密度控制对闽南山地巨尾桉大径材林分生长的影响研究

张荣标，申巍，吴庆全，王添山，张金文，林滨滨



密度控制对闽南山地巨尾桉大径材林分生长的影响研究

张荣标1，申巍2，吴庆全1，王添山3，张金文4，林滨滨5

(1. 福建省平和天马国有林场, 福建 漳州 363000；2.漳州市林业科学研究所, 福建 漳州 363000；3.福建省龙海九龙岭国有林场, 福建 漳州 363000；4.漳州市林业局, 福建 漳州 363000；5.福建省漳州天宝国有林场, 福建 漳州 363000)

通过间伐控制保存密度，保留345、495、645株∙hm-2以及不间伐的对照组945株∙hm-2，研究密度控制对闽南山地巨尾桉大径材生长的影响。结果表明：间伐处理对胸径、树高、大径材出材率，林分中大径材比率、平均单株材积的提高有显著或极显著影响，保留株数越低，其相关指标越高，保留345株∙hm-2均为最高值；单位面积蓄积量、出材量以及经济效益方面以345株∙hm-2的林分最低。间伐强度增大有利于大径材培育，但密度设置应在合理范围内，综合生长量、出材量以及经济效益的方面考虑，保留645株∙hm-2优于其他处理。

密度控制；间伐；巨尾桉；大径材；生长

随着我国社会经济的发展，对大径材的需求不断增加，大径材价格持续上涨。大径材培育时间跨度长，相对于短轮伐期林分其受干扰因素多，国内生产的大径材数量少，质量不高。每年我国需要进口大量的大径级木材作为家居加工等行业的原材料，这对我国木材市场有较大的冲击。大径材林分定向培育不仅能够提升单位面积林地的木材产出，经济效益与社会效益明显，同时大径材的长时间培育对于生态环境的改善也有一定作用，所以开展大径材定向培育研究具有现实意义。目前国内各地的科研工作者从品种选育到施肥、修枝、密度控制等技术措施，对杉木()[1-3]、马尾松()[4-5]、桉树()[6-7]等树种开展了大径材定向培育措施的研究，并已经取得了一定成果。

巨尾桉(.×)是采用尾叶桉()与巨桉(.)所得到的杂交种，其有生长迅速、干形通直、出材率高和轮伐期短等优点，是良好的短轮伐期工业原料树种。随着巨尾桉组培快繁技术的成功[8-9]，因苗木成本降低且产量提高，为其推广种植打下基础，其中以广西、广东、福建以及海南等省区种植面积较大。福建省漳州市从2000年前后大面积推广种植巨尾桉、尾巨桉等(×.)桉树品种，逐渐形成了以种植业为基础，带动旋切板、建筑模板加工以及中高端纤维板开发利用的产业链，收到良好的经济效益与社会效益。本文对福建省平和天马国有林场种植21 a的巨尾桉大径材试验林分进行调查研究，探讨在闽南山地地区通过间伐强度来控制林分立木密度的措施以开展巨尾桉大径材林分定向培育技术，以期对闽南山地地区大径材林分经营起到一定的科技支撑作用。

1 试验地概况

本试验地设置在福建省平和天马国有林场南虾工区8-3小班(N24°20′，E117°28′)。地处南亚热带气候带，属于亚热带季风性湿润气候，年平均温度21℃，极端高温41.5℃，极端低温0℃，全年日照时间超过2 000 h，年均降水1 760 mm，无霜期大于330 d。造林地海拔200 ~ 300 m，坡度15° ~ 35°，平均坡度为28°，东南坡向，土壤为红壤，土层厚度为100 cm，腐殖质层厚度约10 cm。

2 试验设计及调查分析方法

2.1 试验设计

试验林种植树种为巨尾桉无性系扦插苗，1997年春季造林，造林前炼山清杂，块状整地挖穴，明穴规格60 cm × 30 cm × 30 cm，基肥为过磷酸钙500 g·穴-1，回表土待种植。

本间伐试验设计4个处理(含对照)，样地面积均为0.067 hm2。沿山坡自上而下在上、中、下坡设置3次重复，根据样地内经营情况，间伐施工分为两次，分别在1999年及2003年进行，2003试验设计如表1。

