全 文 ：林业科学研究 2009, 22( 1): 80~ 84
Forest R esearch
文章编号: 10011498( 2009) 01008005
滇中高原云南松林目标树优势
群体的生长过程分析
廖声熙1, 李 昆 1, 陆元昌 2, 李增元 2, 喻景深 1
( 1. 中国林业科学研究院资源昆虫研究所,云南 昆明 650224; 2.中国林业科学研究院资源信息研究所,北京 100091 )
摘要: 通过对滇中高原云南松林分的调查以及树干解析, 分析了目标树优势群体的树高、直径生长过程。结果表明:
云南松生长发育过程可划分为苗木生长初期,树高速生期, 直径速生期,速生后期和成熟期 5个生长阶段;云南松材
积生长的重要年龄阶段为 15~ 45年 ,此期间应加强抚育措施, 促进其快速生长; 50年生云南松开始进入数量成熟
阶段, 可以采伐利用。云南松速生期较长, 可作长轮伐期经营, 是培育中大径材的理想树种。林分中云南松优势木
材积生长量是平均木的 3~ 4倍,建议引入德国近自然经营技术,将全林改造为目标树经营, 大幅提高其生产效率。
关键词: 云南松;目标树; 优势群体;生长过程
中图分类号: S791. 257 文献标识码: A
收稿日期: 20080510
基金项目: 国家 十一五 科技支撑计划专题 天然林区人工林近自然化改造技术 ( 2006BAD03A0403 )和国家林业局科技支撑项目
天然林保护工程重点技术研究及试验示范 的部分内容
作者简介: 廖声熙 ( 1973! ) ,男,贵州黎平人,副研究员,主要从事森林培育、森林经理方面研究, C afliao@ 163. com.
Analysis on Growth of the Dom inant Population ofP inus yunnanensis
in CentralYunnan Plateau
LIAO Shengx i1, LI Kun1, LU Yuanchang2, LI Zengyuan2, YU J ingshen1
( 1. Research In stitu te ofR esources In sects, CAF, Kunm ing 650224, Yunnan, Ch ina;
2. Research Inst itu te of ForestR esource In form ation Technigues, CAF, Beijing 100091, Ch ina)
Abstract: Th is article analyzed the height and diameter grow ing process o f the dom inant popu lation of P inus
yunnanensis in centralYunnan P lateau, based on invest igation o f forest stand characteristics and stem analysis. The
resu lts show ed that the development ofP. yunnanensis could be d iv ided into five periods: initial grow ing of seedling
( 5 a); fast grow ing period of height ( 6! 10 a) ; fast grow ing period of diameter ( 11! 25 a ); late fast grow ing
period ( 26! 45 a) ; and mature period ( > 46 a). In the fast grow ing period o f he igh,t the forest stands become
canopy c losure and grow th speed o f he ight accelerates rem arkably. In the fast grow ing period o f diameter, the
diameter increment reaches the peak, imply ing that tendingmanagement for forest stand shou ld be strengthened. In
late fast grow ing period, the d iam eter remains strong ly increasing; height continuesmodest grow, and stand volume
increment is themax imum. The resu lts also ind icated that the fast grow ing per iod ofP. yunnanensis cou ld last 40 a,
and is suitable for longro tation managem ent and for cu ltivating the large d imension timber. W ith in the stand ofP.
yunnanensis, the vo lum e increments of the dom inant trees are 3- 4 times more than that o f the interm ediate trees.
The resu lts of study to suggest introduce the manag ing techno logy of close to nature fo restry from G ermany to
improve the stand structure and grow th eff iciency o fP. yunnanensis.
