全 文 ：林业科学研究　2007, 20 (4) : 452～457
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2007) 0420452206
兴安落叶松天然林分级木生长特性分析
玉　宝 1 , 王立明 23
(1. 内蒙古农业大学林学院 ,内蒙古 呼和浩特　010019; 2. 武警警种指挥学校 ,北京　102202)
摘要 :本文通过设置样地 ,作树干解析 ,阐明了兴安落叶松天然林分级木 (优势木、平均木、被压木 )生长特性 ,
并分析了分级木生长特性与林分因子和立地因子的关系。结果表明 ,兴安落叶松分级木在不同年龄阶段有相
互转换现象 ,其转换率 38. 9 % ,其中 ,平均木转换率占 50 % ,优势木和被压木转换率均 33. 3%。分级木从优
势木转平均木和平均木转被压木的转换率最高 ,相反方向则低。优势木转被压木和被压木转优势木的转换率
最低 ;随着林分密度和林分中落叶松比例增加 ,分级木相互转换数也增多 ;分级木转换现象主要集中在海拔 <
1 000 m、坡度 < 25°、坡向为阳坡、坡位为中下、土壤厚度 > 17 cm的林分中 ;被压木中 ,无转换的占 66. 7% ,抚
育采伐时应考虑伐除这些被压木。
关键词 :兴安落叶松 ;分级木 ;生长
中图分类号 : S753 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006203225
基金项目 : 国家林业局森林生态系统定位研究资助项目 (2001201)
作者简介 : 玉　宝 (1976—) ,男 ,蒙古族 ,内蒙古通辽人 ,博士生. 从事生态学理论与生态控制技术研究. Email: nm lyb8@ sina. com3 通讯作者 :王立明 (1963—) ,男 ,博士 ,教授 ,从事森林生态学、营林学教学与研究.
Ana lysis on C la ssif ied Stem Grow ing Character istics
of L a rix gm elin ii Na tura l Forest
YU B ao1 , WANG L i2m ing2
(1. College of Forestry, InnerMongolia Agricultural University, Huhhot　010019, InnerMongolia, China;
2. A rmed Police Kinds Command College, Beijing　102202, China)
A bstract: This paper expounded the grow ing characteristics of L a rix gm elin ii classified stem ( dom inant stem ,
average stem , overtopped stem ) and analyzed the rela tion between the grow ing characteristics of c lassified stem
and its stand facto rs and locality factors by setting p lo ts and m aking trunk analysis. The resu lts of th is study in2
dicated that L. gm elin ii would transform each other at the differen t age and its transfo rm ation rate was 38. 9 % ,
where the average stem was 50 % , and the dom inating stem and overtopped stem were all 33. 3 %. The trans2
form ation rates of classified stem from dom inan t stem to average stem and from average stem to overtopped stem
were highest, the opposition was low. However, the transform ation rate from dom inant stem to overtopped stem
and from overtopped stem to dom inant stem were the lowest. The in terconversion of classified stem would in2
crease as the stand density and the rate of L. gm elin ii was going up. The altitude that classified stem m ainly
concentrated was less than 1 000 m , slope was less than 25°, aspect was south slope, position was at m iddle
and lower, so il dep th less than 17 cm. The ra te of no in terconversion was 66. 7 % among overtopped stem. It
should cut the overtopped stem as in term edia te cutting.
