韓朝君 戰(zhàn)克松 梁 晶

(1.大海林林業(yè)局，黑龍江 海林 157125；2.黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150025)

大海林林業(yè)局位于長白山支脈，張廣才嶺西麓，地形屬于低山丘陵地區(qū)，少部分為中山地區(qū)，主要有針闊混交林、闊葉混交林及楊樺林三大林型[1]。目前，紅松闊葉林經(jīng)過采伐、火燒后形成了次生林，主要樹種有樺樹、楊樹、柞樹等。分布在海拔300～800m的林帶上，這一林帶在大海林林區(qū)分布最廣，也是主要的木材生產(chǎn)區(qū)域。

楊樺林是山楊純林、白樺純林和山楊白樺混交林的統(tǒng)稱，具有更新能力強、生長快、林分密度大、單位面積的產(chǎn)量高的特點，同時楊樺材質(zhì)優(yōu)良，是膠合板、人造板、造紙材及民用建筑的優(yōu)質(zhì)材種[2]。大海林林業(yè)局楊樺林多屬中幼齡林，正處于生長旺盛階段，且林分密度不合理。經(jīng)營密度能夠直接影響山楊林和白樺林的生長與發(fā)育，而合理的經(jīng)營密度能夠提高林分的穩(wěn)定與效益[3～6]。本研究基于楊樺林經(jīng)營密度研究現(xiàn)狀，提出大海林林業(yè)局的合理經(jīng)營密度和高效經(jīng)營技術(shù)，旨在加強林分管理，提高特定環(huán)境下林分的成長與利用[7]。

1 楊樺林經(jīng)營密度的國內(nèi)研究現(xiàn)狀

欒士波等(1999)研究了不同立地條件下山楊林和白樺林的平均胸徑、平均樹高、優(yōu)勢高、單位面積的蓄積量、生長量都存在較大差異[2]。申慶海等(1999)建立了不同經(jīng)營密度的楊樺林標準地，測定了光合作用、光能用率、凋落物分解量、養(yǎng)分歸還量[8]。欒士波等(1999) 采用臨時標準地，建立了楊樺林密度的數(shù)學(xué)模型，確定了楊樺林的最佳經(jīng)營密度與最低經(jīng)營密度[9]。欒士波(2000)采用點面結(jié)合的方法，確定楊樺林的林分最佳經(jīng)營密度為0.70[10]。劉瑰琦等(2001)研究了楊樺林分的經(jīng)營密度和效應(yīng)，提出繪制經(jīng)營密度管理圖可以有效管理中壯林分[11]。黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所(2002)對山楊林和白樺林分別劃出4個立地級和3個生長階段，得出山楊林、白樺林的最大經(jīng)營密度、最佳經(jīng)營密度和最低經(jīng)營密度，并建議低密度采用撫闊補針分層經(jīng)營措施[12]。周冬躍等(2003)對低密度楊樺林內(nèi)補植針葉樹，得出不同密度時的最佳補植株數(shù)計算式[13]。蘭士波等(2005)研究了天然楊樺林各立地級的生長進程，提出天然楊樺林樹高與胸徑生長進程分為3個階段[14]。李桂君等(2005)論述了低密度楊樺中幼齡林分層經(jīng)營技術(shù)，包括確定林冠下栽植密度、最小栽植空間、紅松最適宜的透光時間和透光等方法[15]。蘭士波(2007)對天然楊樺林林分生長性狀、形態(tài)等指標連續(xù)觀測，分析了經(jīng)營密度對林分干物質(zhì)積累量、養(yǎng)分歸還量的效應(yīng)[16]。蘭士波(2011)開展了立地類型劃分和最適密度的選擇，提出不同立地條件下天然楊樺用材林的高效經(jīng)營技術(shù)[17]。

2 大海林林業(yè)局楊樺林經(jīng)營密度研究

2.1 研究方法

大海林林業(yè)局楊樺林經(jīng)營密度的確定，應(yīng)采用臨時標準地調(diào)查和固定標準地定位觀測相結(jié)合的方法。其中，臨時標準地是在楊樺林下栽植有紅松的林分內(nèi)，選取不同立地條件和密度的地段，分別設(shè)置標準地20個，在標準地內(nèi)進行測樹因子及立地因子的調(diào)查；固定標準地定期進行上、下層林木的生長量調(diào)查。選擇的標準地要求林分郁閉度在0.70以上的未經(jīng)采伐過或雖已采伐但不超過5年且林分郁閉度大于0.70的林分[10]。

2.2 楊樺林經(jīng)營密度的確定

大海林林業(yè)局的楊樺林的經(jīng)營密度(最大經(jīng)營密度、最佳經(jīng)營密度和最小經(jīng)營密度)可根據(jù)經(jīng)營密度效應(yīng)、光合作用和養(yǎng)分循環(huán)、地級和生長進程、編制經(jīng)營密度管理表和公式法確定。

(1)根據(jù)經(jīng)營密度效應(yīng)確定。

由于山楊林和白樺林的平均胸徑、優(yōu)勢高、單位面積的蓄積量存在差異，因此對楊樺林林分樹高、胸徑、材積、冠長、冠寬、光能利用、養(yǎng)分及土壤水分進行連續(xù)觀測，分析經(jīng)營密度對林分干物質(zhì)積累量、養(yǎng)分歸還量、林地土壤含水量、林分生長及出材量的效應(yīng)，通過建立數(shù)學(xué)模型，最終確定楊樺林的最大經(jīng)營密度、最佳經(jīng)營密度和最小經(jīng)營密度。