表1 大径材试验林设计表

2.2 间伐方法

采取下层疏伐法，按照去劣存优并保持林地内立木分布均匀的原则进行间伐。间伐前每木检尺、编号，并对需间伐的立木进行标记，然后施工作业。

2.3 数据调查

2018年6月调查，对样地内进行每木检尺，测量胸径、树高。胸径以围径尺直接测量得出，采用瑞士产超声波测高仪(Vertex Ⅳ)测量树高，二元材积表计算立木材积；测定平均树皮厚度，并计算去皮材积。单株活立木材积计算公式为：=0.000 0322(+3)[10]，式中：为胸径，为树高。

出材率按照经验总结出的88.7%计算得出。经济效益按照2018年底上半年漳州市各国有林场桉树木材平均销售价格计算得出。

2.4 数据整理分析

利用Microsoft Office Excel进行调查数据整理，数据分析利用SPSS22软件。

3 结果与分析

3.1 不同保存密度的胸径生长差异

胸径是衡量林分是否为大径材林分的重要指标，当林分中大径材(胸径≥28 cm)比例超过60%时，才能称之为大径材林分[11]。通过间伐、施肥等合理的经营措施，改善林分营养生长条件，提高胸径生长量，是大径材定向培育的重要手段。由表2可知，经间伐后，胸径生长在处理间差异极显著，处理1最高，以下依次为处理2、处理3以及对照，处理1胸径平均值最大，高出对照组25.84%。处理1与处理3、对照组分别达到显著性差异与极显著性差异，处理2、3与对照比较分别达到极显著和显著性差异，这说明通过间伐处理是能够有效提高林分内立木胸径生长量，随着间伐强度提高，立木平均胸径逐渐增大，这主要由于间伐后林内空间增大，林木营养面积增大，水分光照等条件得到改善，生长量提高，但考虑到林地经营的在经济效益等方面可行性，也不能刻意减少单位面积的保存株数，这样会直接导致投入产出比例的提高。

表2 不同保存密度胸径、树高生长情况表

注：大写字母不同表示＜0.01，小写字母不同表示＜0.05；**表示＜0.01，*表示＜0.05，下同。

3.2 不同保存密度的树高生长差异

树高与胸径是立木材积的一个重要指标，立木材积计算公式主要由这两个自变量决定。树高生长有自身的特点，呈现慢—快—慢的生长节律[12]，可以通过相关模型进行推算[13]，除树种本身生长特性外，立地条件是重要的指标。随着林木培育技术研究的深入，人工经营的林分通过一定的技术措施，在一定时间段内是能够大幅度提高树高生长量[14]。

本试验通过间伐控制样地内立木保存密度。结果表明，间伐处理后，随着保存密度发生变化，对树高生长产生显著影响，大小顺序为处理1＞处理2＞处理3＞对照组。这与与胸径有相同的趋势，多重比较(表2)表明：处理1与对照组达到极显著差异，处理2与对照组达到显著性差异。

3.3 不同保存密度的林分蓄积量差异

3.3.1 林分蓄积量差异分析

根据二元材积公式计算出林木平均单株材积，进而推算单位面积蓄积量(表3)。由表3可知，单株材积随着保存密度的增加而减少，方差分析达到显著性差异，其中处理1平均单株材积接近对照的2倍，处理2与对照组也达到显著性差异，说明密度控制处理措施对样地内立木材积提高效果显著。单位面积蓄积量则与单株材积呈现相反的趋势，大小顺序为对照组＞处理3＞处理2＞处理1，这主要是由于保存株数增加，单位面积立木数量的增加，中小径材比例大幅增加，单位面积蓄积量也相应增加。

表3 不同保存密度单位面积蓄积、平均单株材积表

3.3.2 林分大径材比例分析

由表4可知，处理1、处理2与处理3大径材比率均超过60%，达到大径材林分标准，而对照组为49.28%，未达到大径材林分标准。方差分析表明处理间存在显著性差异，这说明密度控制对营造大径材林分效果显著，显著的提高林分内大径材比率，从而使林分达到大径材林分标准。

