王星星

(寧德市林業(yè)科研與技術(shù)推廣中心， 福建 寧德 352100)

柳杉(CryptomeriafortuneiHooibrenkex Otto et Dietr)是我國南方地區(qū)優(yōu)良的速生用材樹種，適合在高海拔地區(qū)推廣種植[1-2]。合理對(duì)柳杉人工林進(jìn)行經(jīng)營管理，可以較好地提高林地利用率，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，而經(jīng)營管理的關(guān)鍵在于掌握柳杉人工林的生長變化規(guī)律，因此開展柳杉人工林生長變化規(guī)律研究具有十分重要的意義。當(dāng)前，柳杉人工林生長變化方面的研究有一些報(bào)道，但這些研究主要以單個(gè)年度數(shù)據(jù)或者輪盤解析木數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，且大部分研究對(duì)象都未超過主伐年齡(26年)，不能較好地反映柳杉人工林的整體生長規(guī)律[3-9]。本研究以超過主伐年齡兩個(gè)齡級(jí)期的福建省霞浦國有林場(chǎng)1984年?duì)I建的柳杉人工林為對(duì)象，采用多個(gè)年度的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究柳杉人工林生長量變化規(guī)律，為柳杉人工造林、撫育、采伐、大徑材培育等經(jīng)營管理提供重要實(shí)踐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

柳杉人工林位于霞浦國有林場(chǎng)楊梅嶺工區(qū)1大班6小班，坡向東南，坡度28°，海拔272～364 m，立地等級(jí)Ⅲ級(jí)，山地紅壤。亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫16～19 ℃，年降水量2 350 mm，春多雨水，夏多臺(tái)風(fēng)，災(zāi)害性天氣以臺(tái)風(fēng)、暴雨為主。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為霞浦國有林場(chǎng)1982年開展的柳杉初級(jí)種子園完全雙列雜交子代，1983年春播種育苗， 1984年春造林，平均苗高0.21 m，平均地徑0.4 cm。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 15 次重復(fù)，單株小區(qū)，重復(fù)內(nèi)小區(qū)數(shù)量不等。株行距1.67 m×1.67 m，造林面積約1 400 m2。人工林邊界用木荷做保護(hù)行。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查和處理

1984、1986、1987年秋調(diào)查樹高，1990、2005、2014、2018、2020年末調(diào)查胸徑和樹高，各年度柳杉保存株數(shù)情況見表1。

表1 柳杉人工林各年度林木保存情況

數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件處理。立木材積參考福建省人工林杉木二元立木材積公式進(jìn)行計(jì)算：

V=0.000 087 2D1.785 388 607H0.931 392 369 7。

柳杉主伐年齡和齡級(jí)劃分參考《福建省森林采伐技術(shù)規(guī)范》中的一般杉木商品用材林劃分標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 柳杉人工林總體生長情況

表2為柳杉人工林樹高、胸徑和材積多年度生長數(shù)據(jù)。柳杉人工林1984年造林，2014年(31年生)樹高達(dá)到最大值(均值12.6 m)，之后逐漸降低；胸徑呈現(xiàn)為不斷增加的規(guī)律，但2014年(31年生)后增加緩慢；單株材積在2018年(35年生)之前不斷增加，但之后開始出現(xiàn)負(fù)增長，表現(xiàn)出降低趨勢(shì)。胸徑生長表現(xiàn)出“S”型曲線，樹高和材積生長表現(xiàn)出倒“J”型。

表2 柳杉人工林樹高等性狀生長量

2.2 柳杉人工林生長性狀年度間生長量變化

為便于分析，根據(jù)柳杉林生長數(shù)據(jù)調(diào)查年度情況，將樹高、胸徑和材積生長分成1984—1990年、1990—2005年、2005—2014年、2014—2020年4個(gè)定期生長階段，每個(gè)階段分別測(cè)定樹高、胸徑和材積等3個(gè)生長性狀的連年生長量和平均生長量指標(biāo)(表3)。

表3 柳杉人工林樹高等性狀連年生長量和平均生長量

2.2.1樹高生長量年度間變化

由表3和圖1可知，樹高兩個(gè)生長指標(biāo)呈現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。樹高連年生長量和平均生長量在造林后前7年生長量最高，之后出現(xiàn)一個(gè)較大的降幅。在22～31年時(shí)(2005—2014年)，樹高連年生長量出現(xiàn)較大回升幅度，平均生長量小幅度回升。31～36年生時(shí)又出現(xiàn)下降趨勢(shì)，樹高甚至出現(xiàn)負(fù)增長情況。樹高連年生長量僅在22～31年時(shí)(2005—2014年)大于樹高平均生長量，兩者在此產(chǎn)生交叉，其他時(shí)間均小于平均生長量。

圖1 樹高連年生長量和平均生長量變化曲線

2.2.2胸徑生長量年度間變化

由表3和圖2可知，胸徑平均生長量一直處于降低趨勢(shì)，連年生長量先降低、再升高，最后大幅度下降，在31年生(2014年)后胸徑增加緩慢，趨于停滯。胸徑連年生長量在整個(gè)生長期均小于平均生長量，僅在22～31年生時(shí)(2005—2014年)兩者基本持平。

