高等因子及天然更新情况。

3 结果与分析

3.1林分生长

规划改造林分3864hm2，海拔860～1620m。以小班为单位调查，林班统计结果表明(见表1)，小班胸径6.7～13cm，平均胸径8.43cm，大小相差0.9倍，分化较小；小班树高4.3～9.2m，平均树高6.34m，大小相差1.1倍，分化较小；小班蓄积1.27～43.91m3/hm2，平均蓄积12.84m3/hm2，大小相差34.6倍，差异巨大。

对3864hm2日本落叶松林分按蓄积量分段，计算各段平均密度、树高及胸径，统计结果见表2。由表2可知，决定小班蓄积量的主要因子是植株保存密度，其次是胸径和树高。该日本落叶松林分整体处于生长速度上升期，需加强培育措施，促进林分生长。该日本落叶松林分还存在保存密度过小的小班，这与造林后补植及抚育措施欠缺有关，应加强这类小班林间隙地补植工作，尽快促成林分全面郁闭。

表1 龙山县日本落叶松林小班调查统计表Tab1 StatisticsonindexofplotsofLarixkaempferiinLongshanCounty林班林龄(年)胸径(cm)树高(m)单位面积蓄积(m3/hm2)面积(hm3)蓄积(m3)最小最大平均最小最大平均最小最大平均BMA13741279175078615138376010323433354400BXA13741108844892694127407013041964256070BXB13711108885289728279349513753549488100BXC139196930707170311201819138024233400BXD13741308805384648506439112682651336060BXE1368110810518665423737879573613345750BXF127494819598269326718187823243253710BXG12808984466757066121550103260061900BNA1283888555758575173623622075489960BNB13880730105115416180LKC12737574045544952433893012617860LKD127783803436555029963550252326260PMB1267847544862538555222110071977199010WBA13711108294377611506386616204565739429WBB1269988454473602163331016204642751838WBC12691108624878642321345216504054668840WBE127790808507059660021731372868119090WBF12741109115869640106625291616793128170WBJ1269917615484634606230011351460165770平均67130843439263412743911284合计386404961797

表2 日本落叶松林分蓄积与密度及树高和胸径关系表Tab2 Therelationshipamongstandvolumesanddensi⁃ty，heightandDBHofLarixkaempferi蓄积分段(m3/hm2)平均蓄积(m3/hm2)密度(株/hm2)平均树高(m)平均胸径(cm)<53353285867595～9975347163182610～149124774662683515～1991728102664787720～2492204107966490025～2992713115568991930～3493265152373392535～399374315927441070≥40423210907701200

3.2树种结构分析

各林班、小班的树种结构存在差异。现以万宝山林场B林班10800m2固定样地为例作简单分析。样地树种调查结果表明(见表3)，样地株数结构为日本落叶松97.2%、阔叶树2.8%，表明该林分为结构单一的纯林。样地阔叶乔木共7种，株数比例为响叶杨(Populusadenopoda)40.5%、檫木(Sassafrastzumu)21.6%、光皮桦(Betulaluminifera)13.5%、山槐(Albizziamacrophylla)8.1%、山桐子(Idesiapolycarpa)8.1%、桤木(Alnuscremastogyne)5.4%、栾树(Koelreuteriabipinnata)2.7%，前5种系天然形成，后2种为人工补植。响叶杨、光皮桦为强阳性先锋树种，母树分布广，小树能正常结果，借助风力传播，天然更新能力强，是早期形成针阔混交林较理想的天然更新树种，应注意保护。檫木、山桐子、山槐借助动物传播，天然更新能力与周围母树资源密切相关。从尽快形成针阔混交林、促进林地郁闭、保持地力的角度，阔叶树的发生具有积极意义，但从培育木材角度看，响叶杨可培育大径软质木材，光皮桦、檫木可培育中、大径中等质地木材，其他树种材用价值较小。虽然各小班情况并不一致，但样地调查

表3 万宝山林场日本落叶松人工林样地树种株数保存表Tab3 PreservedindividualsatplotsofplantationofLarixkaempferiinWanbaoForestFarm样地样地面积(m2)日本落叶松檫木桤木光皮桦响叶杨山槐山桐子栾树合计(株)1-1600702721-260077771-3600521531-460042261511-56006152681-660068111712-1600751762-2600621632-360055552-46006623712-5600741752-660075753-160088883-26001021023-36009412973-460087111903-560080803-660078179合计108001306825153311343保存(%)97206010411020201100阔叶树(%)21654135405818127100

