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Population density of Eucalyptus urophylla plantation

尾叶桉人工林种群密度的研究



全 文 :尾叶桉人工林种群密度的研究*
黄宝灵* *  吕成群  (广西大学林学院, 南宁 530001)
蒙钰钗  张连芬  (广西象州县林业局,象州 545800)
摘要  探讨了 5. 6 年生尾叶桉种群密度与冠幅、胸径、树高、立木单株材积、林分蓄积量、木材性质及保存率
等的作用规律和相关模型. 结果表明,密度对胸径、立木单株材积、冠幅及枝下高的影响达到极显著水平; 对蓄
积量、木材纤维宽度的影响达显著水平;对树高、木材气干密度和木材纤维长度虽有一定的影响, 但不显著. 其
中, 密度与蓄积量、枝下高、木材纤维宽度呈正相关关系;而与胸径、立木单株材积、冠幅呈负相关关系.此外, 尾
叶桉具有较宽的合理密度范围; 作为短周期浆纸林, 其最佳密度应确定为 2000 株!hm- 2 .
关键词  尾叶桉  密度  作用规律  相关模型
Population density of Eucalyptus urophy lla plantation. HUANG Baoling , LU Chengqun ( College of Forestry ,
Guangx i University , Nanning 530001) . Chin . J . A pp l. Ecol . , 2000, 11(1) : 30~ 32.
This paper dealt with the relat ionships and correlation models of the population density of 5. 6 years old Eucalyp tus
ur ophylla plantat ion w ith its crown w idth, diamter at breast height ( DBH ) , tr ee height, individual standing volume,
stand volume, wood properties and survital rate. The results show ed t hat the population density r emarkably affected
DBH, individual standing volume, crow n w idth, live branch height, stand volume and wood fiber width; but not affect
tree height, basic density of w ood, and length of w ood fibers. It had a positive relationship wit h stand volume, live
br anch height and wood fibers w idth, and a negative relationship with DBH, individual standing volume and crown
width. I n addition, E. ur ophylla had a w ide range of reasonable density . For sho rtrotation puplw oods, the optimum
planting density of E. ur ophy lla is 2000 individuals per hectare.
Key words  Eucalyp tus urophylla, Density, Functional rule, Correlation model.
  * 林业部中南速生材繁育重点开放实验室项目和国家星火计划项
目( 91- 7- 2) .
  * * 通讯联系人.
  1998- 09- 21收稿, 1998- 12- 26接受.
1  引   言
尾叶桉( Eucalyp tus urophyl la )原产印尼东部蒂
汶岛及其邻近岛屿[ 1] . 关于尾叶桉的速生性及良好的
制浆性能近年来逐步为人们所认识和重视, 目前已在
我国华南地区大规模引种栽培, 成为营造短周期浆纸
林的最主要造林树种之一.由于尾叶桉生长速度快,生
产周期短,在营造短周期工业用材林时,一般不实施间
伐措施, 5~ 7年主伐.因此, 研究其合理的人工林种群
密度,促使形成良好的人工群体结构,使其充分利用营
养空间,保证树木个体之间关系得到较好的协调, 发挥
最大的生产潜力,从而使林分尽可能速生、丰产、优质、
高效尤其必要. 本文以目前生产中常用密度 1666株!
hm- 2为对照, 对 5. 6年生主伐时的尾叶桉人工林的 7
种造林密度进行研究,探讨其中的一些相关规律.
2  试验条件与方法
2. 1  试验地立地条件
试验地位于广西象州县石龙镇, 23∀55#N, 109∀29#E,年均气
温20. 8∃ , 最热 7 月平均气温 28. 9 ∃ , 最冷 1 月平均气温
10. 7∃ , 极端高温 40 ∃ , 极端低温- 3. 4 ∃ , % 10 ∃ 的年积温
6600~ 7000 ∃ .年降雨量 1314mm, 年蒸发量 1418mm, 蒸发量
大于降雨量,季节性干旱较严重.相对湿度 75% , 土壤为红壤,
土层深厚,表土层较薄, 多在 10cm 以下.酸性, 铁锰结核含量较
高,肥力中下. 造林前为马尾松残疏林地或荒草地, 主要植被种
类为纤毛野嘴草、野古草和铁芒箕, 盖度 0. 6 以下, 高度 50cm
以下.地形平缓, 坡度 5∀左右, 有利于机耕作业.
