沙地樟子松人工林的生长与成熟

张日升

(辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000)



沙地樟子松人工林的生长与成熟

张日升

(辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000)

通过对辽宁省章固台地区现有沙地樟子松人工林生长与成熟期的分析研究，结果表明：与原产地红花尔基比较，章古台樟子松人工林的生长进入速生期的时间略有提前，速生期维持的时间短；确定沙地樟子松人工林的数量成熟为45年，更新龄为55～60年，工艺成熟龄为25年左右和40年生以上两个阶段。

樟子松人工林；生长；成熟

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaL.)是欧洲赤松(PinussylvestrisL.)在中国的一个地理变种。主要分布于46°36′—53°29′ N，118°21′—128°30′ E的大兴安岭和呼伦贝尔沙地，具有耐旱、耐寒、耐瘠薄、生长快的特点。1955年，樟子松在辽宁省固沙造林研究所(以下简称固沙所)章古台实验基地引种成功后，吉林、陕西、山西、宁夏、河北等13个省(区)300多个县开始引种。目前，全国樟子松造林面积已超过4.0×105hm2。以往专家对辽宁的超过40年生以上的樟子松人工林生长规律和成熟期研究多通过数学模型和推测[1,2]，为了更好地了解樟子松在辽宁省沙地的生长状况，本文对1955年栽植，目前生长良好的林分进行研究，分析了沙地樟子松人工林的生长和成熟，以期为沙地樟子松的经营提供依据。

1 研究区概况

研究区位于科尔沁沙地南缘的章古台地区，该区42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，属暖温带亚湿润干旱气候区。主要气候特点是干旱多风，年降水量500 mm左右，且多集中于6—8月份，年蒸发量约为降水量的3倍，空气相对湿度60.4%。年均气温6.1 ℃，平均无霜期154 d。年均风速3.0～3.7 ms-1。土壤类型以风沙土为主，占89.4%[3]，土壤有机质及其他养分含量都比较低。

2 研究方法

2005年10月8日在固沙所实验林场后坨子实验区1955年秋栽植的林分进行研究分析，选择平均木4株、优势木5株做解析木，按1 m区分段截取圆盘，按4年一个龄级进行统计，测算解析木的胸径、树高、材积生长过程及各种生长量。通过分析发现优势木与平均木在生长量的大小上有一定的区别，但生长规律基本一致；查阅现有固沙所沙地樟子松解析木研究成果，与50年生平均木对照，生长规律基本相同，本文以优势木的解析木为例进行生长规律分析。

3 结果与分析

3.1 现有樟子松人工林基本情况

1955年栽植的樟子松人工林，目前，单位保存株数750 株·hm-2，平均胸径18.6 cm，平均树高12.3 m，平均单株材积0.151 m3，单位蓄积113.33 m3·hm-2，单位蓄积总收获量149.12 m3·hm-2(含初次间伐蓄积35.79 m3·hm-2)。

3.2 生长规律

3.2.1 胸径生长 从图1的胸径曲线分析看，樟子松一般在6～8 a达到1.3 m高度出现胸径生长，此时胸径生长快，到12年时最高年生长量可达1.4 cm以上，连年生长与平均生长曲线相交在20～24 a，24年后连年生长开始低于平均生长，连年生长在8～36年都可维持在0.3 cm以上。到44年生时连年生长量不到0.2 cm。

3.2.2 树高生长 樟子松人工林5年以前生长缓慢，6～8年以后高生长速度明显加快，8～12年，连年生长量达到了76 cm，年高生长40 cm以上的维持到20年生。20年生时总平均生长量与连年生长量曲线相交，因此胸径、树高速生期结束时间基本一致。以后连年生长缓慢，40年左右高生长量保持在20 cm左右，40年生以后下降为10 cm左右。详见图2。

