云南松生長(zhǎng)過(guò)程分析

云南松生長(zhǎng)過(guò)程分析

云南松又名飛松和松茸，適應(yīng)性強(qiáng)，干燥，有許多土壤。分布集中。這是云南高原山地更新造林的先鋒樹(shù)種。云南松林是我國(guó)西南地區(qū)的一個(gè)特有森林類型,也是我國(guó)西部偏干性亞熱帶的典型代表群系,它的分布以滇中高原為中心,東至貴州、廣西西部,南達(dá)云南西南部,北到藏東、川西高原,西至中緬國(guó)境線,大約在23~29°N,98°30′~106°30′E之間,分布區(qū)呈不規(guī)則的多角形。在云南的分布面積約500萬(wàn)hm2,占云南省林地面積的52%,擁有約3億m3的蓄積量,占云南有林蓄積的32%。云南松是制作人造板材的重要工業(yè)用材樹(shù)種,蓄積量大,覆被率也高,在林業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。另外,云南松也是生產(chǎn)松香及其它林副產(chǎn)品的主要樹(shù)種。了解林木生長(zhǎng)過(guò)程及各個(gè)生長(zhǎng)階段特點(diǎn)有利于安排生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)措施,才能采用最佳的培育技術(shù)與模式去實(shí)現(xiàn)最大木材收獲量,從而達(dá)到林木的速生、優(yōu)質(zhì)與豐產(chǎn)。諸多學(xué)者對(duì)林木的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行了研究,如陳義剛等對(duì)粵北低山丘陵地區(qū)小紅栲生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了分析;亢新剛等編制了冀北次生林3個(gè)樹(shù)種林分生長(zhǎng)過(guò)程表,為該地區(qū)3個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)收獲預(yù)估提供理論依據(jù);張遠(yuǎn)彬等對(duì)兩種類型林分中的扁刺栲的生長(zhǎng)過(guò)程分析,發(fā)現(xiàn)次生針闊混交林中的扁刺栲生長(zhǎng)較快,同時(shí)提出了針對(duì)次生闊葉林的經(jīng)營(yíng)管理措施。云南松林經(jīng)營(yíng)的研究包括有云南松林生長(zhǎng)過(guò)程表、收獲預(yù)測(cè)表、生長(zhǎng)量表和密度控制圖的編制,撫育間伐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面的內(nèi)容[9,10,11,12,13,14,15,16,17]。在前人的研究中,缺乏對(duì)云南松生長(zhǎng)過(guò)程的深入分析,且未見(jiàn)云南松平均木與優(yōu)勢(shì)木生長(zhǎng)差異的報(bào)道。本文通過(guò)對(duì)滇中地區(qū)的云南松樹(shù)干解析,分析云南松的胸徑、樹(shù)高和材積的生長(zhǎng)過(guò)程,探討云南松平均個(gè)體與優(yōu)勢(shì)個(gè)體的生長(zhǎng)差異及其原因,以及經(jīng)營(yíng)技術(shù)措施對(duì)生長(zhǎng)可能產(chǎn)生的影響,為更好地進(jìn)行云南松人工林定向培育制定措施提供依據(jù)。1降水量、地帶性植被及植被組成研究區(qū)位于云南省祿豐縣一平浪林場(chǎng),地處滇中高原、云嶺東延烏蒙山支脈,地理坐標(biāo)24°59′~25°13′N(xiāo),101°40′~102°05′E,海拔1495~2594m。氣候?qū)僦衼啛釒Ц咴撅L(fēng)區(qū),立體氣候明顯、干濕季節(jié)分明;年平均氣溫15.6~16.2℃,最高氣溫36.1℃,最低氣溫-4.5℃,≥10℃年積溫4900~5913℃;年平均降水量930.5mm,5—10月降水量占全年降水量的89.5%,而11月至次年5月降水量?jī)H占全年降水量的10.5%。