2. 2  试验设计及测定方法
2. 2. 1 试验设计  在经营水平相同的前提下, 采用随机区组试
验设计, 设每公顷 833 株( 1)、1111 株( 2)、1250 株( 3)、1429 株
( 4)、1666株 ( 5 为目前生产用的常规密度) , 2000 株( 6)、2500
株( 7)共 7 个密度处理, 3 次重复, 共 21 个小区, 每小区面积为
30m & 20m.
2. 2. 2 生长量测定  经每木检测后,以林分胸高断面积求出林
分平均胸径;找出平均木后, 伐倒平均木 3 株准确测定树高; 每
木检测树冠幅和枝下高; 查∋广西良种桉 (尾叶桉、巨桉、巨尾
桉)二元带皮材积表( , 求出立木单株材积; 林分主伐时统计林
木保存率,并求出林分蓄积量.
2. 2. 3 材性测定  每小区选取 1 株平均木, 取距地面 1. 0~ 1. 5
m 茎段为分析样品.木材气干密度测定按GB/ T193391 木材密
度测定方法进行.木纤维、导管分子、轴向薄壁细胞尺寸测定是
自离地面 1m 处截取圆盘一个, 通过髓心锯取厚约 5mm 的中心
应 用 生 态 学 报  2000 年 2 月  第 11 卷  第 1 期                                
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Feb. 2000, 11( 1))30~ 32
板材一块,并切成火柴梗大小, 按常规方法将其离析, 使各种细
胞分离.再经染色制成临时玻片, 在显微镜下用测微尺, 随机测
定各种细胞的长度、宽度及双壁厚度. 其中, 木纤维各测定 30
次,其它细胞各测定 60 次.以株为单位分别测定与统计计算.
2. 3  其他营林措施
2. 3. 1 苗木  采用东门种源的尾叶桉容器实生苗,苗木平均高
20~ 25cm.
2. 3. 2 整地  机耕整地,深 20cm, 两犁一耙, 东西行向, 定植沟
深 30cm.
2. 3. 3 施肥  施磷酸氢二铵 166. 6kg!hm- 2, 甘蔗滤泥 4998kg!
hm- 2作基肥;造林当年 8 月和第 2 年 4 月追施尿素 166. 6kg!
hm- 2 .
2. 3. 4 管理  造林后 1 个月内检查 1 次成活率, 发现死苗用同
一来源的树苗补植. 试验小区用两行柠檬桉作区分界线, 其株
行距按所属小区处理;小区的东西向按原小区设计的株行距分
别向外延伸 4m 作保护行,以保证设计的边缘效应; 试验区四周
设 10m 以上的保护带, 以减少牲畜危害.