3.2.3 材积生长 材积生长受高生长和胸径生长的双重制约。由图3可知，平均生长量和连年生长量从12年生开始进入速生期，速生期维持30年左右，45年生时总平均生长量与连年生长量曲线相交，速生期结束，以后连年生长缓慢，连年生长量低于平均生长量。特别需要指出的是48～50年胸径和材积的连年生长量都有恢复，主要原因是48年生时针对林分衰弱情况进行了间伐和人工翻地的抚育措施，促进了树势的恢复。这也说明，必要的经营措施可能对50年左右的林分生长仍然有促进作用。

3.2.4 与红花尔基樟子松生长规律的比较 在红花尔基沙地条件下的天然樟子松林，最初10年内生长缓慢。从9～33年生，树木生长迅速，胸径和树高生长最旺盛；大约34年生时，树高、胸径生长缓慢下降，而材积生长速度增加，一直持续到80年生左右；约在81～110年生时，树高生长明显下降，树木生理机能减弱，逐渐衰老[4]。由此可以看出章古台樟子松与红花尔基天然林比较，生长旺盛期前者早于后者，持续时间短于后者，因此北树南移的沙地樟子松人工林存在提前成熟。

3.3 辽西北樟子松人工林成熟期的分析

3.3.1 数量成熟林分 数量成熟是林分生长的数量指标，决定林分收获量的大小。理论上把林木或林分材积的平均生长达到最大值时的林龄，定为数量成熟龄。从生长量曲线看，表现为连年生长量和平均生长量两条曲线相交。从50年生樟子松解析木材积生长曲线看，在45年时，连年生长曲线与平均生长曲线相交，标志着沙地樟子松人工林的数量成熟。另外，在樟子松衰退病研究过程中，通过感病树木与健康树木之间的比较，发现它们在生长规律和数量成熟上存在差别。根据宋晓东等人的研究结果，感病的樟子松树木的数量成熟表现不同，通常感病的树木在24年生以前长势与健康树木相仿，自25年生起长势渐弱，31年生后趋于平缓，38年生时达到数量成熟。同时宋晓东等预测的感病树木和健康树木的平均数量成熟龄为46年，与实测的45年相符。

3.3.2 防护成熟 沙地樟子松固沙林的主要经营方向是防风固沙。因此，沙地樟子松防护成熟可简述为：当固沙林的生长发育达到全面控制沙地风蚀时的状态，其所对应期间的两个端点，分别称为初始防护成熟龄和终止防护成熟龄[4]。沙地樟子松固沙林的初始防护成熟龄是从进入旺盛生长期开始，即8～12年时，此时林分生态系统的组成基本完善，生态效益比较显著，防护作用开始发挥。到45年达到材积数量成熟时，林分生长量显著降低，还没有达到终止防护成熟龄。沙地樟子松固沙林超过数量成熟龄后，平均生长量开始下降，但生长尚未停止，林分仍然发挥着的防风固沙作用，因此沙地樟子松固沙林的终止防护龄要超过数量成熟龄。

在数量成熟过后一定时间内，如果病虫害不严重，超过数量成熟10～15年时间，确定防护成熟终止时期是合理的；这是因为目前固沙所实验林场55年生的樟子松固沙林仍然存在，虽然生长缓慢，但林分的健康状况良好，生态效益还在发挥，预计这一林分到60年时仍能发挥生态效益，因此将终止防护成熟龄的上限定在60年；此外辽宁省地方标准《森林经营技术规程》规定樟子松生态公益林的主伐年龄要大于51年[5]，60年生以上达到过熟林，防风固沙等生态功能下降。因此终止防护成熟定为55～60年是比较合适的，此时林分进入过熟状态。姜凤岐等研究认为，固沙林的终止防护成熟龄也是自然成熟龄[6]。根据以上对沙地樟子松防护成熟的论述，沙地樟子松固沙林的更新龄也应在55～60年，考虑到现有经营水平，更新龄可以适当提前一段时间，但不能低于45年。