表4 不同保存密度大径材比率情况表

3.4 不同保存密度的出材量与经济效益分析

3.4.1 大径材出材率及总出材量差异分析

由表5可知，总出材量以对照组最高，处理1最低。大径材出材率以处理1最高(56.61%)，接近对照组2倍，处理2也明显高于对照组。伐倒木大径材出材率处理间差异极显著，出材量处理间差异显著。保存密度降低，大径材出材率增加，总出材量相对减少，通过间伐控制保存密度增加大径材出材率，间伐出材基本为中小径材。由此可见，间伐强度应控制在一个合理的范围内，强度过大造成出材量降低过多，收益下降，适当的间伐强度才能保证单位面积总出材量以及收益的提高。本试验处理1保存345株·hm-2，虽然大径材比率、出材率、胸径、树高等指标均得到显著提高，但最重要的经济指标总出材量提高不明显，属于间伐强度过大。

表5 不同保存密度大径材出材量、出材率情况表

3.4.2 大径材经济效益分析

由表6可知，大径材产值以处理1最高，对照组最低，相差接近5 000元，但对照组中小径材产值较高，2018年试验林地内立木产值推算对照组最高，以下依次为处理3、处理2和处理1。考虑到该林分经过21 a的经营，处理1、2、3经过两次间伐，也有一定的出材量。

表6中大径材价格按1 200元∙m-3、中小径材按800元∙m-3计算，因漳州地区大径材市场正在逐渐形成，大径材价格还在上升阶段，所以尚未形成大径材高价的格局，故保存株数低大径材比例高的处理，无法体现其高产值，但大径材价格上升空间比较大，当市场价格趋于平稳，大径材由于其生产周期长，供应量少等特点会维持在一个较高价位，才能体现其真实的大材高价的价值。大径材虽然经营时间长，通过间伐增加中小径材的产出，以及相关的林下多种经营，单位时间内单位面积的产值也高于短轮伐期林分，因此通过密度控制措施进行桉树培育大径材林分培育可以加以推广。

表6 不同保存密度产值表

4 结论与讨论

4.1 结论

(1) 不同保存密度处理胸径差异极显著，样地内尾巨桉保留密度与胸径呈明显的负相关关系。多重比较结果显示，处理1、处理2与对照组比较都分别达到极显著和显著性差异，其中处理1平均胸径高出对照组6.53 cm，超过25%。树高生长量受立木保存密度的影响显著，大小顺序为处理1＞处理2＞处理3＞对照组，处理1与对照组间达到极显著差异。

(2) 不同保存密度处理对单位面积蓄积量有显著影响，以对照组最高，其次为处理3、处理2和处理1；平均单株材积则与单位面积蓄积量呈相反的变化趋势，处理1最高而对照组最低，经方差分析，处理间差异显著，处理1与对照组间达到显著性差异。

(3) 活立木大径材在林分中的比率处理1最高达到86.27%，处理2与处理3也超过60%，均达到大径材林分的标准，对照组为49.28%，未达到大径材林分标准。伐倒木造材大径材出材率处理1最高超过50%，最低的为对照组28.67%。对照组由于保存株数多，中小径材产量较高，总出材量最高，最低为处理1。

(4) 经济效益以经过密度控制的试验处理大径材比率高于对照组，处理1大径材产量占总出材量的69.2%，产值超过对照组5 000元，大径材培育效果明显。对照组中小径材产值接近大径材产值的2倍，而保存密度最低的处理1大径材产值超过中小径材2倍，整体来看，各处理间差异不显著。

4.2 讨论

我国大径材在20世纪90年代前主要以采伐天然林和人工林中大径级木材为主，从20世纪90年代后逐渐有大径材的研究报道[15-20]。2000年以来，随着经济社会的发展，对大径材需求量不断提高，大径材培育技术的研究不断深入，对不同树种开展了多种模式的研究，推动大径材培育，提高经济效益的同时，也有显著的社会效益。

本试验自1997年开始，截至2018年共实施了21 a，林分内最优势木胸径超过60 cm，单株材积超过1.5 m3。张金文[10]2008年对本试验进行了分析，处理间胸径生长量、蓄积量有极显著差异，此后再经过10 a的经营，本次调查研究与其研究结论相似，处理3(间伐强度1/3)整体表现最好，这对实际生产有较强的指导意义。本试验在闽南山地地区实施，但在其他地区立地条件下，大径材密度控制还有待遇更深入的研究，不同立地条件保存密度应适度调整，以达到产量和产值的最大化。

[1] 叶功富,涂育合,林武星,等.不同整地方式定向培育杉木大径材比较研究[J].西南林学院学报,2005,25(2):12-14.