(2)根據(jù)光合作用和養(yǎng)分循環(huán)確定。

研究表明，經(jīng)營密度隨林木在各生長階段和林分的培育目標不同而變化[10]。因此，建立經(jīng)營密度依次為0.5、0.6、0.7、0.8、1.0的楊樺林固定標準地，對其光合作用、光能利用率、凋落物分解量及養(yǎng)分歸還量進行測定。按照不同經(jīng)營密度年平均積累的干物質(zhì)最多，單位面積產(chǎn)量最大；林內(nèi)凋落物的分解量隨經(jīng)營密度增加而減少，營養(yǎng)元素的歸還量以中國等經(jīng)營密度的歸還量最大[8]為依據(jù)，確定最佳經(jīng)營密度。

(3)根據(jù)地級和生長進程確定。

在立地分類的基礎(chǔ)上，運用數(shù)量化I統(tǒng)計分析理論，對生長條件劃出5個立地級，立地級I表示坡向、坡度、坡位、黑土層厚度為最好生長條件，依此類推；再根據(jù)楊樺林樹高與胸徑劃分速生期、均穩(wěn)生長期和慢生長期3個生長進程，得出山楊林、白樺林最大經(jīng)營密度、最佳經(jīng)營密度和最低經(jīng)營密度[14]。

(4)根據(jù)經(jīng)營密度管理表確定。

森林經(jīng)營密度管理表是從多個數(shù)學(xué)模型中選出最佳模型，編制了依林分平均胸徑而定的斷面積蓄積量標準表。經(jīng)營密度管理表是從定量角度科學(xué)地經(jīng)營楊樺林分的一種簡單、方便、實用的方法，比樹冠投影面積求算平均冠幅，精度提高5%～8%。通過測得現(xiàn)有楊樺林分的平均胸徑、單位面積上的株數(shù)與蓄積繪制圖表，便可查出該林分的最佳經(jīng)營密度[11]。

(5)根據(jù)公式法確定。

根據(jù)萊涅克提出的“在充分密集的林分中單位面積上的株數(shù)(N)是林分平均胸徑(D)的函數(shù)，logN=alogD+b，a、b是因樹種而變的常數(shù)”。再利用Relnkel.L.H的研究數(shù)據(jù)確定山楊林和白樺林密度與胸徑之間的關(guān)系，擬合出最大密度和胸徑相關(guān)的模型，得出單位面積上各徑級的最大經(jīng)營密度；還可以通過計算式N=e8.8440-0.1150D直接求得楊樺林最佳經(jīng)營密度[18]。

山楊林logN=-1.57629logD+5.05151 R=-0.998

(1)

白樺林logN=-1.55113logD+4.94507 R=-0.995

(2)

2.3 楊樺林的適地經(jīng)營技術(shù)

目前，大海林林業(yè)局楊樺林經(jīng)營面積較少且分布不勻，有必要根據(jù)國家制材標準和不同培育目標，結(jié)合立地類型劃分、生長進程規(guī)律，以林分生長進程模型、徑級—株樹分布規(guī)律為基礎(chǔ)，確定不同立地條件下楊樺低密度林改造和用材林高效經(jīng)營技術(shù)[17]。

(1)低密度楊樺林林分生產(chǎn)力的改造技術(shù)。

大海林林業(yè)局有少數(shù)楊樺林林分密度低且呈團狀分布，缺乏針葉樹下種母樹的林分。因此，對于低密度用材采取撫闊補針分層經(jīng)營技術(shù)，栽植針葉樹以提高單位面積密度。如在低密度的楊樺林下栽植紅松，紅松年齡達到15年時，采用均勻透光撫育，按照上層木保留密度表確定上層木保留株數(shù)，經(jīng)過透光撫育后使上層木均勻地分布在林地上，利于生長加快。

(2)楊樺膠合板材用材林的定向培育技術(shù)。

膠合板材通常徑級較大、材質(zhì)好，國家標準規(guī)定小頭直徑大于26cm、材長大于2m。培育楊樺膠合板材對其立地條件要求非常高，由于山楊和白樺在40年后進入緩慢生長期，又在林齡40年時心腐率達最大[19]。因此，山楊和白樺在45年生主伐時，根據(jù)4個立地等級的林分平均胸徑和單位面積最大經(jīng)營密度，山楊林培育膠合板材可選在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ立地級，而白樺林則應(yīng)選在Ⅰ、Ⅱ立地級[20]。

(3)紙漿材用材林定向培育技術(shù)。

根據(jù)林分生長進程及經(jīng)營密度建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合達到紙漿材標準時林分最佳林齡，確定山楊林和白樺林的經(jīng)營技術(shù)。按照林分類型、平均胸徑、立地級和林齡，可以將楊樺林紙漿用材林定向培育技術(shù)措施劃分為十余種[21]，主要是上層撫育伐、徑級擇伐、主伐人工更新3種高效經(jīng)營技術(shù)[17]。

3 結(jié)語

楊樺林是黑龍江省主要的后備森林資源，經(jīng)營好現(xiàn)有的楊樺林，不斷提高林分的質(zhì)量和產(chǎn)量，充分發(fā)揮其生產(chǎn)潛力，為生產(chǎn)部門科學(xué)地挖掘其生長潛力，合理地經(jīng)營和管理現(xiàn)有楊樺林提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)，也對實現(xiàn)黑龍江省森林的永續(xù)利用和維護生態(tài)平衡，發(fā)揮森林的防護效益等具有重要意義。

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