全 文 ： 收稿日期: 1998-06-24
基金项目:加拿大国际发展研究中心( IDRC)资助项目( 3-P-85-0251)“薪炭林经营技术及其效益研究”( 1986～1996年)
的部分内容。
* 广东省林业厅何克军参加了前期工作,本所杨曾奖参加了部分调查,特致谢。
第一作者简介: 曾杰( 1969-) ,男,湖南邵东人,助理研究员。
文章编号: 1001-1498( 1999) 06-0577-04
Nelder 试验:大叶相思树冠生长、
多干特征与密度的关系*
曾 杰, 郑海水, 翁启杰,黄世能
(中国林业科学研究院热带林业研究所,广东广州 510520)
摘要: 运用 Nelder 密度试验设计方法, 研究了大叶相思林分的树冠生长以及多干现象与密度的关
系。结果表明: 1年生时各种密度林分均未郁闭, 3年生、5年生、7年生时郁闭林分的单株面积上限分
别为3. 15 m2株- 1、6. 20 m2株- 1、7. 00 m2株- 1。5年生以后, 树冠趋于稳定, 1～3年生时树冠生长
最大的单株面积为5. 64～6. 88 m2株- 1, 5～7年生时树冠最大的单株面积为15. 50～18. 68 m2
株- 1。林分平均树干数与密度则呈现幂函数关系,林分单株面积小于1 m 2株- 1时, 多干木比例在
10%以下; 林分密度超过12. 53 m2株- 1以后,多干木比例为100%。
关键词: Nelder 密度试验; 初始密度; 年龄; 树冠竞争; 多干特征
中图分类号: S753. 3 文献标识码: A
“Nelder 试验:大叶相思( A cacia auriculaef ormis A. Cunn. )生长与密度、年龄的相关研究”
一文指出[ 1] ,在林分生长过程中,大叶相思的胸径、树高与单株面积的对数均呈现开口向下的
抛物线关系,表明不同年龄阶段林木生长均存在一个最适的中等单株面积; 随着林龄的增长,
抛物线渐趋平缓, 反映了不同密度林分产量最终一致的趋势。该文分析了产生这一现象的原因
是由于林分生长过程中出现自然稀疏的缘故,其实这只是针对较大密度林分而言的;而对于较
小密度林分, 林木为了适应环境,从基部分叉,产生多干现象, 扩大营养空间, 促进林分郁闭,从
而加速林木生长,亦在某种程度上反应了不同密度林分最终产量趋于一致。本文在此基础上,
进一步研究大叶相思林分郁闭和树冠竞争,揭示林分密度与多干现象之间的关系,完善大叶相
思的密度效应规律,为大叶相思的定向培育以及合理经营提供理论依据。
1 试验地概况
试验地位于广东省花都市梯面镇民安村( 23°14′N, 113°28′E) , 属南亚热带季风气候区。
年平均气温为21. 7℃,全年有7个月平均温度在20 ℃以上,极端温度分别为38. 1 ℃和- 1 ℃。
年降水量为1 676 mm, 降水分布不均匀, 主要集中在6、7、8月份, 3～9月份为雨季, 11～1月份
为旱季。年平均相对湿度为79%。
该地属低丘陵地, 海拔高约50 m ,坡度为5°左右。土壤为由花岗岩发育而成的赤红壤,土层
林业科学研究 1999, 12( 6) : 577～580
For est Resear ch
较薄,厚度约为40 cm, 土壤中含有大量的石粒和砂粒, 保水、肥性能较差, 而且容易板结,水土
流失严重。土壤有机质含量为0. 33% ,全 N 为0. 017%, 速效 P 为0. 058 mgkg - 1,速效 K 为0.
35 mgkg - 1,速效 N为1. 76 mgkg- 1, pH值为4. 7。
植被以桃金娘( Rhod omyrtus tomentosa ( Ait . ) Hassk. )、岗松( Baeckea f rutescens Linn. )和
画眉草( Eragrost is elongata ( Willd) Jacq. )等为主,植被盖度约60%～70%。
2 研究方法
具体试验设计方案参见有关文献[ 1～3] ,试验林的营造、抚育管理以及常规生长观测亦详见
参考文献[ 1]。
7年生时调查每木的多干特征。针对大叶相思基部易分叉这一特点, 除了主干,调查时将满
足如下条件的分叉亦定义为树干[ 4] : 沿主干30 cm 高度以下分出来,其基部直径至少为接点处
主干直径的一半。每木计数树干数,并逐个圆圈统计多干林木株数及平均树干数。
3 结果与分析
3. 1 林分树冠生长
林分胸径和树高生长规律与林分的冠幅生长是紧密联系的。为了衡量林冠郁闭程度,以单
株面积根据以下公式推算林分郁闭时的理论冠幅,并将各密度林分平均树冠的实际值和理论
值均绘制成平滑曲线, 林分树冠竞争状况便一目了然。
C r = 100× 4A / ( 1)
其中C r 表示冠幅/ cm, A 表示单株面积/ ( m2株- 1 )。
图1 树冠生长与林分密度间的关系
(图中 a、b、c、d分别表示1、3、5、7年生时冠幅与密度
的关系,由实测数据绘制而成; e表示林分郁闭的理论
曲线)
从图1可以看出, 1至3年生时冠幅生长亦存在一个最适密度,为5. 64～6. 88 m2株- 1。5年
生以后,林冠生长减缓,其最大树冠出现在15. 30～18. 68 m 2株- 1密度的林分中。1年生时各种
密度林分均尚未郁闭, 没有出现树冠竞争。3年生时单株面积小于3. 15 m 2株- 1的林分郁闭, 在
较大密度情况下出现自然稀疏。5年生时单株面积
小于6. 20 m2株- 1的林分郁闭, 7年生时单株面积
小于7. 00 m2株- 1时林分出现郁闭。7年生时由于
较大密度林分自然稀疏严重,随着密度的减小, 保
留木的树冠生长随之减小, 降至一定值以后又随
着密度的减小而递增。一般来说,在较大密度情况
下,树冠生长受密度影响较强烈,而在较小密度的
各林分中,树冠随密度而变化的趋势较为平缓(见
图1)。
3. 2 林木多干现象
许多树种均具有多干特征, 在经营薪炭林时
可以不加以考虑。然而对于用材林或材薪兼用林
的经营,必须注意这种多干现象,因为多干现象不
利于采伐、造材和运输, 也影响木材的质量和材
性。通过研究表明,运用合理密植措施可以减少或
578 林 业 科 学 研 究 第12卷
图2 多干特征与密度间的关系