3.3.3 工艺成熟 沙地樟子松人工林多以生态公益林为培育目的，作为用材林的较少，市场需求材种很多，不同材种有不同的工艺成熟龄。目前，从市场需求看樟子松中、小径材尚属畅销，如蔬菜保护地生产用的大棚杆市场需求也很大。大径材从市场范围看走俏。从市场需求的旺销材种和沙地环境的生产力条件考虑，以市场需求为导向，确定工艺成熟。

表1中的工艺成熟龄规格材按部、省标准材种要求达到的林分年龄，非规格材按目前民用销售的规格达到的林分年龄。主伐利用率占林分株数的90%以上。

表1 沙地樟子松主要材种工艺成熟龄

从表1可以看出，樟子松人工林的工艺成熟分2个时期，第1个时期是25年生左右时，达到了樟子松的小径材和建筑杆的规格，这时对密度较大的林分进行间伐，即可以得到一定的经济效益，又降低了林分的密度，有利于后期培育大径材；第2个时期是40年生以上，这一时期的樟子松可以达到大、中径材规格，市场需求量大，价格较高。

4 结论与讨论

4.1 沙地樟子松的生长在幼龄林阶段就进入了速生期。胸径生长和高生长开始于6～8年，速生期到20年左右结束；材积生长12年左右开始，到40年左右结束，与原产地红花尔基比较，章古台樟子松人工林高生长、直径生长和材积生长进入速生期的时间略有提前，速生期维持的时间短，说明章古台的樟子松提前成熟。

4.2 樟子松的数量成熟龄为45 a，感病的樟子松数量成熟龄提前，终止防护成熟龄在数量成熟的基础上延长10～15 a，因此沙地樟子松固沙林的终止防护成熟龄应在55～60 a，更新龄确定为55～60 a，考虑到现有生产的经营水平，更新龄可以适当提前，但不能低于45 a。

4.3 工艺成熟龄为25年左右、40年生以上两个时期，经济成熟龄比工艺成熟多10～15 a。根据樟子松的生长曲线、工艺成熟、经济成熟分析，樟子松人工林应在10～15年和25～30年时要进行定株抚育，这样即可以降低林分的密度，促进树木的生长，又可以产生一定的经济效益。

[1] 宋晓东,刘桂荣,陈江燕,等.樟子松枯死原因与防治技术研究[J].北华大学学报：自然科学版, 2003,4(2):166-177

[2] 姜凤歧,等, 沙地樟子松生长发育规律的研究,姜凤歧主编,现有防护林合理经营与改造技术研究,北京：中国林业出版社，1996：96～103

[3] 白雪峰.章古台沙地樟子松人工固沙林水分动态研究[D].沈阳:沈阳农业大学, 2005

[4] 吴祥云,焦树仁,高树军. 章古台樟子松防风固沙林防护成熟的研究[M]// 姜凤岐.现有防护林合理经营与改造技术研究,北京:中国林业出版社，1996:34-137

[5] 森林经营技术规程[S].辽宁省地方标准,2009

[6] 姜凤岐,朱教军.防护林阶段定向经营研究Ⅰ.理论基础[J].应用生态学报,2002,13(10):1352-1355

Growth and Maturity ofPinussylvestrisvar.mongolicaPlantation on Sandy Land

Zhang Risheng

(Liaoning Institute of Sand Fixation and Afforestation, Fuxin 123000, China)

Through the analysis of growth and maturity ofPinussylvestrisvar.mongolicaplantation in the sand land of Zhanggutai Area of Liaoning Province, result shows that the growth ofPinussylvestrisvar.mongolicaplantation in Zhanggutai area was in rapid growth stage compared with that of Honghuaerji in the original place. The maturity time ofPinussylvestrisvar.mongolicaplantation is 45 years, the age is from 55 years to 60 years, the technical maturity of age is the two stages (25 years or so and more than 40 years).

Pinussylvestrisvar.mongolicaplantation; growth;maturity

1005-5215(2016)11-0045-03

2016-10-24

国家林业公益性行业科研专项(201004063) 作者简介：张日升(1976-)，男(满族)，硕士研究生，从事森林经营与沙漠化治理研究.

S791.253

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.018