结果表明，龙山县中山区由于原有森林极少，母树资源匮乏，优质树种缺乏天然更新能力。因此，要尽快形成日本落叶松与优质阔叶树的混交林，必须借助人工补植，人为补植一批优质树种，20年左右，待人工补植的优质阔叶树形成结实能力时，才会全面形成良好的天然更新能力。

3.3林分稳定性分析

2008年特大冰冻对龙山县中山区日本落叶松人工林造成了较大损害。现以万宝山林场B林班10800m2固定样地为例对灾害情况作简单分析。样地调查结果表明(见表4)，日本落叶松植株死亡1.4%，倒伏4.6%，断梢7.6%，正常86.4%；

表4 万宝山林场日本落叶松人工林样地冰冻灾害情况调查表Tab4 AninvestigationondisasteroficeandsnowonplantationplotsofLarixkaempferiatWanbaoForestFarm样地号样地面积(m2)日本落叶松响叶杨光皮桦檫木山槐山桐子桤木栾树正常倒伏断梢枯死正常断梢正常断梢正常正常正常正常正常1-1600682121-260070711-360049311-46003543124211-56004911144121-6600555811112-1600712212-2600537212-3600512212-4600503131322-5600471413312-660062121

续表4 万宝山林场日本落叶松人工林样地冰冻灾害情况调查表ContinuedTab4 AninvestigationondisasteroficeandsnowonplantationplotsofLarixkaempferiatWanbaoFor⁃estFarm样地号样地面积(m2)日本落叶松响叶杨光皮桦檫木山槐山桐子桤木栾树正常倒伏断梢枯死正常断梢正常断梢正常正常正常正常正常3-160086213-2600921923-360083291123-460077281113-560078213-660068461合计1080011446110118964183321百分比(%)86446761460408020100

响叶杨植株断梢40%，正常60%；光皮桦植株断梢20%，正常80%。冰冻对人工栽培的日本落叶松及天然形成的响叶杨、光皮桦均造成了损害，其他阔叶树因树体较小，逃过一劫。冰冻灾害受损面较宽，但总体损失较小，可以承受，说明该林分稳定性较强。万宝山林场海拔1500～1600m地段，长期未见响叶杨和光皮桦的成林或正常植株，但在日本落叶松林中已形成数量较多、个体较大的正常植株，可见森林环境的形成是可以显著提高林分整体稳定性的。

3.4林分生长潜力估测

龙山县与湖北省建始县日本落叶松人工林生长情况比较结果见表5。由表5可见，龙山县日本落叶松生长速度较快，3864hm2人工林年均胸径及树高生长量分别达到了0.67cm及0.5m，其中表现优良的小班胸径及树高年均生长量与建始县小面积样地调查结果[14-15]一致，表明日本落叶松在龙山县中山区表现与建始县基本一致。因此，龙山县日本落叶松人工林生长潜力可以建始县为参照估测，据此推测林分速生期还将维持10～15年；25年时将达到建始县长岭岗林场平均胸径26.4cm、树高21.5m、蓄积量338.95m3/hm2，年均蓄积生长量13.56m3/(hm2·a)的水平；40～50年时优势木胸径可达45～55cm。

建始县长岭岗林场1958年引种育苗、1960年栽植的日本落叶松，1978年首次生产性结实，并

表5 龙山县与建始县日本落叶松人工林生长情况比较表Tab5 ComparisonofgrowthofLarixkaempferiplantationsbetweenLongshanandJianshi地点林龄(年)胸径(cm)树高(m)平均年均生长量小班平均小班年均生长量平均年均生长量小班平均小班年均生长量高岩子131410110830060长岭岗111110100750070大堰12920080820070建始大堰7560080480070肖家坪12780060620052茅田8570070450060平均083064八面山139170711270098615047780060八仙洞13878068930072685053703054八仙洞12832069940078700058820068卜纳洞12855071880073575048580048龙山卜纳洞13880068730056林科所12772064830069523044650054跑马坪12754063538045万宝山13829064611047万宝山128270691100092623052770064