Key words:L arix gm elin ii; classified stem; characteristics of growth
第 4期 玉 　宝等 :兴安落叶松天然林分级木生长特性分析
兴安落叶松 ( L a rix gm elin ii ( Rup r. ) Rup r. )
是大兴安岭森林建群种 ,内蒙古及东北地区重要
更新和造林树种 ,也是嫩江流域和呼伦贝尔大草
原的生态屏障 ,经营、保护好这片森林是一直在
研究的课题。在全球气候变化条件下 ,对天然林
森林群落动态以及生长变化特征的研究尤为重
要。林木分化是分级木形成的原因 ,林木分级为
定量疏伐选木的依据 ,是抚育采伐开始期和采伐
强度的理论依据。国内外对林木分级的研究较
多 ,其中 ,丁宝永、M are R. Roberts等人应用静态
马尔柯夫模型来研究分级木的相互转换 [ 1 , 2 ] 。但
主要集中在林木分化和抚育间伐的关系以及林
木分级方法等方面 [ 3～6 ] ,而对分级木相互转换生
长特性的研究为空白。通过对兴安落叶松分级
木间相互转换的生长特性以及与林分因子和立
地因子的关系研究 ,为天然林封育、经营管理和
抚育间伐提供理论依据是本论文的意旨所在。
1 试验地概况
试验地点是内蒙古自治区林管局根河林业局
潮查林场境内大兴安岭森林生态系统定位研究
站 ,地处大兴安岭西北坡 ,地理坐标为 50°49′～
50°51′N , 121°30′～ 121°31′E。面积 11 000
hm2。原始林面积 3 200 hm2。海拔 800～1 100
m ,为中山山地 ,属寒温带湿润气候区 ,年平均气
温 - 5. 4 ℃, 最低气温 - 50 ℃, > 10 ℃积温
1 403℃,年降水量 450～550 mm , 60 %集中在 7、
8月份 ,降雪厚度 20～40 cm ,无霜期 80 d。境内
连续多年冻土和岛状多年冻土交错分布。林下
土壤为棕色针叶林土 ,土层厚度 20～40 cm ,基岩
以花岗岩与玄武岩为主。森林以兴安落叶松为
建群种的寒温带针叶林 ,平均高 25～30 m ,平均
胸 径 26 ～ 30 cm , 平 均 蓄 积 量 150 ～
200 m3 ·hm - 2。主要林型有杜香 —落叶松林 (L e2
dum pa lustre L. 2L a rix. gm elin ii forest) ,杜鹃 —落叶
松林 ( R hododend ron dahu ricum DC. 2L. gm elin ii for2
est) ,伴生树种有白桦 (B etu la pla typhy lla Suk. )和
山杨 ( Popu lus david iana Dode. ) 。林下植物常见
有杜香 ( L edum pa lustre L. ) ,杜鹃 ( R hododend ron
dahu ricum DC. ) 、笃斯越橘 (V accin ium u lig inosum
L inn. ) ,红花鹿蹄草 ( Py rola inca rna te Fisch. ) ,舞
鹤 草 ( M a ian them um bifolium ( L inn. ) F. W.
Schm idt) ,山黧豆 (L a thy rus qu inquenervius (M iq. )
L itv. )等。
2　研究方法
2. 1　标准地的设置
选择具有代表性的森林群落类型 ,按不同的林
分因子和立地因子 ,设直径 40 m的圆形临时标准
地 ,在其内设 9个直径为 6 m的样圆 ,相邻样圆之间
距离为 4 m ,从中央向四个方向排列。共设置 18块
标准地。
2. 2　标准地调查
在标准地内每木调查 ,按各径阶株数比例 ,选择
15% ～20%的林木量测树高、冠幅、枝下高 ,调查记
载标准地立地因子 ,林下植被、土壤等。在每木检尺
的基础上 ,按不同标准地林木生长状况 ,每块标准地
选择优势木、平均木、被压木各 1株 ,进行树干解析 ,
共 54株。
2. 3　计算和处理
对每个标准地分级木 (优势木、平均木、被压
木 )胸径 ,材积 (各龄阶材积按区分求积法计算 )、树
高用 Excel软件计算和处理 ,求出胸径、材积、树高
总生长量、平均生长量和连年生长量。对比分析不
同标准地分级木的转换方向、转换率 [ 1, 3 ] ,以及与林
分因子和立地因子的关系。
3　结果与分析
3. 1　分级木生长特性
根据分级木 (优势木、平均木、被压木 )的胸
径、树高生长过程 ,各级木互相转换方向有从优势
木转换成平均木、被压木 ;平均木转换成优势木、
被压木 ;被压木转换成平均木、优势木等 6种。落
叶松在不同年龄阶段有相互转换现象 ,且转换年龄
和方向各不相同 (表 1)。在 54株中转换有 21株
(表 2) ,转换率 38. 9% ,其中 ,平均木转换率最高 ,
占 50% (18株优势木、平均木和被压木中 )。而优
势木和被压木转换率均 33. 3%。从优势木转换成
平均木和从平均木转换成被压木的转换率均 27. 8