Key words:P inu s yunnanensis; target tree; dom inant popu lation; grow th process
第 1期 廖声熙等: 滇中高原云南松林目标树优势群体的生长过程分析
云南松 ( P inus yunnanensis Franch. )又称飞松、
青松,适应性强, 耐干旱瘠薄土壤,分布集中成片, 是
云南高原山地更新造林的先锋树种。云南松林是我
国西南地区的一个特有森林类型, 也是我国西部偏
干性亚热带的典型代表群系, 它的分布以滇中高原
为中心,东至贵州、广西西部,南达云南西南部,北到
藏东、川西高原, 西至中缅国境线, 大约在 23 ~ 29∀
N, 98∀30#~ 106∀30#E之间, 分布区呈不规则的多角
形。在云南的分布面积约 500万 hm2, 占云南省林
地面积的 52% ,拥有约 3亿 m3的蓄积量,占云南有
林蓄积的 32%。云南松是制作人造板材的重要工
业用材树种,蓄积量大, 覆被率也高, 在林业生产中
占有重要地位 [ 1- 4]。另外, 云南松也是生产松香及
其它林副产品的主要树种 [ 5]。
了解林木生长过程及各个生长阶段特点有利于
安排生产经营措施, 才能采用最佳的培育技术与模
式去实现最大木材收获量, 从而达到林木的速生、优
质与丰产。诸多学者对林木的生长规律进行了研
究,如陈义刚等 [ 6 ]对粤北低山丘陵地区小红栲生长
过程进行了分析; 亢新刚 [ 7]等编制了冀北次生林 3
个树种林分生长过程表, 为该地区 3个树种的生长
收获预估提供理论依据;张远彬等 [ 8 ]对两种类型林
分中的扁刺栲的生长过程分析, 发现次生针阔混交
林中的扁刺栲生长较快,同时提出了针对次生阔叶
林的经营管理措施。云南松林经营的研究包括有云
南松林生长过程表、收获预测表、生长量表和密度控
制图的编制,抚育间伐技术标准的制定等方面的内
容 [ 9- 17]。在前人的研究中, 缺乏对云南松生长过程
的深入分析,且未见云南松平均木与优势木生长差
异的报道。本文通过对滇中地区的云南松树干解
析,分析云南松的胸径、树高和材积的生长过程, 探
讨云南松平均个体与优势个体的生长差异及其原
因,以及经营技术措施对生长可能产生的影响,为更
好地进行云南松人工林定向培育制定措施提供
依据。
1 研究地区概况
研究区位于云南省禄丰县一平浪林场, 地处滇
中高原、云岭东延乌蒙山支脉, 地理坐标 24∀59#~
25∀13#N, 101∀40#~ 102∀05#E, 海拔 1 495~ 2 594 m。
气候属中亚热带高原季风区,立体气候明显、干湿季
节分明;年平均气温 15. 6~ 16. 2 ∃ , 最高气温 36. 1
∃ ,最低气温 - 4. 5 ∃ , % 10 ∃ 年积温 4 900~ 5 913
∃ ;年平均降水量 930. 5mm, 5! 10月降水量占全年
降水量的 89. 5% ,而 11月至次年 5月降水量仅占全
年降水量的 10. 5%。地带性植被为亚热带常绿阔
叶林,现存类型包括温凉性常绿阔叶针叶混交林、暖
温性针阔混交林和干热河谷灌草丛, 主要乔木树种
有云南松、华山松 ( P. armand i Franch. )、滇油杉
(K eteleeria evelynianaM as.t )、元江栲 (Castanop sis or
thacantha Franch. )、高山栲 ( Castanop sis d elavay i
Franch)、滇青冈 ( Cyclobalanop sis g laucoides Scho tt
ky)、滇石栎 ( L ithocarpus dealbatus Rehd. )、旱冬瓜
(Alnus nepalensis D. Don )、麻栎 (Quercus acutissima
Carr. )、锐齿槲栎 (Quercus aliena B I. var. acu teserra
ta Max. )等。土壤类型主要有红壤、紫色土 ( 2 300
m以下 )、黄棕壤和森林棕壤 ( 2 300~ 2 500 m )。