(图中 a表示平均树干数与密度的关系; b表示多干木
比例与林分密度的关系;散点表示对应各林分密度的
实测平均树干数)
消除大叶相思的多干现象。大叶相思的树干数与
密度间呈现幂函数关系,模型拟合如下:
N s = 1. 389 7A 0. 248 4 ( R = 0. 923 1) ( 2)
其中 N s表示林分平均树干数, A 表示单株面积/
( m
2株- 1)。单株面积小于1 m2时, 其林分平均树
干数较小,一般为单干林木,多干木所占的比例在
10%以下。以后随着密度的减小, 即单株面积增
加,树干数急剧增加。单株面积为1. 39 m2株- 1
时,林分的多干木接近40% ,平均树干数为1. 5。在
较大密度情况下,树干数随着密度的增加逐渐趋
于稳定。林分密度超过12. 53 m 2株- 1以后, 多干
木株数比例为100% ,即林木全部为多干木。林分
密度为12. 53 m2株- 1 ,其平均树干数为2. 6;密度
为22. 81 m 2株- 1时,其平均树干数为3(见图2)。
大叶相思这种随着密度减小,多干木比例以及树
干数增加的规律是与其对环境或立地的适应性相关联的。在较小密度时,通过增加树干数以及
多干木,扩大其树冠范围,加速林分郁闭,增强种群对环境的适应性, 促进林木生长。而在较大
密度情况下,种群内部竞争激烈,林木主要是向上方拓展其营养空间, 林木在生长过程中保持
顶端优势, 抑制其侧芽生长,即使在生长初期由于林分郁闭度较小而产生侧枝,在林分郁闭后
因得不到充足的阳光,生长较弱或被自然整枝。因此, 在培育大叶相思用材林时, 必须适当密
植,采用1 m×1 m、1. 5 m×1. 5 m 株行距,可减少多干木。
4 结 论
( 1)大叶相思林分的树冠生长与单株面积的关系亦十分紧密, 在不同的年龄阶段存在冠幅
最大的适宜密度, 这种适宜密度随着林龄的增长而递增。1年生时各种密度林分均未郁闭, 3～7
年生时郁闭林分的单株面积上限由3. 15 m2株- 1逐渐增至7. 00 m2株- 1, 5年生以后树冠生长
趋于稳定。
( 2)大叶相思具有多干现象,通过合理密植措施可以减少多干木。单株面积小于1 m2株- 1
的林分,多干木比例在10%以下。随着单株面积的增加,多干木以及平均树干数逐渐增加,不过
增长渐趋缓慢。单株面积超过12. 53 m 2株- 1以后,多干木比例达到100%。经营大叶相思用材
林时,可采用1 m×1 m、1. 5 m×1. 5 m 株行距,尽量减少多干木和树干数。
( 3)在较大密度林分中,大叶相思种群通过稀疏进行密度调节;而在较小密度林分中,林木
通过多干现象扩展树冠,促进林分郁闭。揭示单株生物量与密度的关系,能够综合考虑这两个
方面的因素, 有待进一步研究。
579第6期 曾 杰等: N elder试验 :大叶相思树冠生长、多干特征与密度的关系
参考文献:
[ 1] 郑海水,曾杰,翁启杰,等. Nelder 试验:大叶相思生长与密度、年龄的相关研究 [ J] .林业科学研究. 1996, 9( 2) : 158～
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In stitute for Agricultural Development . 1991, 33～45.
Nelder Trial : Effect of Density on Crown Growth and Multi-stem
Emergence of Acacia auriculaef ormis Forests
ZENG J ie , ZH EN G H ai-shui, WEN G Qi-j ie , H UA NG Shi-neng
( T he Research Inst itute of Tropical Forestr y, CAF, Guangzhou 510520, Guangdong, Ch in a)
Abstract: By Nelder spacing t rial, the density ef fect of A cacia auriculaef ormis forests is
discussed. It is shown that all forests w ith dif ferent densities are not closed when one year old.
The smallest densit ies of closed forests are respect ively 3. 15, 6. 20 and 7. 00 m
2
per tree
corresponding to 3, 5 and 7 years old. Af ter 5 years old, crow n grow th tends to stabilize. The
largest crown grow th emerges in the forests w ith 5. 64～6. 88 m 2 per tree occurring in 1～3 years
old, w hile 15. 50～18. 68 m 2 per t ree occurring in 5～7 years old. Mean stem numbers of forests
are relat ive to area per t ree in power funct ion. When areas per t ree of forests are less than 1. 0
m
2
, their multi-stemmed tree percentages are under 10 percent. While it w as 100 percent w hen
forest densit ies w ere more than 12. 53 m
2
per t ree.
Key words: Nelder spacing t rial; initial density; age; crown compet ition; mult i-stem
580 林 业 科 学 研 究 第12卷