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采脂对思茅松林木生长的影响



全 文 :doi10. 16473 / j. cnki. xblykx1972. 2015. 06. 010
采脂对思茅松林木生长的影响
*
吴明山1,普爱明2,周汝良1,潘涌智1,叶江霞1
(1. 西南林业大学,云南 昆明 650224;2. 弥勒市林业局,云南 弥勒 652399)
摘要:在思茅松适生的临沧市临翔区,通过调查 428 株思茅松采脂木的树高、胸径及材积等生长量,并对未采
脂的 45 株思茅松进行树干解析,建立其树高、胸径与材积标准生长曲线,对比分析了思茅松采脂后树高、胸
径、材积等生长量降低比例,研究了采脂对思茅松林木生长的影响。研究结果表明,(1)采脂使思茅松林木生
长放缓,对各径阶林木生长皆有不同程度的影响,其中,采脂对思茅松材积生长影响最大,其材积降低 24. 84 %,
其次是胸径,采脂后胸径生长降低 17. 12 %,对树高生长影响较小。(2)林木径阶越小,林木受采脂影响越大,
各指标生长降低比例越大。建议规范采脂,降低对思茅松林木生长的影响。
关键词:思茅松;树干解析;采脂;生长影响
中图分类号:S 791. 259 文献标识码:A 文章编号:1672 - 8246 (2015)06 - 0047 - 04
The Effect of Resin Tapping on Tree Growth of Pinus kesiya var. langbianensis
WU Ming-shan1,PU Ai-ming2,ZHOU Ru-liang1,PAN Yong-zhi1,YE Jiang-xia1
(1. Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P. R. China;2. Forestry Bureau of Mile City,Mile Yunnan 652399,P. R. China)
Abstract:To understand the impact of resin tapping on tree growth of Pinus kesiya var. langbianensis,a survey on
trees’height,diameter at breast height (DBH)and volume of 428 trees with resin tapping were conducted in the
Linxiang district of Lincang city. After stem analysis,and establishing standard curves of tree height,DBH and
tree volume of 45 trees without tapping,a comparative analysis on corresponding indicators before and after resin
tapping were made. The results showed that: (1)resin tapping make Pinus kesiya var. langbianensis grow slower,
and this affects tree growth of each diameter grade. Its effect on volume growth is the greatest with a reduction of
24. 84 %,following by the DBH with a reduction of 17. 12 %,and less effect on tree height growth; (2)the
smaller of diameter grade while resin tapping,the greater reduction of trees growth and relevant growth indica-
tors. To reduce its negative effects on tree growth of Pinus kesiya var. langbianensis,resin tapping with some regula-
tions should be adopted in practice.