2 研究方法
2003! 2007年,通过对滇中地区云南松森林全
面踏勘后,在 50年生左右的云南松天然次生林中设
置了 22块标准地, 在标准地内进行每木检尺, 求出
林分平均直径, 据此选择出有代表性的云南松林标
准地 7块,每块标准地测树高 15~ 20株, 其中最高
的测 5株, 接近平均直径测 3 ~ 5株, 其余径阶测
1~ 2株。在现场画出树高曲线,求出林分平均高; 同
时测定 5株优势木的树高,计算优势木平均高。根
据计算出的林分平均标准木和优势木的平均树高和
直径,在现场分别找出均匀分布于林分中的平均标
准木和优势木各 5株,伐倒后进行树干解析,分析树
高、胸径、材积、生长量等各项指标生长规律, 用 Ex
ce l软件作图 [ 18]。树干解析的具体方法参见 &测树
学 ∋的方法 [ 19- 20]。
3 结果分析
3. 1 滇中地区云南松生长进程
树干解析结果显示: 云南松树龄为 50年时, 平
均木树高为 16. 6m,直径 12. 7 cm,平均断面积带皮
材积 0. 171 7 m3; 而同时期优势木树高达 18. 6m, 直
径 23. 3 cm,平均断面积带皮材积 0. 553 3 m3, 分别
比平均木相应指标高出 12. 1%、83. 5%和 222. 3%。
根据生长模型,按 5年 1个龄阶, 分别计算出云南松
各龄阶的树高、直径和材积的总生长量、平均生长量
和连年生长量。
云南松的生长有 3年左右的生根蹲苗期, 5年
后才开始明显的高生长,初期生长比较缓慢,以后生
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林 业 科 学 研 究 第 22卷
长逐渐加快, 10年左右林木进入郁闭, 树高在
2. 0~ 5. 0m。随着林木年龄的增长,树高总生长量
至 5年后逐渐加快,其树高、直径和材积生长都有其
阶段性的变化, 25年生时平均木树高为 11. 6 m, 直
径为 8. 4 cm; 优势木高达 14. 1m, 直径为 14. 0 cm;
50年生时平均木树高为 16. 6m, 直径为 12. 7 cm; 优
势木高达 18. 6 m, 直径为 23. 3 cm。云南松各龄级
树高总生长量与直径总生长量生长曲线见图 1。云
南松直径与树高生长均处于较高水平, 优势木 50年
内生长变化范围为树高 1. 3 ~ 18. 6 m, 直径
0. 9 ~ 23. 3 cm。平均木与优势木树高生长量始终
保持较大的差距, 2条生长曲线呈平行状态,说明二
者在各生长阶段的树高生长速率比较一致, 而优势
木的直径生长量远超平均木直径生长量, 在苗期达
到了 6倍以上,其后的生长过程中保持在 1. 3 ~ 1. 9
倍之间,说明云南松的后期长势取决于是否为良种
壮苗。云南松的树高生长比较旺盛,至 45年后才出
现减缓趋势,表明云南松速生期较长,可以培育出大
径材。
图 1 滇中地区云南松生长过程曲线
3. 2 树高生长过程
树高生长曲线是树高为时间的增函数, 即树高
随生长年限的增加单调增加。云南松树高平均生长
量与连年生长量生长曲线见图 2。由图 2看出:平均
木与优势木总的树高生长趋势相同, 但拐点位置不
相同, 各阶段的生长量也不一样。云南松平均木经
过 3 ~ 4年的蹲苗期后,快速生长期出现在 10~ 14
年之间,平均生长量与连年生长量相交于第 16 ~ 18
年,高峰期出现在第 13年,最大值为 0. 56m; 优势木
苗期长势良好,初期生长比平均木快,第 7年连年生
长量与平均生长量曲线相交后平均生长量呈慢降趋
势,但保持旺盛生长, 这与林分密度与树高结构分层
有关,云南松是强阳性树种,优势木苗高在生长初期
处于植被上层,有足够的光热资源,从而促进了优势
木的树高生长。随着时间增长, 平均木树高生长也
突破草本植被层, 其生长也出现一个飞跃的过程, 至
10年生后, 林分开始郁闭, 种内竞争强烈, 生长趋于
稳定,至 45~ 50年时有一个生长停滞的现象, 50年
以后属于树高生长的衰减期, 云南松树高一般能达