地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林,現(xiàn)存類型包括溫涼性常綠闊葉針葉混交林、暖溫性針闊混交林和干熱河谷灌草叢,主要喬木樹(shù)種有云南松、華山松(P.armandiFranch.)、滇油杉(KeteleeriaevelynianaMast.)、元江栲(CastanopsisorthacanthaFranch.)、高山栲(CastanopsisdelavayiFranch)、滇青岡(CyclobalanopsisglaucoidesSchottky)、滇石櫟(LithocarpusdealbatusRehd.)、旱冬瓜(AlnusnepalensisD.Don)、麻櫟(QuercusacutissimaCarr.)、銳齒槲櫟(QuercusalienaBI.var.acuteserrataMax.)等。土壤類型主要有紅壤、紫色土(2300m以下)、黃棕壤和森林棕壤(2300~2500m)。2樹(shù)高、樹(shù)徑、樹(shù)高對(duì)比的調(diào)查方法2003—2007年,通過(guò)對(duì)滇中地區(qū)云南松森林全面踏勘后,在50年生左右的云南松天然次生林中設(shè)置了22塊標(biāo)準(zhǔn)地,在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺,求出林分平均直徑,據(jù)此選擇出有代表性的云南松林標(biāo)準(zhǔn)地7塊,每塊標(biāo)準(zhǔn)地測(cè)樹(shù)高15~20株,其中最高的測(cè)5株,接近平均直徑測(cè)3~5株,其余徑階測(cè)1~2株。在現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)出樹(shù)高曲線,求出林分平均高;同時(shí)測(cè)定5株優(yōu)勢(shì)木的樹(shù)高,計(jì)算優(yōu)勢(shì)木平均高。根據(jù)計(jì)算出的林分平均標(biāo)準(zhǔn)木和優(yōu)勢(shì)木的平均樹(shù)高和直徑,在現(xiàn)場(chǎng)分別找出均勻分布于林分中的平均標(biāo)準(zhǔn)木和優(yōu)勢(shì)木各5株,伐倒后進(jìn)行樹(shù)干解析,分析樹(shù)高、胸徑、材積、生長(zhǎng)量等各項(xiàng)指標(biāo)生長(zhǎng)規(guī)律,用Excel軟件作圖。樹(shù)干解析的具體方法參見(jiàn)《測(cè)樹(shù)學(xué)》的方法。3結(jié)果分析3.1樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律樹(shù)干解析結(jié)果顯示:云南松樹(shù)齡為50年時(shí),平均木樹(shù)高為16.6m,直徑12.7cm,平均斷面積帶皮材積0.1717m3;而同時(shí)期優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高達(dá)18.6m,直徑23.3cm,平均斷面積帶皮材積0.5533m3,分別比平均木相應(yīng)指標(biāo)高出12.1%、83.5%和222.3%。根據(jù)生長(zhǎng)模型,按5年1個(gè)齡階,分別計(jì)算出云南松各齡階的樹(shù)高、直徑和材積的總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量。云南松的生長(zhǎng)有3年左右的生根蹲苗期,5年后才開(kāi)始明顯的高生長(zhǎng),初期生長(zhǎng)比較緩慢,以后生長(zhǎng)逐漸加快,10年左右林木進(jìn)入郁閉,樹(shù)高在2.0~5.0m。隨著林木年齡的增長(zhǎng),樹(shù)高總生長(zhǎng)量至5年后逐漸加快,其樹(shù)高、直徑和材積生長(zhǎng)都有其階段性的變化,25年生時(shí)平均木樹(shù)高為11.6m,直徑為8.4cm;優(yōu)勢(shì)木高達(dá)14.1m,直徑為14.0cm;50年生時(shí)平均木樹(shù)高為16.6m,直徑為12.7cm;優(yōu)勢(shì)木高達(dá)18.6m,直徑為23.3cm。