Key words:Pinus kesiya var. langbianensis;stem analysis;resin tapping;effect on tree growth
思茅松 (Pinus kesiya var. langbianensis)生长
快、材质好,是云南重要的森林树种及用材树种之
一,也是主要的采脂树种[1]。其主要分布于云南
省西南部[2],普洱市 (原思茅地区)分布较广。
近年来由于松香需求量大,收购价格不断攀升,导
致思茅松天然林采脂强度过大[3]。经过多年的采
脂作业,加上连年砍伐大量的松树,可供采脂的松
树资源逐年减少[4],致使采脂林分面积不断扩展,
影响了地区林业经济的可持续发展。当前,全球变
暖,温室效应等问题,使得人们越来越重视生态环
境的保护。对于松脂采集问题的研究也发生了转
变,从以前的如何提高松脂产量,转变为研究采脂
第 44 卷 第 6 期
2015 年 12 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 44 No. 6
Dec. 2015
* 收稿日期:2015 - 05 - 13
基金项目:云南省教育厅-重点项目 (2014Z111) ,云南省科技厅-科技创新人才计划项目 (2014HC014)。
第一作者简介:吴明山 (1978 -) ,男,实验师,硕士,主要从事森林经理学研究。E - mail:wms616@ 163. com
通讯作者简介:叶江霞 (1979 -) ,女,副教授,硕士,主要从事林业 3S技术研究。E - mail:yjx125@ 163. com
对林木或林分生长造成的影响,进而导致影响局部
森林生态功能的发挥问题。邹文魁[5]、谢善高[6]、
王长新[7]、刘春芳[8]、王占勤[9]等就研究了采脂
对马尾松 (P. massoniana)、湿地松 (P. elliottii)、
油松 (P. tabulaeformis)生长的影响,而采脂对思
茅松生长的影响报道较少。文章立足于前人研究基
础,开展采脂对思茅松林木生长影响的研究,为深
入探讨采脂对思茅松森林碳汇、生态功能的影响提
供参考。
1 材料与方法
1. 1 研究地概况
研究地位于临沧市临翔区平村乡,其地理坐标
为东经 100°1417″ ~ 101°2557″,北纬 23°3646″ ~
23°5051″。研究地距临翔区城区 102. 58 km,境内
最高海拔 212 m (那玉大尖山) ,最低海拔 750 m
(那招渡口) ,多数区域海拔 900 ~ 1 500 m 之间,
年平均气温 19℃。≥10℃年积温 7 015℃,年平均
降雨量 1 333. 8 mm。
1. 2 试验材料
1. 2. 1 采脂木调查
2014 年 10 月,根据研究需要,在研究地思茅
松采脂林分内,不同地点、不同立地内,按径阶正
态分布选择 428 株采脂木,并进行每木检尺,检尺
因子包括:胸径、树高、年龄、第一开口高、最高
开口高、单侧切沟数、开口宽度、开口深度。采脂
木胸径、树高、年龄特征统计表如表 1 所示。
表 1 思茅松采脂木的胸径、树高与年龄特征
Tab. 1 DBH,tree height and age of resin tapped trees
极小值 极大值 均值 标准差 方差
胸径 /cm 10. 0 50. 0 19. 8 5. 6 31. 1
树高 /m 7. 8 18. 2 13. 5 2. 2 4. 9
年龄 /a 18. 0 60. 0 28. 1 5. 9 35. 5
样木数 /株 428
注:采脂树调查样株数为 428 株。
1. 2. 2 未采脂树调查
在研究地周边相同立地条件林分内,选择 45
株未采脂的思茅松进行树干解析,解析木选取林分
平均木,记录填写解析木基本信息,各圆盘信息。
依据解析木数据制作树干纵断面图,树高生长曲线
图,胸径、树高、材积总生长曲线图,胸径、树
高、材积连年 /平均生长曲线图。未采脂思茅松解
析木主要用于构建评价标准。
1. 3 评价方法
1. 3. 1 评价标准构建
依据 45 株未采脂思茅松解析木数据及图表分
别构建胸径、树高、材积标准生长曲线模型为,D
= f (A) + ε①;H = f (A) + ε②;V = f (A) + ε
③,式中:D为胸径 (cm) ,H为树高 (m) ,V为
材积 (m3) ,A为年龄 (a) ,ε 为模型残差。设定
胸径、树高、材积标准生长曲线模型①、②、③式
为研究地未采脂思茅松林木标准生长曲线。