圖2 胸徑連年生長量和平均生長量變化曲線

2.2.3材積生長量年度間變化

由表3和圖3可知，柳杉人工林單株材積連年生長量和平均生長量變化趨勢(shì)基本一致，在前31年不斷增長，31～34年生時(shí)開始下降。單株材積連年生長量在前31年大于平均生長量，31年后大幅度下降，與平均生長量相交，連年生長量接近于0，生長基本停滯。

圖3 材積連年生長量和平均生長量變化曲線

樹高、胸徑和材積定期年均生長量在22～31年生時(shí)(2005—2014年)突然出現(xiàn)增加趨勢(shì)，推測(cè)主要是因?yàn)樵撊斯ち衷?007年之后多次受到較強(qiáng)臺(tái)風(fēng)侵襲，造成部分林木倒折，林場(chǎng)于2009年組織對(duì)倒折木進(jìn)行清理，改善林地環(huán)境。這一方面降低了生長衰弱木數(shù)量，生長健壯的林木數(shù)量占比提升，林分總體生長數(shù)據(jù)被拉高；另一方面，經(jīng)過撫育，林分生長環(huán)境改善，林木的生長速度有了一定程度的增加。

2.3 人工林林分蓄積量變化

人工林總蓄積和單位面積蓄積量在2014年之前逐漸增加， 2014年達(dá)到頂峰，之后開始下降。結(jié)合人工林樹高、胸徑、材積多年度生長量變化，表明人工林在31年生后(2014年)出現(xiàn)整體衰退趨勢(shì)。

圖4 柳杉人工林蓄積量和單位面積蓄積量變化曲線

3 結(jié)論與討論

柳杉人工林自1984年春造林后，樹高、胸徑連年生長量和林分平均生長量不斷降低，僅在造林后22～31年(2005—2014年)出現(xiàn)一次回升。人工林樹高、胸徑、材積在造林31年后基本停止增長，特別是樹高生長量和林分總蓄積量、單位面積蓄積量在31年后均出現(xiàn)負(fù)增長，人工林進(jìn)入衰退期。

柳杉人工林胸徑連年生長量在整個(gè)生長期低于平均生長量，兩者沒有出現(xiàn)交叉，樹高連年生長量僅在22～31年生時(shí)略高于平均生長量，在其他時(shí)期都低于平均生長量，依據(jù)樹高、胸徑的連年生長量和平均生長量的交叉點(diǎn)無法確定柳杉林分的生長速度分化時(shí)期，這與馬尾松、杉木、禿杉等樹種人工林的生長規(guī)律不同[10-15]。究其原因，一方面原因是本研究采用的是柳杉林分全體生長數(shù)據(jù)，反映了柳杉林分真實(shí)生長情況，而以上樹種研究采用的是林分優(yōu)勢(shì)木解析數(shù)據(jù)，忽略了林分內(nèi)個(gè)體的差異性；另一個(gè)方面，由于本研究連年生長量采用的年限間隔不統(tǒng)一(以上樹種采用間隔5年解析木數(shù)據(jù))，可能會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定影響。柳杉材積連年生長量和平均生長量在31～37年時(shí)出現(xiàn)交叉，同時(shí)柳杉樹高、胸徑、材積和林分蓄積量等指標(biāo)在31年生時(shí)(2014年)出現(xiàn)關(guān)鍵拐點(diǎn)，此后生長量和生長速度大幅度降低，林分蓄積量下降，開始衰退，據(jù)此判斷，柳杉林分在31年生時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟。柳杉林分在造林后22～31年(主伐±一個(gè)齡級(jí)期)，出現(xiàn)一個(gè)快速生長期，這與期間對(duì)柳杉林分進(jìn)行的一次災(zāi)害木清理有一定關(guān)系。但有研究表明，林分生長是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，受遺傳因子、立地條件、造林密度等多重因素影響[16-20]，杉木、馬尾松等樹種在達(dá)到一般人工商品林主伐年齡前后，合理進(jìn)行密度管理、施肥管理等措施，數(shù)量成熟齡將會(huì)推遲，其生長期可延長至40～50年[21-26]?？芍诹既斯ち稚L期內(nèi)合理進(jìn)行撫育間伐管理，控制林分密度，可使柳杉林分再次進(jìn)入一個(gè)快速生長期。從本研究結(jié)果看，不考慮投入，單從收獲量來衡量，柳杉一般人工商品林采伐應(yīng)在達(dá)到主伐年齡后(26年)就應(yīng)著手進(jìn)行實(shí)施，最遲不應(yīng)超過一個(gè)齡級(jí)期(5年)。如果培育大徑材，要根據(jù)立地情況和栽植密度等條件，在達(dá)到主伐年齡之前合理進(jìn)行2～3次撫育間伐。

本研究對(duì)象具有較強(qiáng)的代表性。該人工林在整個(gè)生長期，人工干預(yù)小，僅在造林初期(前三年)進(jìn)行劈草撫育、2009年進(jìn)行了一次災(zāi)害木清理，與一般人工商品林經(jīng)營管理模式基本一致，研究結(jié)果揭示了柳杉人工林在近自然狀態(tài)下的基本生長規(guī)律，可作為柳杉一般人工商品林撫育、采伐等經(jīng)營管理的重要參考模式林分。同時(shí)，本研究基于柳杉人工林林分多年度測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，柳杉林木的精確生長量變化、林分撫育間伐具體時(shí)間、密度保留大小等研究可再結(jié)合林木解析具體分析。