云南松各齡級(jí)樹(shù)高總生長(zhǎng)量與直徑總生長(zhǎng)量生長(zhǎng)曲線見(jiàn)圖1。云南松直徑與樹(shù)高生長(zhǎng)均處于較高水平,優(yōu)勢(shì)木50年內(nèi)生長(zhǎng)變化范圍為樹(shù)高1.3~18.6m,直徑0.9~23.3cm。平均木與優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高生長(zhǎng)量始終保持較大的差距,2條生長(zhǎng)曲線呈平行狀態(tài),說(shuō)明二者在各生長(zhǎng)階段的樹(shù)高生長(zhǎng)速率比較一致,而優(yōu)勢(shì)木的直徑生長(zhǎng)量遠(yuǎn)超平均木直徑生長(zhǎng)量,在苗期達(dá)到了6倍以上,其后的生長(zhǎng)過(guò)程中保持在1.3~1.9倍之間,說(shuō)明云南松的后期長(zhǎng)勢(shì)取決于是否為良種壯苗。云南松的樹(shù)高生長(zhǎng)比較旺盛,至45年后才出現(xiàn)減緩趨勢(shì),表明云南松速生期較長(zhǎng),可以培育出大徑材。3.2樹(shù)高生長(zhǎng)特點(diǎn)樹(shù)高生長(zhǎng)曲線是樹(shù)高為時(shí)間的增函數(shù),即樹(shù)高隨生長(zhǎng)年限的增加單調(diào)增加。云南松樹(shù)高平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量生長(zhǎng)曲線見(jiàn)圖2。由圖2看出:平均木與優(yōu)勢(shì)木總的樹(shù)高生長(zhǎng)趨勢(shì)相同,但拐點(diǎn)位置不相同,各階段的生長(zhǎng)量也不一樣。云南松平均木經(jīng)過(guò)3~4年的蹲苗期后,快速生長(zhǎng)期出現(xiàn)在10~14年之間,平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量相交于第16~18年,高峰期出現(xiàn)在第13年,最大值為0.56m;優(yōu)勢(shì)木苗期長(zhǎng)勢(shì)良好,初期生長(zhǎng)比平均木快,第7年連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量曲線相交后平均生長(zhǎng)量呈慢降趨勢(shì),但保持旺盛生長(zhǎng),這與林分密度與樹(shù)高結(jié)構(gòu)分層有關(guān),云南松是強(qiáng)陽(yáng)性樹(shù)種,優(yōu)勢(shì)木苗高在生長(zhǎng)初期處于植被上層,有足夠的光熱資源,從而促進(jìn)了優(yōu)勢(shì)木的樹(shù)高生長(zhǎng)。隨著時(shí)間增長(zhǎng),平均木樹(shù)高生長(zhǎng)也突破草本植被層,其生長(zhǎng)也出現(xiàn)一個(gè)飛躍的過(guò)程,至10年生后,林分開(kāi)始郁閉,種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)烈,生長(zhǎng)趨于穩(wěn)定,至45~50年時(shí)有一個(gè)生長(zhǎng)停滯的現(xiàn)象,50年以后屬于樹(shù)高生長(zhǎng)的衰減期,云南松樹(shù)高一般能達(dá)到30~35m,極少能達(dá)到40m以上。從云南松林分平均樹(shù)高生長(zhǎng)曲線看,最大連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)在第10年,樹(shù)高生長(zhǎng)高峰出現(xiàn)在15年左右,以后高生長(zhǎng)持續(xù)下降,這種高生長(zhǎng)量的生長(zhǎng)期,大約持續(xù)30年,這段期間,年高生長(zhǎng)達(dá)0.50m左右,每10年的平均生長(zhǎng)量為5.00m,平均生長(zhǎng)率為25%,是生長(zhǎng)旺盛期,50年后樹(shù)高生長(zhǎng)逐步下降。