1. 3. 2 评价方法
将①、②、③式最优模型带入 428 株采脂木,
以 A (年龄)为自变量,分别计算 428 株采脂木若
在未采脂的情况下,其胸径、树高、材积的数值,
定义为标准胸径、标准树高、标准材积。
428 株采脂木实测值中材积使用区分求积法计
算,胸径、树高使用调查实测值。分别对比胸径、
树高、材积在采脂与未采脂情况下的差值百分比,
构建胸径、树高、材积生长差,用以评价采脂对思
茅松林木生长的影响。评价指标为,胸径生长差 =
(标准胸径 -实测胸径) × 100 % /标准胸径④;树
高生长差 = (标准树高 -实测树高) × 100 % /标
准树高⑤;材积生长差 = (标准材积 -实测材积)
× 100 % /标准材积⑥。
2 结果与分析
2. 1 评价标准
依据 45 株解析木数据及图表,利用 SPSS统计
软件进行模型筛选,最优胸径、树高、材积标准生
长曲线模型结果为,胸径标准生长曲线:D =
20 109 + 0. 538A⑦;树高标准生长曲线:H =
1
1 /20 + 0. 536 (0. 862A)
⑧;材积标准生长曲线:H
= 0. 016 921 - 0. 005 1A + 0. 000 455A2⑨。
模型皆通过整体性检验,参数 t 检验,决定系
数 R2最大,胸径标准生长曲线 R2为 0. 958,树高
标准生长曲线 R2为 0. 922,材积标准生长曲线 R2
为 0. 960,模型对数据拟合最优。
通过总相对误差 RS、平均相对误差 EE,平均
相对误差绝对值 RMA和预估精度 P 4 个指标检验,
⑦、⑧、⑨式皆为最优。胸径标准生长曲线 RS 为
0. 011、EE 为 - 0. 109、 RMA 为 4. 567、 P 为
97. 357,树高标准生长曲线 RS 为 1. 953、EE 为
84 西 部 林 业 科 学 2015 年
3. 022、RMA为 7. 900、P 为 95. 753,材积标准生
长曲线 RS 为 1. 367、 EE 为 13. 822、 RMA 为
25. 648、P为 91. 665。
模型⑦、⑧、⑨作为标准胸径、标准树高、标
准材积。
2. 2 对比评价分析
将最优胸径、树高、材积标准生长曲线模型
⑦、⑧、⑨式带入 428 株采脂木,使用胸径、树
高、材积生长差④、⑤、⑥式可计算各指标生长
差。
以径阶为横坐标,胸径、树高、材积各径阶平
均生长差为纵坐标绘制平滑曲线,可得采脂木各径
阶胸径、树高、材积平均生长差曲线图,见图 1。
图 1 采脂木各径阶的胸径、树高、材积平均生长差曲线
Fig. 1 Growth curve of DBH,tree height and volume at
different diameter grades
按径阶整理各指标平均生长差可得采脂木各径
阶胸径、树高、材积平均生长差对比,见表 2。
结合图 1 及表 2 可以看出,思茅松采脂木的树
高、胸径、材积生长差皆为正,表示采脂使思茅松
各指标降低了,采脂对思茅松生长的影响较大。采
脂对思茅松树高、胸径、材积生长影响程度均不
同,采脂对思茅松材积生长影响最多,平均材积生
长量降低 24. 84 %,其次是胸径,平均胸径降低了
17. 12 %,树高生长降低较少,平均降低了 4. 28 %。
采脂使思茅松树高、胸径、材积生长降低,但在各
径阶上比例不同,林木越大,生长降低越小,林木
越小,生长降低越大。
表 2 采脂木各径阶胸径、树高、材积的平均生长差对比
Tab. 2 Growth difference comparison of DBH,tree height and
volume at different diameter grades
径阶
/cm
材积生长
差 /%
胸径生长
差 /%
树高生长
差 /%
10 56. 40 40. 24 7. 10
12 53. 70 37. 78 6. 90
14 50. 70 35. 32 6. 40
16 47. 80 32. 66 6. 30
18 44. 60 30. 61 5. 90
20 41. 20 28. 05 5. 70
22 38. 40 25. 85 5. 40
24 35. 70 23. 92 5. 20
26 32. 80 22. 18 5. 20
28 30. 60 20. 56 5. 10
30 27. 58 19. 02 4. 70
32 25. 00 17. 50 4. 60
34 22. 10 15. 99 4. 20
