胡增軍

(吉林省敦化林業(yè)局，敦化，133700)

賈煒瑋

(東北林業(yè)大學(xué))

趙宇彤

(吉林省敦化林業(yè)局)

我國最早研究林分枯損率的文獻(xiàn)可以追溯到20世紀(jì)60年代。李克志［1］利用小興安嶺帶嶺林區(qū)的43個每木檢尺標(biāo)準(zhǔn)地資料，對紅松、云杉、冷杉、闊葉林4種天然林類型的枯損率進(jìn)行了比較深入的研究;王志忠［2］提出了一種用“模擬法”測定自然枯損率的方法;胡曉龍［3］利用遼寧省的46個森林資源連續(xù)清查固定樣地資料，用直徑回歸模型和株數(shù)分布函數(shù)構(gòu)成疊加模型預(yù)估了林分株數(shù)枯損分布;鄭治剛［4］對林木枯損與適宜度、健康度、競爭度的關(guān)系、影響林木枯損的因素及林木枯損的分布進(jìn)行了論述，為建立枯損模型提供了理論依據(jù)，并敘述了利用統(tǒng)計分布模型、模擬模型、函數(shù)模型建立枯損模型的基本方法。國內(nèi)一些學(xué)者針對同齡純林，建立了林分和徑階層次的枯損模型［5－9］;而單木枯損模型，尤其是混交林的單木枯損模型，目前在國內(nèi)研究較少。向瑋等［10］利用吉林省金溝嶺林場的20塊固定樣地，建立了近天然落葉松云冷杉林中長白落葉松、紅松、云冷杉、中闊和慢闊5個樹種(組)的單木枯損模型，曾偉生［11］還建立了天然云杉林總消耗率、枯損率、采伐率三者一致兼容的估測模型，也為枯損率模型的研建提供了經(jīng)驗借鑒。

目前關(guān)于林木枯損研究，多數(shù)是以徑階林木的枯損株數(shù)比率作為研究對象，探索枯損率與直徑、株數(shù)、年齡等因子之間的關(guān)系，許多研究者已經(jīng)建立了枯損率模型;但對林木枯損蓄積的研究則涉及較少，很少人對林分蓄積枯損率和直徑、年齡的關(guān)系進(jìn)行研究。本文以長白山地區(qū)白河林業(yè)局6個天然混交林作為研究對象，分析不同林分的枯損率變化規(guī)律，旨在為以后建立各林分枯損率模型提供有益的參考。

1 研究地區(qū)概況

白河林業(yè)局位于吉林省延邊朝鮮族自治州安圖縣的南部，地處長白山腳下，地理座標(biāo)為:東經(jīng) 127°53'～128°34'，北緯42°01'～42°48'。本區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，氣候寒冷，冬長夏短，低溫多雨。全局年平均氣溫僅為2.2℃，最熱的7月份平均氣溫為27.9℃，最冷的1月份平均氣溫為－26.6℃。全年無霜期僅為110 d左右。年平均降水量為700 mm左右，多集中于6—8月份。結(jié)霜、降雪早來晚退，結(jié)凍期甚長，最大積雪厚度為1 m多，最大凍土深度為2 m。最大風(fēng)力6級，風(fēng)速 11.3 m/s。

白河林業(yè)局地帶性頂極群落為以針葉樹為主的針闊混交林。日偽時期對森林的破壞較為嚴(yán)重，許多珍貴樹種被大量砍伐外運(yùn)。1971年建局以來，經(jīng)過幾十年的開發(fā)、利用，大面積的原始森林被次生演替群落所代替。天然林主要林分類型為慢生闊葉混交林、落葉松林、針闊混交林、中生闊葉混交林、柞樹林和白樺林6個主要林分類型。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