3.3直徑生長(zhǎng)的特征隨著林木年齡的增加,林分的直徑生長(zhǎng)也不相同。從云南松平均直徑生長(zhǎng)曲線(圖3)看,隨年齡的增大,直徑生長(zhǎng)量也增大,連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量均呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì),連年生長(zhǎng)量波動(dòng)范圍比平均生長(zhǎng)量大,前10年增長(zhǎng)最快,最大值出現(xiàn)在12年,直徑的連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量曲線第1次相交于13~14年,第2次相交于19~20年。平均直徑生長(zhǎng)高峰在20~30年。在45年前都生長(zhǎng)較快,每10年的平均生長(zhǎng)量為3.2cm,平均生長(zhǎng)率為30.3%,是云南松直徑生長(zhǎng)速生期,可以持續(xù)10~25年左右,然后是一個(gè)緩慢生長(zhǎng)期,年輪波動(dòng)在速生期幅度大,進(jìn)入緩慢生長(zhǎng)期后幅度小。除苗期外,云南松平均木和優(yōu)勢(shì)木的直徑平均生長(zhǎng)量峰值均出現(xiàn)在10~15年,最大值分別為0.47、0.58cm。在12年之前,平均木直徑平均生長(zhǎng)量一致呈快速上升趨勢(shì),12年之后,平均生長(zhǎng)量的變化平緩,但8年之后,云南松優(yōu)勢(shì)木直徑平均生長(zhǎng)量比平均木平均生長(zhǎng)量大150%以上,這與林分的結(jié)構(gòu)和密度有關(guān),優(yōu)勢(shì)木處于林分上層,占有營(yíng)養(yǎng)空間大,樹(shù)冠重疊小,對(duì)有效資源的利用較高,有利于云南松的胸徑生長(zhǎng)。從云南松林的平均直徑生長(zhǎng)看,在立地條件好的地段,宜適當(dāng)培育大徑材,不過(guò)培育周期較長(zhǎng),在立地條件一般或較差的林地,宜培育中小型材,以充分利用地力。3.4不同期次生長(zhǎng)量對(duì)比從云南松平均木材積生長(zhǎng)(圖4)看,表現(xiàn)為最初幾年生長(zhǎng)較慢,經(jīng)過(guò)前10年的緩慢生長(zhǎng)階段后,林木進(jìn)入速生階段,10~45年為云南松材積速生期,此期間直徑生長(zhǎng)率達(dá)到最大值,50年后材積生長(zhǎng)開(kāi)始下降,但仍能保持旺盛生長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)性較高。云南松不同個(gè)體材積生長(zhǎng)的總趨勢(shì)基本相同,但是平均木與優(yōu)勢(shì)木生長(zhǎng)曲線上的拐點(diǎn)位置不相同,各階段的材積生長(zhǎng)量也不一樣,林分平均木的云南松材積進(jìn)入速生期的時(shí)間較遲,生長(zhǎng)量也小,20年后進(jìn)入速生期,然后一直保持上升趨勢(shì),到45年生時(shí)材積平均生長(zhǎng)量達(dá)0.0024m3;50年后生長(zhǎng)量增長(zhǎng)趨緩,達(dá)到最高峰后迅速下降,此時(shí)平均生長(zhǎng)量將達(dá)到最大值。優(yōu)勢(shì)木進(jìn)入速生期比平均木要早5~8年,在45年時(shí)材積平均生長(zhǎng)量達(dá)0.0092m3,為平均木平均生長(zhǎng)量的3.83倍,且到達(dá)高峰值的時(shí)間也比平均木略早,約在48~50年,說(shuō)明50~60年這個(gè)期間為云南松的數(shù)量成熟齡,其后生長(zhǎng)量下降速度極快,進(jìn)入采伐利用時(shí)期。從圖4可看出:其材積生長(zhǎng)呈周期性上下波動(dòng),受直徑生長(zhǎng)波動(dòng)影響較大,可能與該地區(qū)周期性爆發(fā)松毛蟲(chóng)害及氣候變化有關(guān),有待進(jìn)一步研究。