到 30~ 35 m, 极少能达到 40m以上。
从云南松林分平均树高生长曲线看, 最大连年
生长量出现在第 10年, 树高生长高峰出现在 15年
左右,以后高生长持续下降, 这种高生长量的生长
期,大约持续 30年, 这段期间, 年高生长达 0. 50 m
左右,每 10年的平均生长量为 5. 00m, 平均生长率
为 25% ,是生长旺盛期, 50年后树高生长逐步下降。
图 2 滇中地区云南松树高生长曲线
3. 3 云南松直径生长过程
随着林木年龄的增加, 林分的直径生长也不相
同。从云南松平均直径生长曲线 (图 3)看, 随年龄
的增大,直径生长量也增大,连年生长量与平均生长
量均呈现出先上升后下降趋势, 连年生长量波动范
围比平均生长量大, 前 10年增长最快, 最大值出现
在 12年,直径的连年生长量和平均生长量曲线第 1
次相交于 13 ~ 14年, 第 2次相交于 19~ 20年。平
均直径生长高峰在 20~ 30年。在 45年前都生长较
快,每 10年的平均生长量为 3. 2 cm,平均生长率为
30. 3%,是云南松直径生长速生期, 可以持续 10~ 25
年左右,然后是一个缓慢生长期,年轮波动在速生期
幅度大,进入缓慢生长期后幅度小。
除苗期外,云南松平均木和优势木的直径平均
生长量峰值均出现在 10 ~ 15年, 最大值分别为
0. 47、0. 58 cm。在 12年之前, 平均木直径平均生长
量一致呈快速上升趋势, 12年之后,平均生长量的
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第 1期 廖声熙等: 滇中高原云南松林目标树优势群体的生长过程分析
变化平缓,但 8年之后,云南松优势木直径平均生长
量比平均木平均生长量大 150%以上, 这与林分的
结构和密度有关,优势木处于林分上层,占有营养空
间大, 树冠重叠小, 对有效资源的利用较高, 有利于
云南松的胸径生长。从云南松林的平均直径生长
看,在立地条件好的地段, 宜适当培育大径材, 不过
培育周期较长,在立地条件一般或较差的林地,宜培
育中小型材,以充分利用地力。
图 3 滇中地区云南松直径生长过程
3. 4 材积生长过程
从云南松平均木材积生长 (图 4)看, 表现为最
初几年生长较慢, 经过前 10年的缓慢生长阶段后,
林木进入速生阶段, 10 ~ 45年为云南松材积速生
期,此期间直径生长率达到最大值, 50年后材积生
长开始下降,但仍能保持旺盛生长, 经济性较高。云
南松不同个体材积生长的总趋势基本相同, 但是平
均木与优势木生长曲线上的拐点位置不相同, 各阶
段的材积生长量也不一样, 林分平均木的云南松材
积进入速生期的时间较迟, 生长量也小, 20年后进
入速生期,然后一直保持上升趋势, 到 45年生时材
积平均生长量达 0. 002 4 m3; 50年后生长量增长趋
缓,达到最高峰后迅速下降,此时平均生长量将达到
最大值。优势木进入速生期比平均木要早 5~ 8年,
在 45年时材积平均生长量达 0. 009 2m3, 为平均木
平均生长量的 3. 83倍,且到达高峰值的时间也比平
均木略早,约在 48~ 50年,说明 50~ 60年这个期间
为云南松的数量成熟龄,其后生长量下降速度极快,
进入采伐利用时期。从图 4可看出: 其材积生长呈
周期性上下波动,受直径生长波动影响较大,可能与
该地区周期性爆发松毛虫害及气候变化有关, 有待
进一步研究。
图 4 滇中地区云南松材积生长过程
4 结论与讨论
云南松生长发育过程可划分为苗木生长初期,
树高速生期, 直径速生期,干材速生期和速生后期 5
个生长阶段。前 5年, 云南松在苗木生长初期非常
重要,将直接决定其后的生长趋势,所以造林时必须
良种壮苗, 在生产中要引起重视。 5~ 10年期间的
云南松,是林分形成的初期,树冠逐步相互交接, 林
分开始郁闭, 特点是高生长明显加快,直径生长延后
于树高生长, 材积生长缓慢,可以通过林地管理及幼
林抚育以促进林木生长。10~ 25年期间, 云南松树
高已通过速生高峰期, 而直径连年生长量也开始达
