塞罕坝地区华北落叶松干型特征及其对出材率的影响

于士涛 许中旗 程顺 付立华 张岩 张菲

摘  要：为了解塞罕坝地区华北落叶松的干型特点及其对出材率的影响，对塞罕坝地区华北落叶松的树干形状进行了调查。结果表明，塞罕坝地区华北落叶松林木在树高0～2m处的弯点占总数的33%。坝下地区，50.0%的弯点出现在6m以下;而坝上地区，64%的弯点出现在6m以下。弯点的位置对于出材率具有明显的影响，16m以上的弯点对于出材率的影响不明显。弯点的出现所引起的出材率下降程度随弯点位置的升高而下降，同时也与树干的长度及造材长度有关;造材长度越长，弯点的位置对材率的影响越明显。

关键词：华北落叶松;弯点度;出材率;直径;树高

中图分类号 S79文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）04-0079-03

华北落叶松具有生长快、木材品质好、耐贫瘠、耐寒冷的特点，在华北塞罕坝地区广泛种植。研究表明，华北落叶松原条的弯曲度对出材率与材质有很大的影响，林木出材率与干型的2种林木属性之间存在着十分紧密的相关关系[1-4]。李树忠等在对福建永安的樟树林调查时发现90%的樟树主干弯曲，干形弯曲直接影响了樟树干材的质量和使用[3]，同样云南省林科所在试验中也发现云南松林的干形弯曲比例较大[4]，陈永亮在研究中发现红松林的林木多出现分杈现象[2]。由于干形质量的好坏直接影响木材的出材率以及生产效益，大多是研究林木干形质量，分析干形质量较差问题的原因，进而提出应对措施。比如加大初植密度，营造混交林等[5-6]。

以上的研究多是研究林木的干形特点、干形较差后对木材质量产生影响以及如何改进干形质量，而具体树木弯曲度对林木出材率的影响没有直接表示出来，因此探究华北落叶松树干弯点曲度与其出材率的相关关系，对于华北地区华北落叶松出材率与总材积计算有着重要的现实意义。为此，本研究以塞罕坝机械林场的华北落叶松为研究对象，通过大量调查该地区华北落叶松的树高与干型弯点曲度相关数据和对一系列数据进行处理，以探究华北落叶松生长过程弯点出现的高度、年龄以及树干弯曲度对出材率的影响与相关关系，为该地区的华北落叶松的材积计算以及林分的合理经营提供科学依据。

1 研究地概况

塞罕坝机械林场（42°02′～42°36′N、116°51′～117°39′E）地处河北省围场、满族、蒙古族自治县最北部。毗邻京、津、蒙古，该地区分为坝上、坝下2个部分：坝上是内蒙古高原南缘，以丘陵、曼甸为主，海拔1500～1940m;坝下是阴山山脉和大兴安岭的余脉交汇处，属于典型的山地地形，海拔为1010～1500m。

该地区林区气候寒冷，冬季长，春秋短，属于寒温带大陆性季风气候，年均气温-1.0℃，极端最高为33.4℃，最低为-43.3℃;年均无霜期64d，短且不稳定;年均积雪达7个月;年均降水量460.3mm。塞罕坝有林地面积74690.85hm2，森林覆盖率80%。该地区华北落叶松面积大，森林资源丰富，是我国重要的木材出产地。该地区常有霜冻、干旱、大风等灾害性天气。本次研究的试验地包含大唤起、千层板、阴河林场。

2 研究方法

2.1 数据调查 塞罕坝地区主要地貌类型有坝上地区和坝缘山地2种类型。本文按照不同的地形调查了树干的干形情况，分析不同的地貌干形质量的差异。在坝上和坝缘山地分别设立8块标准地，每块标准地的面积为600m2（20m×30m），共计16块标准地，共获得551株样木的调查数据。将标准地内的林木全部伐倒，调查标准地内所有样木的树高、胸径、树干主干干形情况（是否弯曲、弯曲个数、弯曲位置）、枝杈情况（是否分杈、分杈数量、分杈位置），建立直角坐标系，将样木基部作为原点每隔0.5m记录树干所在坐标。再分别测量从树基到树梢（直径小于3cm停止）每隔0.5m处的带皮直径。