[2] 郑会全,梁瑞友,胡德活,等.杉木大径材优树选择与主要经济性状变异分析[J].西南林业大学学报(自然科学),2012,32(4):26-29.

[3] 徐金良,毛玉明,郑成忠,等.抚育间伐对杉木人工林生长及出材量的影响[J].林业科学研究,2014,27(1):99-107.

[4] 谌红辉,方升佐,丁贵杰,等.马尾松间伐的密度效应[J].林业科学,2010,46(5):84-91.

[5] 王懿祥,张守攻,陆元昌,等.干扰树间伐对马尾松人工林目标树生长的初期效应[J].林业科学,2014,50(10):67-73.

[6] 陈少雄.桉树大径材培育—桉树培育新方向[J].桉树科技,2002(1):6-10.

[7] 王豁然,柴修武,郑勇奇,等.巨尾桉大径材间伐试验研究[J].林业科学研究,1994,7(2):199-202.

[8] 卢小兰.影响巨尾桉组培苗成活率关键因素分析[J].南昌工程学院学报,2008, 27(4):72-74.

[9] 周利建,赵艳玲.巨尾桉组培快繁与转基因再生体系的优化[J].广东农业科学,2012,39(22):51-54.

[10] 张金文.巨尾桉大径材间伐试验研究[J].林业科学研究2008,21(4):464-468.

[11] 国家林业局桉树研究开发中心.桉树大径材培育技术规程:LY/T 2909—2017[S].北京:国家林业局,2017.

[12] 刘丹一,李根前,李甜江,等.初植密度对中国沙棘林木生长特征的影响[J].西部林业科学,2012,41(6):78-83.

[13] 吴承祯,洪伟,林成来.马尾松人工林Sloboda多形地位指数模型的研究[J].生物数学学报,2002,17(4):489-493.

[14] 陈友根,易孟生,李荷云,等.杉木大径材定向培育技术中试初报[J].江西林业科技,2001(1):5-11.

[15] 翟喜红,罗宗英.广西凤山县培育杉木中大径级材与采种母树两用林的试验研究[J].广西林业科学,1990(3):1-11.

[16] 武兰义,于中华,孙洪发,等.落叶松人工中近熟林大径材定向培育技术[J].沈阳农业大学学报, 1996,27(3):239-244.

[17] 梁宏温,邓绍林,韦荣建,等.广西林朵林场杉木大径材林分的生物生产力[J].广西科学,1995(4):54-58.

[18] 杨式全.三明市杉木,马尾松大径材培育探索[J].林业经济问题,1991(2):63-65.

[19] 郑朝晖,罗明灿.群众杨合理经营密度的探讨[J].西北林学院学报,1997(1):39-42.

[20] 黄黎敏,陈少雄.对中国桉树速生大径材培育的探讨[J].桉树科技,2004(2):1-8.

Study on the Effect ofLarge-diameter Timber Growth in South Fujian Hilly Land by Density Controlling

ZHANG Rongbiao1，SHEN Wei2，WU Qingquan1，WANG Tianshan3，ZHANG Jinwen4，LIN Binbin5

()

Effects of four spacing densities – 345, 495, 645 or 945 trees∙hm-2– on the growth of×on hilly sites in south Fujian were examined in this study. Differences among densities for DBH, tree height, outturn rate, average volume of large-diameter timber and for the ‘big-diameter timber rate were highly significant. The lower the density of 345 plants∙hm-2yielded the highest value trees and logs but had the lowest value per unit area, lowest outturn and lowest economic benefit. Higher intensities of thinning (i.e. lower density stockings) were beneficial to production of big-diameter timber, but density must be controlled to within an optimum range, as this study found that 645 trees ∙hm-2was, overall, better than the other three densities.

density controlling; thinning;×; large-diameter timber; growth

S758.5+2

A

国家重点研发计划课题“桉树大径材定向培育技术”(2016YFD0600502)之子课题“闽南地区桉树大径材培育技术研究”(2016YFD0600502-02)。

张荣标(1978— )，男，大学，工程师，主要从事森林培育方面工作。

致谢：感谢从1997年本试验开始以来参与试验设置、调查、抚育等工作的天马林场一线的干部职工，感谢漳州市林业科学研究所领导及同事在试验调查等工作中给予的帮助。