高峰期,材积生长量开始增长,林分开始郁闭, 开始
出现生存竞争,需要加强土壤管理,采取一定的抚育
管理和间伐措施。 25~ 50年期间,从树高平均生长
量出现高峰期开始,到直径平均生长量高峰期出现
时结束,此阶段主要特点是直径旺盛生长,树高生长
保持一定比例,而直径生长量增大,处于材积速生阶
段,也是干材速生期。 50年以后树高生长急剧下
降,直径生长变缓, 处于速生后期; 之后, 树高、直径
生长均处于较低水平, 树高趋于停止生长,材积生长
亦开始下降, 在此阶段,优势木的材积连年生长量落
后于平均生长量,平均木的连年生长量也呈快速下
降趋势,云南松正处于数量成熟阶段,此阶段可以采
伐利用。
近年来, 德国 近自然 经营体系逐渐引入我
国,并在国内许多林场分别开展了一些工作,也取得
了良好的执行效果 [ 21- 22]。近自然森林经营林分施
业体系是以单株林木为对象进行的目标树抚育管理
体系,其基本原则是理解和尊重自然,充分利用林地
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林 业 科 学 研 究 第 22卷
自身更新生长的潜力,生态和经济目标兼顾,最大限
度地降低森林经营的投入 [ 23- 24]。具体做法是把所
有林木分类为目标树、干扰树、生态保护树和其它树
木等 4种类型, 永久地标记出林分的特征个体 ! 目
标树,并对其进行单株木抚育管理, 目的是在保持森
林生态功能的前提下实现高价值林木成分 (目标
树 )最大的平均生长 [ 25 ]。因此, 建议云南松经营引
入德国近自然经营技术,建立目标树经营技术体系,
改善云南松林分结构,提高其生长效率。
滇中林区云南松林分生长的地位级指数处于 I
级水平,总的生长量在云南松分布区中属于较高水
平,具有一定的发展前景。云南松林分的经营目的
也是为了获取最大的出材量,在林分不同、林木个体
平均单株材积不同, 优势木进入速生期比平均木要
早 5~ 8年, 在 45年时材积平均生长量达 0. 009 2
m
3
,为平均木平均生长量的 3. 83倍。从这点来看,
目标树的经营其实可以理解为优势木的经营, 以培
育大径级林木为主对其持续地抚育管理, 按需要不
断利用干扰树及其他林木, 直到目标树达到目标直
径并有了足够的第 2代下层更新幼树时即可择伐利
用。云南松的经营应该建立以单株林木为对象进行
的目标树经营管理体系,据经营的目的而确定造林
的初始密度以及抚育间伐强度, 从幼林开始就选择
目的树,整个经营过程只对选定的目的树进行单株
抚育, 对目的树个体周围的抚育范围以不压抑目的
树个体生长并能形成优良材为准则, 其余草灌及林
木任其自然竞争, 同时进一步促进林下植被的生长
发育和天然更新, 将保持森林生产力整体达到较高
的水平。
参考文献:
[ 1] 中国植物志编写委员会.中国植物志 (第七卷 ) [M ] .北京:科学
出版社, 1979: 255
[ 2] 中国科学院昆明植物研究所.云南植物志 (第四卷 ) [ M ] .北京:
科学出版社, 1986: 54- 55
[ 3] 吴中伦. 中国松属的分类与分布 [ J] . 植物分类学报, 1956, 5
( 3) : 145- 149
[ 4] 郑万钧.中国树木志 (第一卷 ) [M ] .北京:中国林业出版社, 1983
[ 5] 粟子安,梁志勤,秦文龙, 等. 中国松香、松节油主要化学组成的
研究 [ J] .林业科学, 1980, 16 ( 3) : 214- 220
[ 6 ] 陈义刚,谢正生,张祥生,等.粤北低山丘陵地区小红栲生长过程
分析 [ J] .华南农业大学学报, 1994, 15( 2) : 124- 128
[ 7 ] 亢新刚,崔向慧,王 虹.冀北次生林 3个树种林分生长过程表
的编制 [ J] .北京林业大学学报, 2001, 23( 3) : 39- 42
[ 8 ] 张远彬,王开运,胡庭兴,等.扁刺栲在两种类型林分中的生长过
程分析 [ J] .应用与环境生物学报, 2003, 9( 4) : 336- 340
