全 文 ：　2004年第 5期
辽 宁 林 业 科 技
Journal of Liaoning Forestry Science & Technology 2004№5
不同类型沙松人工林产量及生长预测
①
王学文1 ,韩丽文2 ,王新颖3 ,周志权4
(1.辽宁省实验林场 , 辽宁 清原　113311;2.辽宁林业职业技术学院 , 辽宁 沈阳　110101;3.阜新市林业
局 ,辽宁 阜新　123000;4.辽宁省林业科学研究院 ,辽宁 沈阳　110032)
摘　要:文章对 1963 ～ 1964年在白石砬子自然保护区营造的沙松纯林 、沙松-落叶松-阔叶混交
林及沙松-阔叶混交林等不同林型人工林的固定标准地进行了产量观测 ,通过计算机拟合运算优
化出指数函数 y=aebx ,对各种类型沙松人工林进行了生长预测 。结果表明 ,各类沙松人工林均有
良好的发展前途 ,到 55年生主伐时可获得可观的木材产量;除沙松-落叶松混交林外 ,其他几种混
交林型材积生长量差异不显著;结合生态群落结构和生物多样性因素分析得出:在东部山区的适宜
地区应大力推广培育沙松-落叶松-阔叶混交林等针阔混交林模式。
关键词:沙松;人工林;生长量;预测;针阔混交林
中图分类号:S791.14　文献标识码:A　　文章编号:1001-1714(2004)05-0010-03
Prediction for the yield and the growth of
different types plantations of Abies holophylla
WANG Xue-wen1 , HAN Li-wen2 , Wang Xin-ying3 , ZHOU Zhi-quan4
(1.Experimental Forestry Farm of Liaoning Province , Qingyuan 113311 , China;2.Liaoning Fo restry College of Profes-
sion and Technolo gy , Shenyang 110101 , China;3.Fuxin City Forestry Bureau , Fuxin 123000 , China;4.Liaoning
Provincial Academy of Fo restry Sciences , Shenyang , 110032 , China)
Abstract:The fix ed plo ts have been settled to measure the yield of different plantations o f Abies holophy lla , w hich were
planted during 1963 and 1964 at Baishilazi natural reserv e.Based on the yield measurement and simulating calculation by
computer, an index function was given as follow :y=aebx.The index function can be used to predict the g rowth of all
kinds of Abies holophy lla plantations.The prediction show s that all Abies holophylla plantations have good developing fu-
ture and a considerable timber yield can be obtained at the cutting time of 55 years old.The differences between the vol-
ume g rowths of the mixed stands expect Abies holophy lla -larch forest isn t no table.A suggestion was given from the
analysis on community structure and biolog ical diversity that the mixed patterns of Abies holophy lla -larch -broadleaf
plantations should be popularized g reatly at proper region in east Liaoning province.
Key words:Abies holophylla , plantations , grow th , prediction , conifer and broadleaf mixed forest
　　沙松(Abies holophyl la)又名杉松 ,俗称“沙大
个” ,为东北林区长白山及其余脉寒温带阔叶红松林
中主要的建群树种之一 ,辽宁省东部山区的丹东以
北有广泛分布。为了大力发展这一优良乡土树种 ,
使其发挥最佳的综合效益 , 1997年 11月对 1963 ～
1964年在宽甸白石砬子自然保护区营造的不同类
型沙松人工林固定标准地进行了产量观测和未来生
长预测 ,并结合森林生态综合效益进行评价 ,为培育
和推广沙松林提出了科学建议。
1　试验地概况
白石砬子自然保护区位于辽宁东部山区宽甸县
西北部 ,东经 124°53′,北纬 40°50′,属长白山山脉南
段 。地形错综复杂 ,海拔超过 1 000m 的山峰较多 ,
为沙松 、红松阔叶混交林的天然分布提供环境条件。
—10—
① 收稿日期:2003-08-25;修回日期:2004-08-20
沙松 、红松阔叶混交林是与本区区域气候相适应的
地带性顶极群落 ,为该区原始的主要植被类型 。
试验地位于海拔 500 ～ 800m ,坡度一般 15°～
30°,有部分跳石塘林地 ,土壤多系花岗岩坡积母质
上发育的山地棕色森林土 ,土层较薄 ,但腐殖质含量
比较丰富 。该地区地处温带 ,年平均温度 5.3℃,绝
对最低温度为-32.5℃,年均降水量 1 339.6mm ,