3  结果与分析
3. 1  密度与树冠幅的关系
从表 1可看出, 随着密度的变化,冠幅、枝下高、胸
径、立木单株材积、蓄积量等因子呈一定的变化规律,
而树高、材性各因子的变化不明显.密度首先影响林
表 1  林分各因子平均值汇总
Table 1 Average value collect of each factors of stand
密度 Density( No!hm- 2)
833 1111 1250 1429 1666 2000 2500
冠幅 Crown cover( m) 3. 03 2. 91 2. 69 2. 62 2. 38 2. 09 1. 91
胸径 DBH( cm) 14. 73 14. 67 14. 53 13. 43 12. 90 11. 63 10. 97
树高 Height ( m) 17. 17 16. 90 18. 00 17. 53 17. 67 16. 60 17. 13
单株材积 VIS( m) 0. 1343 0. 1316 0. 1380 0. 1173 0. 1102 0. 0868 0. 0805
蓄积量 Volume( m3!hm- 2) 101. 32 126. 56 158. 90 148. 93 157. 17 167. 93 155. 77
枝下高 HLB( m) 6. 71 7. 30 7. 33 7. 39 7. 36 7. 38 7. 92
木材密度 Basic density( g!cm- 3) 0. 645 0. 646 0. 663 0. 696 0. 617 0. 662 0. 648
纤维长度 Fiber length( m) 1048 984 1016 1036 995 1040 1129
纤维宽度 Fiber w idth(m) 19. 9 19. 0 19. 1 20. 7 19. 9 20. 5 22. 1
保存率 Preservat ion rate( % ) 90. 47 87. 10 91. 70 88. 67 85. 67 86. 37 87. 37
冠的郁闭状况, 因为不同的造林密度限制了树木的营
养空间,而林木个体占据的营养空间对树冠发育有着
密切的关系[ 2] .对 5. 6年生尾叶桉人工林种群密度与
树冠幅进行回归分析得:
CW = - 1. 1018lnN + 10. 5424 (1)
式中, CW 为冠幅, N 为 密度, 相 关系数 r =
- 0. 9840* * ( r 0. 05= 0. 7545, r 0. 01= 0. 8745, 下同) .式
( 1)表明,密度与冠幅呈极显著负相关关系, 亦即密度
越大,树冠幅越小.
3. 2  密度与胸径的关系
由于密度对直径生长的效应具有非常重要的意
义,一方面它是对产量效应的基础,另一方面树木直径
又是成材规格的重要指标[ 3] . 因此, 研究密度对直径
生长的作用规律,无疑是短周期浆纸林造林密度的首
要问题.对 5. 6年生尾叶桉人工林种群密度与林分平
均胸径进行回归分析,得出的回归方程式为:
D = - 3. 9073lnN + 41. 7200 (2)
式中, D 为林分平均胸径, N 为密度, 相关系数 r= -
0. 9516
* *
. 式( 2)说明,尾叶桉人工林种群密度与林分
平均胸径之间负相关关系极显著, 表明平均胸径随密
度的减少而增加,而当密度增大时, 胸径随之减少. 此
外,从图 1得知, 不同密度造林, 立木径阶分布情况有
明显的差异.当密度大时,形成顶峰偏左的分布曲线图
形;而当密度小时,形成顶峰偏右的分布曲线图形,表
图 1  5. 6年生尾叶按不同密度立木径阶分布
Fig. 1 Dist ribution of dbh over diff erent spacings at age 5. 6 E . urophyl la .
a)密度( 1) Density( 1) , b)密度( 2) Density( 2) , c)密度( 3) Density( 3) , d)密
度( 4) Density( 4) , e)密度 ( 5) Density( 5) , f ) 密度( 6) Density ( 6) , g)密度
( 7) Density( 7) .
明密度影响着林木个体大小数量的分布.
3. 3  密度与树高的关系
密度对树高生长的作用要比对其它生长指标的作
用来得弱,在一个相当宽的中等密度范围内, 密度对高
生长几乎不起什么作用[ 4] . 本试验结果与该结论相
符,经多方面回归分析表明, 5. 6年生尾叶桉人工林种
群密度与树高生长之间相关关系不密切.
3. 4  密度与立木单株材积的关系
前人在研究草本植物时,发现密度与个体生长之
311 期                 黄宝灵等: 尾叶桉人工林种群密度的研究         
间存在着明显的数量关系.按不同栽培密度培育 1年
生作物时,发现在一定时期内平均个体重与密度成如
下关系式:
W = KN
- a 或 logW = - alogN + K 1
式中, W 代表平均个体重, N 代表单位面积株数, K、
a、k1 都是常数, 随植物生长发育阶段而变化.此式称
为竞争密度效果幂乘式[ 4] .
本试验中, 密度对 5. 6年生尾叶桉人工林种群平
均立木单株材积生长的作用亦与上述规律相吻合, 其
回归方程式为:
Vd = 5. 5471N
- 0. 53595512
(3)
式中, V d 为林分平均立木单株材积, N 为密度, 相关
系数 r= - 0. 9187* * .式( 3)表明, 密度与林分平均立
木单株材积之间呈极显著负相关关系, 即林分密度越
大,其平均立木单株材积越小. 这说明密度越大,林木
个体间对生活资源的竞争越激烈.