2.2 数据处理 树干造材弯度的上限为3%，根据样木树干各点的坐标计算各位置的树干弯度。弯度大于3%时，记为1个弯点，弯度小于3%时，弯点忽略。对所有样木进行弯度的计算及弯点位置的统计，并计算2m与4m造材时，弯点所造成的材积损失。

3 结果与分析

3.1 华北落叶松弯点处的树高 33%的弯点出现在0～2m，而68.1%的调查树木其影响出材率的弯点出现在0～8m，并且随着树高的增加弯点的数量变少。这主要是由于树高在8m以下时，华北落叶松处于幼龄阶段，幼龄阶段树木的直径较小，易受到风的影响而发生弯曲。塞罕坝地区寒冷多风，大风日数占到14.52%，在多风气候的影响下，华北落叶松树干易出现弯曲现象。

塞罕坝的坝上地区和坝下地区的弯点出现的位置有所不同。坝上地区弯点出现的位置更靠近树干的下部，出现在0～6m的比例达到64%，0～2m的比例达到37.36%，而坝下地区，弯点出现在0～6m的比例则为50%，0～2m的比例则为25.59%。这是由于塞罕坝的坝上地区的风的强度及频率明显高于坝下地區，使得落叶松的幼树在很小时就受到风的影响，而在较低的高度上出现弯曲。

3.2 弯点的位置对落叶松出材率的影响 在生产中造材时的长度多为4m或2m，弯点出现的位置是随机的，因此会对林木的造材产生明显影响。选取树高为20m，小头直径不小于3cm的华北落叶松，分析弯点出现的位置对原木出材率的影响。当弯点的位置为2m或2m的倍数时，华北落叶松的出材率不受影响，但不是出现在2m或2m的倍数时，出材率会出现下降，且随着弯点位置的升高、出材率受到的影响越大，直到弯点的位置达到2m或2m的倍数时，出材率回到100%，然后随着弯点位置的上升又出现出材率的下降，由此形成随位置的变化，出材率呈周期性的变化。同时，随着弯点高度的逐渐上升，树干的直径越来越小，弯点对出材率的影响也越来越小。当造材的长度为4m时，弯点位置对出材率的影响。弯点位置对出材率影响的规律与2m相似，但影响的程度更大。如2m造材中，当弯点出现在3m树高时，出材率为88.7%，而在4m造材时，弯点出现在树高3m时的出材率为61%。由此可知，度弯点出现的位置相同时，造材长度越长出现弯点对于材积的影响越大。

4 结论

（1）在塞罕坝地区，华北落叶松的弯点多分布于树高8m以下，说明在幼龄林阶段华北落叶松所受影响较大。因此，今后应在幼年期加强对华北落叶松的管理，以形成良好的干型。

（2）在塞罕坝的坝上地区，弯点出现在2m以下占37.36%，坝下地区弯点出现在2m以下的占25.59%，坝上地区多风，使得华北落叶松幼龄时受风的影响较大，在较低位置出现弯曲。

（3）弯点的出现所引起的出材率下降程度随弯点出现的位置的升高而下降，同时也与树干的长度及造材长度有关，造材长度越长弯点的位置，对材率的影响越明显。

参考文献

[1]陆元昌，蒋乃三，雷相东，等.森林抚育规程解读[M].北京：中国林业出版社，2016：54.

[2]陈永亮，耿舒武，李桂秋，等.红松人工林不同经营密度与红松分杈的关系[J].东北林业大学学报，2000，28（3）：32-35.

[3]李树忠.混交福建柏对樟树干材培育的影响[J].林业科技开发，2004，18（5）：32-34.

[4]云南省林科所云南省林业局种苗站.云南松干形纹理调查报告[J].云南省林业科技通讯，1977（3）：32-41.

[5]沈海龙，张金虎，王龙.红松分杈现象研究现状及展望[J].森林工程，2015，31（2）：46-50，56.

[6]刘继国，王景章.红松人工林林木分杈原因及其防治措施的研究[J].林业科学，1965，10（4）：313-318.

（责编：张宏民）