无霜期约为 132d 。
2　试验地设计方法
2.1　沙松纯林及沙松-落叶松混交林试验设计
沙松纯林和沙松-落叶松混交林主要是以皆伐
后整地的常规造林方法 ,密度一般为 1.5m×1.5m ,
幼林保留株数 4 500 ～ 5 500株/ hm2 ,其中沙松与落
叶松的混交比为 10∶1 。造林后 11年 、22年分别进
行抚育间伐 ,清除非目的树种和被压木等 ,使林分密
度控制在 2 500 ～ 3 500株/ hm2 。
2.2　沙松各类针阔混交林试验设计
沙松针阔混交林设计包括沙松-落叶松-阔叶
混交林 、沙松-红松-阔叶混交林及沙松-阔叶混
交林模式 ,主要采用择伐林冠下更新沙松 、红松 ,人
工诱导形成异龄复层针阔混交林 。沙松-阔叶混交
林设计混交比为 1∶1 ,保留有前途的黄桦 、蒙古栎等
目的树种 , 10 年后进行 1次透光伐 ,只保留生长旺
盛的中径阶以上阔叶树 ,针阔比调整为 3∶1左右 。
3　结果与分析
3.1　各类沙松人工林生长及产量比较
1997年 11月末 ,分别对各类沙松人工林固定
标准地进行了活立木材积的观测 ,其中针阔混交林
的材积为活立木材积减去造林时保留的阔叶树材积
再加上间伐木的材积 ,结果见表 1。
表 1　不同类型沙松人工林立木材积(造林后 34年)
人工林类型 标准地号 密　度(株/hm 2)
立木材积
(m3/ hm2)
平均材积
(m3/ hm2)
保留植物
种类平均数(种)
沙松纯林
皆标 14 5 300 229.35
皆标 43 2 957 229.73 245.06 13
皆标 45 3 180 276.09
沙松-落叶松混交林 皆标 42 2 150 361.36 350.86 16皆标 44 2 414 340.35
沙松-阔叶混交林 改标 1 2 426 173.03 199.25 84改标 2 3 519 225.46
沙松-落叶松-阔叶混交林 改标 16 2 750 241.49 252.95 25皆标 30 4 320 263.41
沙松-红松-阔叶混交林 改标 4 3 200 190.00 235.33 27改标 14 5 560 280.65
　　从表 1可见 ,各类型沙松人工林造林 34年后均
取得了可观的材积生长 ,平均每公顷立木材积在
199.25 ～ 350.86m3 。其中 ,沙松-落叶松混交林密
度小且落叶松不超过 500 株/hm2 ,但材积最高为
350.86 m3;沙松-落叶松-阔叶混交林 、沙松纯林
和沙松-红松-阔叶混交林的造林密度和材积生长
量分别比较 ,差异仅在 2.7%～ 4.1%;沙松-阔叶混
交林平均材积最低 ,为 199.25 m3 ,主要原因是保留
的阔叶树株数过多 ,即阔叶树的材积积累少的结果。
但从各林型生态群落结构分析 ,沙松-阔叶混交林
34年后仍保留植物种类 84种 ,为落叶松-沙松混交
林植物种类的 3.1倍 ,是沙松纯林的 3.8倍。其他 2
种针阔混交林植物种类基本相近。
3.2　各类型沙松人工林生长预测
根据 1979 ～ 1997 年对各类沙松人工林固定标
准地 19年间的观测数据 ,选用了幂函数 、指数函数 、
对数函数模型和灰色系统 GM(1 , 1)等生长预测模
型 ,经过拟合运算 ,得出了各种预测模型的参数值及
其误差 ,并系统分析比较 ,最后优化出指数函数模型
y =aebx ,对各类沙松林进行了生长预测 ,结果见表 2。
从表 2可见 ,各类沙松人工林到 55年时材积生
长量均有显著增长 , 预测值在 698.0 ～ 798.1m3/
hm2 ,分别是前 34年产量的 3.3 ～ 3.7倍 ,表明各类
沙松林未来 20年进入生长旺盛期 ,到主伐时效益非
常可观 。以沙松纯林为对照 ,沙松-落叶松-阔叶
混交林材积生长与其不相上下 ,且稍稍高出;沙松-
阔叶混交林和沙松-红松-阔叶混交林材积生长比
较接近 ,与沙松纯林相比差距在 10%以内 ,
(下转第27页)
—11—
　第 5 期　　　　　　　　　　　　王学文等:不同类型沙松人工林产量及生长预测　　　　　　　　　　　　　2004 年　
(Lumbricus rebellus)对重金属元素 Cd 、Zn 、Pb的吸
收 ,土壤低的有机质含量也能促进蚯蚓对 Pb 吸收 。
此外 ,在酸性土壤条件下 ,即使土壤 Cd 含量相当
低 ,蚯蚓体内 Cd的富集程度也相当高 。在土壤 Pb
含量相似时 ,酸性土壤中的蚯蚓体内 Pb 的富集程
度明显高于碱性土壤(Ma ,1987)。
2.2　线虫和其他土壤节枝动物
仅测定土壤中重金属总量而不考虑土壤物化性
质所产生的影响 ,则不能代表土壤中出现的自然过
程。Peredney 等(2000)认为 , 线虫(Caenorhabdit is
elegans)对土壤中重金属的变化反应比包括蚯蚓
(Eisenia fet ida)在内的大多数其他土壤动物更为敏
感。并且 ,作为土壤生物测试的生物 ,线虫具有培养
及测试方法简便 、敏感性良好 、生物信息丰富以及准
确反映土壤重金属生物有效性等优点。
土壤动物也可以作为适宜且容易的监测对象 ,
来评价重金属污染对土壤有机物降解系统的影响 。
Haimi等(1996)研究了欧洲赤松林土壤有机物降解
动物 , 如 线虫 、Enchy traeids 、Microarthropods 和
Collembolans对铜镍冶炼厂的重金属污染的反应
(数量变化)。结果表明 , 线虫 、Enchy traeids 、Mi-
croarthropods和 Collembolans的数量均随着重金属
污染程度的加深而减少 ,尽管大多数土壤动物直接
或间接地有抑制重金属污染的作用 。
参 考 文 献:
[ 1] Anderson T J , Bar re tt G W , Clark C S , et al.Metal con-
centrations in tissues of meadow voles from sewage sludge
treated fields [ J] .Journal of Environmental Quality ,
1982 , 11(2):272-277.