3. 5  密度与林分蓄积量的关系
林分蓄积量取决于其立木单株材积和株数密度两
个因子.就短周期浆纸林而言, 在立地条件相同情况
下,密度本身起主要作用,林分蓄积量随密度增大而增
大.本试验回归分析结果表明,密度与林分蓄积量有如
下关系:
M = 8. 4603N 0. 38865307 (4)
式中, M 为林分蓄积量, N 为密度, 相关系数 r =
0. 8107* . 式( 4)反映出, 5. 6年生尾叶桉人工林种群密
度与林分蓄积量呈显著正相关, 即蓄积量随密度的增
大而增大.
3. 6  密度与树干形质的关系
树干的形质也是生产上的重要问题. 树干圆满度
是树干形质的重要指标之一.圆满度因密度不同有明
显的差别.从表 1可看出,最大密度与最小密度的林分
平均高基本一致,而胸径的差异则较大.密度愈小, 胸
径愈大,因而干材的尖削度愈大;相反, 密度愈大, 胸径
愈小,干材的圆满度愈大. 此外, 密度对枝下高的影响
亦很明显,对 5. 6年生尾叶桉人工林种群密度与枝下
高进行回归分析得:
H b = 1. 1925+ 0. 8443lnN (5)
式中, H b 为平均枝下高, N 为密度, 相关系数 r =
0. 8890* * . 式( 5)说明,密度愈小,枝下高愈低; 密度增
加,自然整枝上升,从而对形成良好的树干形质有利.
3. 7  密度与木材性质的关系
本试验测定了不同密度 5. 6年生主伐的尾叶桉木
材的气干密度、木纤维长度和宽度, 经回归分析表明,
密度与木材气干密度、纤维长度无明显相关关系(木材
密度 r= - 0. 0516, 纤维长度 r = 0. 6520) , 但与纤维
宽度有显著正相关关系:
Fw = 17. 8429+ 0. 0015N (6)
式中, Fw 为木材纤维的平均宽度, N 为密度, 相关系
数 r= 0. 8063* .式( 6)反映出木材纤维宽度有随造林
密度增加而增大的趋势. 这与前述密度与平均胸径呈
显著负相关似有矛盾.但由于尾叶桉为强阳性树种,其
生长发育需要较强的光照,当密度增大时,增加了侧方
庇荫,使植株体内组织的分化趋势向耐荫的特性, 即细
胞体积增大,细胞分化数量减少. 因而出现了式( 6)的
正相关关系.
3. 8  密度与保存率的关系
在本试验设置的密度范围内, 林分 5. 6 年生主伐
时,密度与林木保存率有如下关系:
p = 113. 8081 - 3. 5174lnN (7)
式中, P 为保存率, N 为密度, 相关系数 r= - 0. 5886.
式( 7)说明,密度与保存率之间存在一种不显著的负相
关,即在本试验中,虽然林木个体之间已表现出竞争的
抑制作用,主伐时最大密度 2500株!hm- 2林分的蓄积
量已开始有所下降; 随着密度的增大,林木的保存率将
表现出随密度下降而下降的趋势. 但是,由于植物对密
度的缓冲作用, 使得自然稀疏作用在主伐时未能表现
出来.这种与一定的缓冲作用相对应的密度范围就是
合理密度范围[ 4] . 因此,本试验说明, 尾叶桉具有较宽
的合理密度范围,试验所设置的最大密度在主伐时仍
处在合理密度范围内.
参考文献
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4  Li JW(李景文) . 1995. Ecology. Beijing: Forest ry Press. 164~ 167( in
Chinese)
作者简介  黄宝灵,女, 41 岁,副研究员, 长期从事森林培育技
术研究,发表论文 20 多篇.
32 应  用  生  态  学  报                    11卷