% (表 2) ,而转换方向相反则转换率均 22. 2% ,从
优势木到被压木和从被压木到优势木的转换率分
别 5. 6%和 11. 1%。说明 ,分级木转换方向为从上
一级到下一级的转换率为高 ,相反则低 ,而优势木
转换成被压木和被压木转换成优势木的转换率最
小。无转换的有 33株。
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
表 1　分级木转换年龄与过程
标准地号 原分级木 转换方向 转换年龄段 / a 现分级木
1 优势木 优 - 被 ≤14; ≥14 被压木
被压木 被 - 平 -优 ≤14; 14～23; ≥23 优势木
2 平均木 平 - 被 ≤19; ≥19 被压木
被压木 被 - 平 ≤19; ≥19 平均木
3 平均木 平 - 被 ≤29; ≥29 被压木
被压木 被 - 平 - 优 - 平 ≤29; 29～47; 47～52; ≥52 平均木
4 平均木 平 - 优 -平 ≤22; 22～43; ≥43 平均木
优势木 优 - 平 -优 ≤22; 22～43; ≥43 优势木
5 优势木 优 - 平 ≤26; ≥26 平均木
平均木 平 - 优 ≤26; ≥26 优势木
优势木 优 - 平 -优 ≤39; 39～43; ≥44 优势木
9 被压木 被 - 平 - 优 - 平 ≤24; 24～39; 39～44; ≥44 平均木
平均木 平均木 - 被压木 ≤24; ≥24 被压木
10 平均木 平 - 被 ≤24; ≥24 被压木
被压木 被 - 平 ≤24; ≥24 平均木
12 优势木 优 - 平 ≤9; ≥9 平均木
平均木 平 - 优 ≤9; ≥9 优势木
13 平均木 平 - 优 ≤39; ≥39 优势木
优势木 优 - 平 ≤39; ≥39 平均木
15 优势木 优 - 平 ≤51; ≥51 平均木
平均木 平 - 被 ≤24; ≥24 被压木
被压木 被 - 平 -优 ≤24; 24～51; ≥51 优势木
16 优势木 优 - 平 ≤54; ≥54 平均木
平均木 平 - 优 ≤54; ≥54 优势木
表 2　分级木相互转换统计
原分级木 数量 /株 比例 /% 现分级木 数量 /株 转换率 / %
优势木 6 33. 3 平均木 5 27. 8
被压木 1 5. 6
平均木 9 50. 0 优势木 4 22. 2
被压木 5 27. 8
被压木 6 33. 3 平均木 4 22. 2
优势木 2 11. 1
3. 2　林型与分级木生长
在 18块标准地中 ,草类 —落叶松 ( g rass2L. gm e2
lin ii forest)和杜香 —落叶松林型各 7块 (表 3) ,杜
鹃 —落叶松和柴桦 —落叶松林型 (B etu la fru ticosa
Pall. 2L. gm elin ii forest)各 2块。按标准地数统计 ,在
7块草类 —落叶松中 ,转换的有 4块 ,占 57. 1% ;同
理 ,杜香 —落叶松的占 42. 9% ;杜鹃 —落叶松的占
50% ;柴桦 —落叶松的占 100%。图 1说明 ,不同林
型的分级木转换率和转换方向有较大区别。按分级
木的转换数和方向统计 ,草类 —落叶松林转换为 8
株 ,在 18株优势木、平均木和被压木中 ,转换成优势
木、平均木、被压木的比例分别为 11. 1%、16. 7%、
16. 7% ;同理 ,杜香 —落叶松为 7 株 ,比例分别为
11. 1%、16. 7%、11. 1% ;杜鹃 —落叶松为 2株 ,比例
分别为 0、5. 6%、5. 6% ;柴桦 —落叶松为 4株 ,比例
分别为 11. 1%、11. 1%、0。
图 1　不同林型分级木转换比较图
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第 4期 玉 　宝等 :兴安落叶松天然林分级木生长特性分析
表 3 分级木转换影响因子
标准
地号
林型
林分年
龄 / a
林分平均
胸径 / cm
林分平
均高 /m
密度 /
(株·hm - 2 )
树种组成
地形
海拔 /m 坡度 / (°) 坡向 坡位
土壤厚
度 / cm
1 草类—落叶松 65 7. 8 8. 2 2 792 8落 1桦 1杨 900 10 S 下 21. 0
2 杜鹃—落叶松 59 10. 1 10. 9 708 8落 2桦 1 000 25 S 中 17. 5
3 草类—落叶松 56 9. 4 12. 5 1 533 9落 1桦 980 20 S 中 18. 0
4 草类—落叶松 58 9. 2 9. 3 1 062 8落 2桦 1 005 25 S 中 17. 0
5 杜香—落叶松 58 8. 9 15. 9 865 10落 990 25 N 中 19. 0
6 杜香—落叶松 63 8. 1 8. 7 1 494 8落 2桦 1 050 30 N 上 13. 5
7 杜香—落叶松 56 9. 0 10. 8 1 533 6落 4桦 1 060 30 N 中 16. 0