[ 2] Andrews S M , Johnson M S , Cooke J A.Cadmium in small
mammals from grassland established on metalliferous mine
waste [ J] .Environmental pollution , 1984 , 33:153-162.
[ 3] Anthony R G , Kozlowski R.Heavy metals in tissues of
small mammals inhabiting waste w ater ir rigated habitats
[ J] .Journal of Environmental Quality , 1982 , 11(1):20
-22.
[ 4] Appleton J , Lee K M , Saw icka Kapusta K , et al.The
heavy metal content of the teeth of the bank vole(Clethri-
onomys glareolus)as an exposure marker of environmental
pollution in Poland [ J] .Environmental pollution, 2000 ,
110:441-449.
[ 5] Bag S , Vora T , Gha tak R , et al.A study of tox ic effects of
heavy metal contaminants from sludge-supplemented diets
on male Wistar rates [ J] .Ecotoxicology and Environmen-
tal Safety , 1999 , 42:163-179.
[ 6] Talmadge S S , Walton B T.Small mammals as monito rs of
environmental contaminations [ J] .Reviews of Environ-
mental Contamination and Toxicology , 1991 , 119:47 -
101.
(责任编辑:刘锡雅)
(上接第 11页)不显著。
表 2　不同类型沙松人工林生长预测 m3/ hm2
林分类型 标准地号 26年实测值 预测值
34年
实测值 预测值 　 40年 50年 55年
55年预测值/
34年实测值
沙松纯林 皆标 14 150.6 145.0 　 229.4 131.3 　 328.3 588.5 787.9 3.4
沙松-落叶松-阔叶混交林 改标 16 192.7 173.9 241.5 251.2 362.9 613.7 798.1 3.3
沙松-红松-阔叶混交林 改标 4 143.8 128.1 190.0 216.8 282.4 516.2 698.0 3.6
沙松-阔叶混交林 改标 2 134.3 124.9 195.6 202.4 290.6 531.2 718.3 3.7
4　结　论
4.1　根据 34年来观测积累的大量标准地材积生长
量原始数据 ,并用优选出的指数函数模型 y =aebx生
长预测结果表明 ,各类沙松人工林均有良好的发展
前景 ,主伐时能获得可观的木材产量。
4.2　各类沙松人工林 34年生材积的实测值 ,除与
沙松-落叶松(针-针混交)林具有显著差异外 ,沙
松纯林与其他几种混交(针-阔混交)林型材积生长
差异均不显著 ,表明沙松生长的适应性和相对稳定
性较强。
4.3　从各林型的群落结构和生物多样性角度分析 ,
34年生的沙松-阔叶混交林已形成了异龄复层林 ,
其生态稳定性明显优于沙松纯林。结合各种林型的
材积积累和生长预测得出:在辽东山区的适宜地区
应大力推广营造沙松-落叶松-阔叶混交林 、沙松
-红松-阔叶混交林等沙松各类针 -阔混交林模
式 ,不仅获得可观的经济效益 ,同时 ,也能使其更好
地发挥生态效益 。
参考文献:
[ 1] 关庆如.沙松生长与环境因子和气象因子相关规律的研
究[ J] .辽宁林业科技 , 2000 ,(5):5-7.
[ 2] 陈洪吉.不同类型沙松人工林的培育及对植物群落的影
响[ J] .辽宁林业科技 , 2000 ,(2):35-37.
(责任编辑:苑　辉)
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