以長白山地區(qū)白河林業(yè)局天然混交林為研究對象，采用了1990年和2000年2次森林經(jīng)理調(diào)查中6個主要林分類型的518塊復(fù)位樣地，6個主要林分類型復(fù)位樣地分布:柞樹林50塊、白樺林61塊、落葉松林44塊、慢生闊葉混交林141塊、中生闊葉混交林74塊、針闊混交林48塊。

2.2 數(shù)據(jù)整理

對6個主要的林分進(jìn)行樣地整理。根據(jù)樣木測量記錄前后期的對應(yīng)情況，確定清查間隔期內(nèi)采伐和枯死的樣木(包括枯立木和枯倒木)。統(tǒng)一采用國家森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)處理方法計算其枯損量，同時也計算樣地的總生長量。匯總各樣地上的生長量、枯死木的消耗量，得到每個樣地的枯損量和總生長量。然后，按普雷斯勒公式(200/n)，計算樣地間隔10 a的枯損率［12］。式中:C為枯損量，V1為樣地前期材積，G為總生長量，n為間隔期長度(10 a)，P為枯損率。

林木的枯死不像生長那樣是一個連續(xù)的過程，它受各種自然因素和人為因素的影響，可以視為一個概率事件。不是所有林分樣地都會出現(xiàn)枯損量，有些樣地的枯損量是0。為了探索白河林業(yè)局各林分的平均枯死率變化規(guī)律，必須對各林分樣地數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和歸納。本文通過按齡組和按徑級分別進(jìn)行統(tǒng)計，得到不同林分各齡組和不同林分不同徑階的枯損率。平均枯損率的計算可以有兩種方法:一是直接將不同林分的各樣地的枯損率進(jìn)行算術(shù)平均;二是將不同林分各齡組的樣地蓄積和枯損量進(jìn)行匯總(相當(dāng)于將各齡組的樣地合并為一個大樣地)，再分別按普雷斯勒公式計算不同林分的枯損率。經(jīng)對比分析，本文認(rèn)為方法二較好。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分各齡組枯損量的變化規(guī)律

利用上述方法對白河林業(yè)局10 a間6個主要林分類型各齡組枯損量進(jìn)行了統(tǒng)計(見表1)。從表1可以看出，6個林分類型各齡組枯損量有共同的變化規(guī)律:隨著齡組的增大，林分的枯損量呈上升趨勢，各林分過熟林的枯損量達(dá)最大值。就林分而言，慢生闊葉過熟林枯損量最大(55.00 m3·hm－2)，白樺過熟林枯損量最小(17.00 m3·hm－2)。從表1還可以看出，在同一齡組，幼齡林中，慢闊混交林枯損量最大(10.61 m3·hm－2)，柞樹林枯損量最小(2.71 m3·hm－2);中齡林中，針闊混交林枯損量最大(14.33 m3·hm－2)，柞樹林枯損最小(5.00 m3·hm－2);近熟林中，針闊混交林枯損量最大(24.33 m3·hm－2)，柞樹林枯損量最小(8.71 m3·hm－2);成熟林中，針闊混交林枯損量最大(35.53 m3·hm－2)，柞樹林最小(11.33 m3·hm－2);過熟林中，慢生闊葉混交林枯損量最大(55.00 m3·hm－2)，白樺林枯損量最小(17.00 m3·hm－2)。

表1 不同林分各齡組10 a間的枯損量統(tǒng)計 m3·hm－2

3.2 不同林分齡組間枯損率的變化規(guī)律

各林分5個齡組樣地分布見表2。由表2可以看出，柞樹林以近熟林為主，過熟林較少;白樺林以中齡林為主，幼齡林、近熟林、過熟林較少;落葉松林以幼齡林、中齡林和成熟林為主，近熟林、過熟林較少;慢生闊葉混交林以中齡林、近熟林和成熟林為主，過熟林較少;中生闊葉混交林以中齡林為主，過熟林較少;針闊混交林以成熟林主，過熟林較少。從整體上看，白河林業(yè)局的森林資源主要以中齡林和成熟林為主，過熟林很少。