36 19. 10 14. 46 3. 90
42 12. 80 9. 53 3. 50
44 10. 80 7. 74 3. 00
46 9. 10 5. 87 2. 90
50 6. 00 2. 89 1. 70
平均 24. 84 17. 12 4. 28
表 3 径阶与树高、胸径、材积平均生长差相关分析表
Tab. 3 The correlation analysis among diameter grade,DBH,tree height ,and average volume growth difference
变量 统计项 径阶 /cm 材积生长差 /% 胸径生长差 /% 树高生长差 /%
径阶 /cm
Pearson相关性 1 - 0. 996** - 0. 995** - 0. 991**
显著性(双侧) 0. 000 0. 000 0. 000
N 18 18 18 18
材积生长差 /%
Pearson 相关性 - 0. 996** 1 0. 998** 0. 983**
显著性(双侧) 0. 000 0. 000 0. 000
N 18 18 18 18
胸径生长差 /%
Pearson 相关性 - 0. 995** 0. 998** 1 0. 986**
显著性(双侧) 0. 000 0. 000 0. 000
N 18 18 18 18
树高生长差 /%
Pearson 相关性 - 0. 991** 0. 000 0. 983** 0. 986**1
显著性(双侧) 0. 000 0. 000 0. 000
N 18 18 18 18
注:**在 0. 01 水平 (双侧)上显著相关。
94第 6 期 吴明山等:采脂对思茅松林木生长的影响
使用 SPSS统计软件,对表 2 采脂木各径阶胸
径、树高、材积平均生长差对比数据中径阶与树
高、胸径、材积平均生长差进行相关分析,可得径
阶与树高、胸径、材积平均生长差相关分析表,见
表 3。
从表 3 可以进一步看出,采脂后,思茅松林木
树高、胸径、材积等生长量降低比例与林木径阶大
小有关。径阶与树高生长差相关系数为 - 0. 991,
与胸径生长差相关系数为 - 0. 995、与材积生长差
相关系数为 - 0. 996,皆为负显著性相关。可见,
采脂木径阶越小,思茅松的树高、胸径、材积生长
差越大。
3 结论与讨论
3. 1 结论
通过对思茅松采脂木与未采脂林木的树高、胸
径、材积生长差对比分析研究,可得出如下结论:
(1)采脂使思茅松生长放缓,对各径阶林木
生长皆有影响,其中:采脂对材积生长影响最大,
采脂后其材积平均降低了 24. 84 %,其次是胸径,
采脂后其胸径平均降低了 17. 12 %,采脂对树高生
长影响较小,树高平均降低了 4. 28 %。与采脂后
马尾松、油松、湿地松表现相同规律。
(2)思茅松林木径阶越小,受采脂影响越大,
其各指标生长降低比例亦越大。
3. 2 讨论
通过对研究区思茅松采脂木调查发现,采脂部
位皆为林木胸径处 (1. 3 m)上下,且割面负荷率
普遍较大,平均 51. 62 %,最大为 90. 72 %。由于
林木生长是靠木质部与韧皮部之间的形成层实现,
一旦采脂割除胸径处的形成层,该部位就会停止生
长,故而胸径生长降低比例较大。而树干其他未采
脂部位直径生长影响较小,通过材积区分求积法计
算的材积生长降低比例更接近真实值。
依据中华人民共和国林业行业标准 《松脂采
集技术规程》 (LY /T1694-2007)规定:林木生长
正常,胸径≥18 cm 为采脂木条件[10],而通过研
究区采脂木调查发现,胸径为 10 cm的林木已开始
采脂,采脂后割面处立即停止生长,采脂对小径阶
林木径的生长影响很大,继而影响材积生长,致使
材质受损,降低木材的销售价格。此次调查发现思
茅松林区非规范化采脂行为较为严重。建议脂农应
规范采脂,降低对思茅松林木生长的影响,协调好
林业可持续性与经济社会的和谐发展。
当前,温室效应导致极端气候事件频发,威胁
到人类生存与发展,而森林碳汇被认为是减缓全球
气候变化的一种较好的选择,成为科学界关注的热
点问题。采脂影响思茅松林木的正常生长,继而降
低了林分单位面积蓄积,影响思茅松森林碳汇功
能,从而影响区域森林生态功能的发挥。采脂对思
茅松林分碳汇功能影响程度及局部生态功能降低
量,有待作深入研究。
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05 西 部 林 业 科 学 2015 年