4第一階段:20—結(jié)論與討論云南松生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程可劃分為苗木生長(zhǎng)初期,樹(shù)高速生期,直徑速生期,干材速生期和速生后期5個(gè)生長(zhǎng)階段。前5年,云南松在苗木生長(zhǎng)初期非常重要,將直接決定其后的生長(zhǎng)趨勢(shì),所以造林時(shí)必須良種壯苗,在生產(chǎn)中要引起重視。5~10年期間的云南松,是林分形成的初期,樹(shù)冠逐步相互交接,林分開(kāi)始郁閉,特點(diǎn)是高生長(zhǎng)明顯加快,直徑生長(zhǎng)延后于樹(shù)高生長(zhǎng),材積生長(zhǎng)緩慢,可以通過(guò)林地管理及幼林撫育以促進(jìn)林木生長(zhǎng)。10~25年期間,云南松樹(shù)高已通過(guò)速生高峰期,而直徑連年生長(zhǎng)量也開(kāi)始達(dá)高峰期,材積生長(zhǎng)量開(kāi)始增長(zhǎng),林分開(kāi)始郁閉,開(kāi)始出現(xiàn)生存競(jìng)爭(zhēng),需要加強(qiáng)土壤管理,采取一定的撫育管理和間伐措施。25~50年期間,從樹(shù)高平均生長(zhǎng)量出現(xiàn)高峰期開(kāi)始,到直徑平均生長(zhǎng)量高峰期出現(xiàn)時(shí)結(jié)束,此階段主要特點(diǎn)是直徑旺盛生長(zhǎng),樹(shù)高生長(zhǎng)保持一定比例,而直徑生長(zhǎng)量增大,處于材積速生階段,也是干材速生期。50年以后樹(shù)高生長(zhǎng)急劇下降,直徑生長(zhǎng)變緩,處于速生后期;之后,樹(shù)高、直徑生長(zhǎng)均處于較低水平,樹(shù)高趨于停止生長(zhǎng),材積生長(zhǎng)亦開(kāi)始下降,在此階段,優(yōu)勢(shì)木的材積連年生長(zhǎng)量落后于平均生長(zhǎng)量,平均木的連年生長(zhǎng)量也呈快速下降趨勢(shì),云南松正處于數(shù)量成熟階段,此階段可以采伐利用。近年來(lái),德國(guó)“近自然”經(jīng)營(yíng)體系逐漸引入我國(guó),并在國(guó)內(nèi)許多林場(chǎng)分別開(kāi)展了一些工作,也取得了良好的執(zhí)行效果。近自然森林經(jīng)營(yíng)林分施業(yè)體系是以單株林木為對(duì)象進(jìn)行的目標(biāo)樹(shù)撫育管理體系,其基本原則是理解和尊重自然,充分利用林地自身更新生長(zhǎng)的潛力,生態(tài)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)兼顧,最大限度地降低森林經(jīng)營(yíng)的投入。具體做法是把所有林木分類為目標(biāo)樹(shù)、干擾樹(shù)、生態(tài)保護(hù)樹(shù)和其它樹(shù)木等4種類型,永久地標(biāo)記出林分的特征個(gè)體—目標(biāo)樹(shù),并對(duì)其進(jìn)行單株木撫育管理,目的是在保持森林生態(tài)功能的前提下實(shí)現(xiàn)高價(jià)值林木成分(目標(biāo)樹(shù))最大的平均生長(zhǎng)。因此,建議云南松經(jīng)營(yíng)引入德國(guó)近自然經(jīng)營(yíng)技術(shù),建立目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)技術(shù)體系,改善云南松林分結(jié)構(gòu),提高其生長(zhǎng)效率。滇中林區(qū)云南松林分生長(zhǎng)的地位級(jí)指數(shù)處于I級(jí)水平,總的生長(zhǎng)量在云南松分布區(qū)中屬于較高水平,具有一定的發(fā)展前景。云南松林分的經(jīng)營(yíng)目的也是為了獲取最大的出材量,在林分不同、林木個(gè)體平均單株材積不同,優(yōu)勢(shì)木進(jìn)入速生期比平均木要早5~8年,在45年時(shí)材積平均生長(zhǎng)量達(dá)0.0092m3,為平均木平均生長(zhǎng)量的3.83倍。從這點(diǎn)來(lái)看,目標(biāo)