表2 白河林業(yè)局主要林分類型各齡組樣地分布

各齡組平均枯損率見表3。從表3可看出:①柞樹林，枯損率隨齡組增大有增大的趨勢，柞樹林近熟林枯損率較中齡林稍有下降。在近熟林之后，柞樹林枯損率有明顯的增大趨勢，柞樹幼齡林枯損率最小(0.23%)，過熟林枯損率最大(0.58%)。總體看，柞樹林枯損率隨齡組的增大呈線性關(guān)系(R2=0.91)。②白樺林，枯損率隨齡組增大而增大，呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的關(guān)系(R2=0.88)。幼齡林到中齡林枯損率增幅較大，近熟林之后增幅較穩(wěn)定。白樺林幼齡林枯損率最小(0.51%)，過熟林枯損率最大(1.03%)。③中生闊葉混交林，枯損率隨齡組的增大而增大，呈現(xiàn)線性增長的關(guān)系。幼齡林枯損率最小(0.72%)，過熟林枯損率最大(0.95%)。④針闊混交林，枯損率隨齡組的增大而增大，中齡林到成熟林枯損率增長幅度較小。針闊混交林幼齡林枯損率最小(0.26%)，過熟林枯損率最大(1.57%)。⑤慢生闊葉混交林，枯損率隨齡組的增大而增大，呈現(xiàn)線性增長的關(guān)系。慢生闊葉混交林幼齡林枯損率最小(0.63%)，過熟林枯損率最大(1.47%)。⑥落葉松林，枯損率隨齡組呈現(xiàn)一種線性增長的趨勢(R2=0.84)。但枯損率在成熟林比近熟林有所減少。幼齡林枯損率最小(0.45%)，過熟林枯損率最大(1.03%)。

表3 白河林業(yè)局主要林分類型各齡組平均枯損率 %

3.3 不同林分間枯損率的變化規(guī)律

從表3可以看出:①不同林分，幼齡林的枯損率差異較大。中生闊葉混交林枯損率最大(0.72%)，柞樹林枯損率最小(0.23%)。各林分幼齡林枯損率較小，都在1%之內(nèi)。②不同林分，中齡林的枯損率差異較大。白樺林枯損率最大(0.9%)，柞樹林枯損率最小(0.36%)。各林分中齡林枯損率也較小，也都在1%之內(nèi)。③各林分近熟林，枯損率在0.35%～0.95%之間，差異較大。其中:白樺林枯損率最大，柞樹林枯損率最小。④各林分成熟林，枯損率在0.43%～0.99%之間。針闊混交林枯損率最大，柞樹林枯損率最小。⑤各林分過熟林，枯損率差異較明顯。其中:柞樹林枯損率最小(0.58%)，針闊混交林枯損率最大(1.57%)。

3.4 各林分不同徑階枯損量的變化規(guī)律

本文將6個林分按6～10、12～16、18～22、24～28、30～34、36 cm以上6個徑階段劃分，10 a間不同林分各徑階枯損量統(tǒng)計見表4。由表4可以看出，6個主要林分10 a間枯損量，除了中生闊葉混交林24～28、30～34 cm徑階的枯損量相對于18～22 cm徑階有所減小之外，其他5個主要林分10 a間枯損量都隨徑階的增大而增大。慢生闊葉混交林和針闊混交林隨徑階的增大，變化幅度較大，其中:慢生闊葉混交林的平均枯損量最大(41.78 m3·hm－2)，中生闊葉混交林的平均枯損量最小(8.83 m3·hm－2)。