[ 9 ] 李本德,刘中天,王立勤.云南松林林分结构和生长规律的初步
研究 [ J] .云南大学学报, 1984 ( 1) : 47- 58
[ 10 ] Ch en Shann a, Ye H u,i Lu Jun. e t a l. The E ffect of Drought on the
Grow th ofP inus yunnanensis in Yum en Coun ty [ J] . 云南大学学
报:自然科学英文版, 1998, 20 ( 5) : 357- 360
[ 11] 张卓文.云南松生长过程分析及生长阶段划分 [ J] .中南林学院
学报, 2003, 23( 2 ) : 46- 51
[ 12 ] 姜 磊, 陆元昌,廖声熙, 等.滇中高原云南松林分直径结构研
究 [ J] .林业科学研究, 2008, 21( 1) : 126- 130
[ 13] 李贤伟.云南松研究现状及动态 [ J] .四川农业大学学报, 1995,
13 ( 3) : 309- 314
[ 14] 卢昌泰.四川的云南松地径胸径相关关系及其应用研究 [ J] .四
川林业科技, 2004, 25( 2 ): 46- 49
[ 15 ] 张学权,喻朝阳.西昌大箐林场尔舞点云南松树高 ! ! ! 胸径生
长关系分析 [ J]. 西昌农业高等专科学校学报, 2000, 14 ( 1 ) :
33- 35
[ 16] 杨再强,谢以萍.云南松天然林最适保留密度的探讨 [ J ]. 四川
林业科技, 1998, 19( 2 ): 70- 72
[ 17 ] 蔡年辉, 李根前,朱存福, 等.云南松人工林与天然林群落结构
的比较研究 [ J].西北林学院学报, 2007, 22( 2) : 1- 4
[ 18] FerrellG T. G row th C lassif icat ion System s for Red Fir andW h ite F ir
in No. h em C aliforn ia Pacific Sou thw est Forest and Range Experi
m en t S tas ion [M ] . P. O. B ox 245, B erk ele C aliforn ia, 1983
[ 19 ] 北京林学院.测树学 [M ]. 北京:农业出版社, 1960
[ 20 ] 关毓秀.测树学 [M ].北京:中国林业出版社, 1987
[ 21] 陆元昌.近自然森林经营的理论和实践 (华夏英才基金专著 )
[M ] .北京: 科学出版社, 2006: 247
[ 22] 王树力.红松人工用材林近自然经营技术的研究 [ J] .东北林业
大学学报, 2000, 28( 3 ): 22- 25
[ 23 ] K laed tik e J. K onstruk tion einer ZB aumErtragstafel am B eisp iel
der Fichte[M ]. Der Forst lichen V ersuch sund Forschungsanstalt,
B adenW uertembu rg, H eft, 1993: 173- 174
[ 24 ] H atzfeld t H G. kologisch e Waldw irtsch aftGrund lagenA spek te
B eisp iele: A lternat ive Konzep te[M ] . S t if tung ko log ie & Landbau
Verlag C. F. M ller Gm bH, H eidelb erg, 1994: 306
[ 25 ] Obergfoell P. M odel le der Nu tzungsp lanung au f der Basis von
W iederholungsinven tu ren [ M ] . Forstw issen sch af tliche facu ltaet,
Un iversitaet Freib erg, Germ any, 2000
84