8 杜香—落叶松 62 9. 8 12. 9 1 691 9落 1桦 1 030 30 N 中 15. 0
9 草类—落叶松 51 7. 7 7. 7 3 106 6落 4桦 890 — — — 21. 0
10 杜香—落叶松 58 10. 4 10. 0 1 101 7落 3桦 910 25 NW 下 20. 0
11 草类—落叶松 36 6. 8 6. 1 3 263 7落 3桦 +杨 960 30 NW 中 17. 0
12 柴桦—落叶松 36 8. 0 8. 9 2 398 10落 +桦 900 — — — 6. 0
13 柴桦—落叶松 39 10. 1 10. 5 1 533 9落 1桦 1 000 20 W 下 4. 5
14 杜鹃—落叶松 56 9. 0 9. 2 1 258 6桦 4落 1 050 45 W 中 16. 5
15 杜香—落叶松 60 11. 8 9. 2 2 241 10落 900 15 NW 下 19. 0
16 草类—落叶松 61 9. 7 12. 8 2 045 9落 1桦 +杨 1 050 45 S 上 17. 0
17 草类—落叶松 39 12. 4 13. 6 983 9落 1桦 880 5 SW 下 16. 0
18 杜香—落叶松 54 9. 3 7. 4 1 966 6落 4桦 930 15 SW 下 7. 0
3. 3　密度与分级木生长
林分密度对林木直径和高生长起重要作用 ,是
分级木形成和比例的重要影响因子 ,密度越大 ,林木
的分化愈强烈 ,林木分化导致分级木的形成 [ 6～8 ]。
密度不同 ,分级木的转换方向和转换成各分级木的
比例不同 (表 3)。林分密度相差不大或相同的条件
下 ,生长在不同立地条件下的落叶松具有相似的生
长过程 ,如标准地 12和 16 (表 3、图 2)。处于相同
立地条件下的落叶松由于林分密度相差太大 ,其生
长过程差异也较大 [ 8 ] ,如标准地 3和 4。落叶松林
分密度相同 ,但立地条件不同 ,其生长过程差异也较
大 ,如标准地 3和 13。随着林分密度的增加 ,分级木
相互转换的数量有增多的趋势 (图 2)。
图 2　不同林分密度分级木转换比较图
3. 4　树种组成与分级木生长
树种组成不同 ,其分级木转换方向和转换率也
不同 ,差异性较大 (表 3)。图 3显示 ,落叶松比例越
大 ,其分级木转换成平均木和优势木的比例也就越
大。林分中落叶松比例大 ,种内竞争 [ 1, 3 ]就变为激
烈 ,促使分级木形成和互相转换。随着林分树种组
成中落叶松比例增加 ,出现分级木互相转换现象更
为普遍 (图 3)。
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
图 3　不同树种组成分级木转换比较图
3. 5　立地条件与分级木生长
立地条件好 ,林木生长越旺盛 ,其之间的竞争越
激烈 ,林分分化现象也越强烈 [ 7, 8 ] ,分级木数和分
级木间的相互转换率也就越高。(表 3)显示 ,有分级
木转换现象的主要集中在海拔低于 1 000 m、坡度小
于 25°、坡向为阳坡、坡位为中下、土壤厚度大于 17
cm的林分中 (图 4、5)。
图 4　不同海拔分级木转换比较图
图 5　不同坡度分级木转换比较图
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第 4期 玉 　宝等 :兴安落叶松天然林分级木生长特性分析
4　结论与讨论
(1)兴安落叶松天然林分级木在不同年龄阶段
有转换现象 ,但转换年龄和方向各不相同。兴安落
叶松分级木转换率 38. 9% ,其中 ,平均木转换率占
50% ,优势木和被压木转换率均 33. 3%。分级木从
优势木到平均木和从平均木到被压木的转换率最
高 ,相反方向则低 ,优势木转换成被压木和被压木转
换成优势木的转换率为最低。
(2)不同林型间分级木转换数和方向有较大区
别 ,按标准地转换数统计 ,草类 —落叶松林型转换率
57. 1% ;杜香 —落叶松林型转换率 42. 9% ;杜鹃 —
落叶松林型转换率 50% ;柴桦 —落叶松林型转换
率 100%。
(3)随着林分密度增加 ,分级木相互转换的数
量有增多趋势。
(4)随着林分树种组成中落叶松比例增加 ,出
现分级木相互转换现象更为普遍。落叶松比例越
大 ,其分级木转换成平均木和优势木的比例也越大。
(5)有分级木转换现象的主要集中在海拔低于
1 000 m、坡度小于 25°、坡向为阳坡、坡位为中下、土
壤厚度大于 17 cm的林分中。
(6)由于平均木的转换率高 ,非常活跃且不稳
定 ,因此 ,在林木培育中应着重考虑它的重要地位和
特殊性 ;在 18株被压木中 ,无转换的有 12 株 ,占
66. 7% ,在兴安落叶松天然林经营和抚育采伐中应
考虑伐除这些被压木 ,为林木生长发育创造更好的
营养空间。
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