表4 不同林分10 a間各徑階枯損量統(tǒng)計

3.5 各林分不同徑階枯損率的變化規(guī)律

根據(jù)10 a間各林分的枯損量，計算出6個主要林分各徑階的枯損率(見表5)。由表5可以看出:6個主要林分，慢生闊葉混交林、中生闊葉混交林和針闊混交林枯損率有起伏外，其他3個主要林分枯損率都隨徑階的增大而增大，其中:36 cm以上徑階的慢生闊葉混交林枯損率最大(1.53%)，30～34 cm徑階的中生闊葉混交林枯損率最小(0.17%)。整體看，枯損率隨徑階的增大有增大的趨勢。從表5還可以看出:同一徑階不同林分，6～10 cm徑階各林分的枯損率相差不大，相對比較平穩(wěn);隨著徑階的增大，各林分枯損率差異明顯。

表5 各林分不同徑階枯損率變化

4 結(jié)論

6個主要林分枯損量隨著齡組的增大而增加，慢生闊葉混交林過熟林枯損量最大，白樺過熟林枯損量最小。在同一齡組，幼齡林:慢生闊葉混交林枯損量最大，柞樹林枯損量最小;中齡林:針闊混交林枯損量最大，柞樹林枯損量最小;近熟林:針闊混交林枯損量最大，柞樹林枯損量最小;成熟林:針闊混交林枯損量最大，柞樹林枯損量最小;過熟林:慢生闊葉混交林枯損量最大，白樺林枯損量最小?？傮w看，柞樹林、白樺林的枯損量較少，慢生闊葉混交林和針闊混交林的枯損量較大。

6個主要林分類型的枯損率都隨齡組的增大而增大，不同林分各齡組的枯損率差異較大。幼齡林:中生闊葉混交林枯損率最大，柞樹林枯損率最小;中齡林:白樺林枯損率最大，柞樹林枯損率最小;近熟林:白樺林枯損率最大，柞樹林枯損率最小;成熟林:針闊混交林枯損率最大，柞樹林枯損率最小;過熟林:柞樹林枯損率最小，針闊混交林枯損率最大?？傮w看，柞樹林的枯損率較小，白樺林、針闊混交林枯損率較大。

絕大多數(shù)林分的枯損量隨徑階的增大而增大，只有中生闊葉混交林出現(xiàn)減小的狀況。對于枯損率來說，慢生闊葉混交林、中生闊葉混交林和針闊混交林枯損率隨徑階的增大有較明顯的起伏變化，其他3個主要林分枯損率都隨徑階的增大而增大;整體看，枯損率隨徑階的增大有增大的趨勢。同一徑階不同林分枯損率，6～10 cm徑階各林分枯損率相差不大，相對比較平穩(wěn);隨著徑階的增大，各林分枯損率差異明顯。

［1］李克志.小興安嶺帶嶺林區(qū)天然林材積枯損率的初步研究［J］.林業(yè)科學(xué)，1958(1):97－111.

［2］王志忠.淺談林木自然枯損率的調(diào)查方法［J］.林業(yè)資源管理，1993(4):29－30.

［3］胡曉龍.林分枯損模型的研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，1996，9(5):525－529.

［4］鄭治剛.關(guān)于建立林分枯損模型的探討［J］.中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，1998，17(3):5－8，30.

［5］李生英，喻利華，王秀芬.林分直徑枯損模型分析與研究［J］.遼寧林業(yè)科技，1999(3):11－13.

［6］馬友平.鄂西南天然馬尾松林枯損模型的研究［J］.林業(yè)科技通訊，2000(3):22－23.

［7］杜紀(jì)山.落葉松林木枯損模型［J］.林業(yè)科學(xué)，1999，35(2):45－49.

［8］葛宏立，孟憲宇，唐小明.應(yīng)用于森林資源連續(xù)清查的生長模型系統(tǒng)［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2004，17(4):413－419.

［9］何武江，王擁軍.遼東櫟天然次生林枯損模型的初步建立［J］.山西林業(yè)科技，2007(3):13－14，19.

［10］向瑋，雷相東，劉剛，等.近天然落葉松云冷杉林單木枯損模型研究［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，30(6):90－98.

［11］曾偉生.西藏天然云杉林枯損率與采伐率模型系統(tǒng)研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2008，21(3):353－356.