正常繁殖了第一批子代苗木[14-15]，据此也可推测龙山县日本落叶松在林龄20年时将形成天然更新能力。通过补植优质树种，再过约20年，当第一代日本落叶松达30～35年时，林分多树种天然更新能力将全面形成，优质树种的稳定地位将初步奠定。

4 结论与讨论

(1) 日本落叶松在龙山县中山区表现良好，人工林生长情况与湖北省建始县表现基本一致。林龄12～13年平均胸径8.43cm，大小相差0.9倍；平均树高6.34m，大小相差1.1倍；平均蓄积12.84m3/hm2，大小相差34.6倍，宜开展近自然改造。

(2) 龙山县日本落叶松人工林为结构单一的纯林，日本落叶松株数占97.2%，阔叶树株数占2.8%，需开展近自然改造。

(3) 日本落叶松人工林内天然阔叶幼树仅为响叶杨、檫木及光皮桦等，优质树种缺乏，需人工补植优质阔叶树。

(4) 日本落叶松在龙山县中山区已表现出较强的稳定性。2008年特大冰冻灾害，植株死亡1.4%，倒伏4.6%，断梢7.6%，正常86.4%；响叶杨植株断梢40%，正常60%；光皮桦植株断梢20%，正常80%。响叶杨和光皮桦已在海拔1500～1600m的日本落叶松林中形成数量较多、个体较大的正常林木。

(5) 中国林业科学研究院陆元昌先生针对人工林近自然改造提出了三种模式[2]，即直接择伐改造模式、以现有林分为对象开始的改造模式和针对下一代更新层开始的改造模式。据此可将拟改造的人工林划分为三类，第一类是“明显分化的人工林”，即主林层由适宜树种构成，径级分化明显，垂直结构成型，林下出现更新能力；第二类是“单一纯林”，即树种结构单一的纯林，主林层具有基本稳定且有培养前途的优势林木；第三类是“较稀疏的人工林”，即当前没有足够的优势林木，不能在改造期间保持主林层郁闭这一基本要求。显然，龙山县拟改造的日本落叶松林尚不属于“明显分化的人工林”，宜划分为“单一纯林”及“较稀疏的人工林”两种类型，“单一纯林”大于750株/hm2，“较稀疏的人工林”小于750株/hm2。宜分类开展近自然改造。

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(文字编校：张 珉)

InvestigationonstandgrowthandstructureofLarixleptolepisplantationatLongshanCounty

XIANG Zuheng1,2, DAI Chengdong3, HE Xianqin1, YANG Qingpei1,XIANG Chuhua1, HUANG Wu1, YANG Yali1

(1.Forestry Bureau of Longshan County, Longshan 416800, China;2.Longshan Lüdi Forestry Exploitation CO., LTD., Longshan 416800, China;3.Forestry Department of Hunan Province, Changsha 410004, China)

An investigation was made on stand growth and structure ofLarixleptolepisplantation at Longshan County. The results showed that, the plantation ofLarixleptolepisperformed well on middle altitude mountainous area at Longshan County. The average diameter at breast height (DBH) was 8.43cm for plantation with 12a～13a, and the DBH of the biggest individual was 0.9 times of that of the smallest one. Average height of all individuals was 6.34m, and the height of the biggest individual was 1.1 times of that of the smallest one. Average volume was 12.84 m3/hm2, and the tree volume of plantation with the highest production was 34.6 times of that with the lowest production. The plantation in this area was pure with only one wood species. Among them, individuals ofLarixleptolepisaccounted for 97.2%, while individuals of broad leaf species accounted for only 2.8%, which includedPopulusadenopoda,SassafrastzumuandBetulaluminifera, etc. It lacked for high quality broad leaf species, so planting artificially is needed. The plantation ofLarixleptolepishad a property of strong stability. It was a good example that there were 86.4% of normal individuals still existed after the huge ice disaster in 2008. The plantations ofLarixleptolepiscould be divided into two types, one was pure plantation, and another was sparse plantation. All of them are fit for improving in the way of nature-imitation.

Larixleptolepis; stand structure; plantation; improving in the way of nature-imitation

2013-11-07

中德财政合作湖南小农户造林项目(BMZ-200265702)；湖南近自然森林经营试验与示范(2012-HNLYKY-01)。

向祖恒(1963-)，男，湖南省龙山县人，高级工程师，主要从事森林培育工作。

S 791.223

A

1003 — 5710(2014)01 — 0111 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 01. 022