全 文 ：第 v|卷 第 u期
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林 业 科 学
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¤µqou s s v
沙岸黑松海防林防护成熟期及更新年龄的研究 3
许景伟 李 琪 王卫东 荀守华
k山东省林业科学研究院 济南 uxsstwl
摘 要 } 在对山东省黑松海防林进行全面踏查的基础上 o应用典型调查和定位观测相结合的方法 o开展了沙
质岸黑松海防林的调查研究 ∀采用数量化理论 ´的方法 o对黑松海防林立地质量进行了数量化评价 o划分出
tt种立地类型 ~并采用系统聚类法 o将研究区的黑松海防林划分为 v种林分生长类型 ∀其中生长类型 ´的林
分生长表现最好 o生长类型 µ的次之 o生长类型 ¶的最差 ∀在综合分析黑松海防林防护成熟和数量成熟的基
础上 o提出黑松海防林的防护成熟期 }生长类型 ´为 tx ∗ xz ¤o生长类型 µ为 tw ∗ vu ¤o生长类型 ¶为 tv ∗ u{
¤~确定黑松海防林的更新期 }生长类型 ´为 vv ∗ xz ¤o生长类型 µ为 uv ∗ vu ¤o生长类型 ¶为 ut ∗ u{ ¤~确定黑
松海防林的合理更新年龄 }生长类型 ´为 vv ¤o生长类型 µ为 vu ¤o生长类型 ¶为 u{ ¤∀
关键词 } 沙质岸 o黑松 o海防林 o防护成熟期 o更新期 o更新年龄
收稿日期 }ussu p sv p uv ∀
基金项目 }国家/十五0科技攻关课题kussu…„xty„ty p tvl的部分研究内容 ∀
3 参加调查工作的还有烟台市林科所宗成伦 !威海市林业局秦泗鹏 !荣成市成山林场辛斌 !莱州市过西林场张义浩等 o在此一并致谢 ∀
ΣΤΥ∆ΙΕΣ ΟΝ ΤΗΕ ΠΡ ΟΤΕΧΤΙς Ε ΜΑΤΥΡΙΤΨ ΠΕΡΙΟ∆ ΑΝ∆
ΡΕΓΕΝΕΡΑΤΙΟΝ ΑΓΕ ΟΦ ΠΙΝΥΣ ΤΗΥΝΒΕΡΓΙΙ ΠΡ ΟΤΕΧΤΙΟΝ ΦΟΡΕΣΤ
ΟΝ ΣΑΝ∆Ψ ΧΟΑΣΤ oΣΗΑΝ∆ΟΝΓ ΠΡ ΟςΙΝΧΕ
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k Σηανδονγ Αχαδεµψοφ Φορεστρψ ϑινανuxsstwl
Αβστραχτ } …¤¶¨§²±·«¨ ²√¨ µ¤¯¯²±2·«¨2¶³²·¶∏µ√¨ ¼o¦²°¥¬±¨ §·«¨ ·¼³¬¦¤¯ ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¬²± ¤±§©¬¬¨ §³²¶¬·¬²± °¨ ¤¶∏µ¨°¨ ±·o
·«¨ ¦²¤¶·¤¯ ³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·²© Πινυστηυνβεργι鬱 ≥«¤±§²±ª°µ²√¬±¦¨ º¤¶¶·∏§¬¨§q׫¨ ¶¬·¨¦²±§¬·¬²±¶²©·«¨ ¦²¤¶·¤¯ ³µ²·¨¦2
·¬²±©²µ¨¶·º¨ µ¨ √¨¤¯∏¤·¨§¥¼ °¨ ¤±¶²©·«¨ ∏´¤±·¬·¤·¬√¨ ·«¨²µ¼Œ¤±§§¬√¬§¨§¬±·²tt·¼³¨¶o·«¨ ± ¦¯¤¶¶¬©¬¨§·«¨ ¶·¤±§¬±·²·«µ¨¨
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¤±§tv ∗ u{ ¤µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o·«¨ µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ³¨µ¬²§k• °lº¨ µ¨ vv ∗ xz ¤ouv ∗ vu ¤¤±§ut ∗ u{ ¤µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o¤±§·«¨
µ¨¤¶²±¤¥¯¨µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ¤ª¨k• „lº¨ µ¨ vv ¤ovu ¤o¤±§u{ ¤µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
Κεψ ωορδσ} ≥¤±§¼ ¦²¤¶·oΠινυστηυνβεργιι o≤²¤¶·¤¯ ³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·o°µ²·¨¦·¬√¨ °¤·∏µ¬·¼ ³¨µ¬²§o• ª¨¨ ±¨ µ¤·¬²± ³¨µ¬²§o• 2¨
ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ¤ª¨
山东省的黑松k Πινυστηυνβεργιιl海防林面积超过 z ≅ tsw «°u o占山东海岸带防护林面积的 zs h以
上 o并与滨海农田林网 !梯田地堰和山丘岸段防护林相结合 o形成沿海综合防护林体系 ∀但是 o由于大部
分黑松海防林是 us世纪 xs ∗ ys年代营造的 o立地条件差 o较大林龄的林分已进入成熟 !过熟阶段 o林分
分化衰退和病虫危害现象严重 o已严重地影响其防护功能和多种效益的正常发挥 ∀因此 o探讨沙质岸黑
松海防林的防护成熟期并提出其合理的更新年龄 o可为沿海防护林持续经营利用提供理论依据 ∀
t 研究区概况
研究区位于胶东半岛的沙质海岸 ∀该区属暖温带季风气候区 o气温与降水自北向南 !自西向东递
增 ∀年平均气温 tt qt ∗ tu qy ε o年平均降水量 yus ∗ |xs °° o日照时数为 u wss ∗ u yxs «∀四季分明 o雨
热同季 o但由于降水过于集中 o大风 !暴雨 !台风 !海潮 !海雾 !干旱 !低温 !连阴雨等自然灾害频繁 ∀黑松
海防林分布的滨海沙滩是海流 !潮汐和波浪的作用下形成的砂砾堆积物 o经风力搬运而成的沉积带 ∀土
壤属滨海沙土 o其基质多为疏松的中 !粗沙 o凝聚力小 o降水易渗透 o所以含水量极小 o在阳光中受热迅
速 o风盛行时 o即起干化作用 o沙地干旱并含有少量的盐分 o腐殖质来源少 o分解消失快 o土壤异常瘠薄 ∀
u 材料和方法
2 .1 材料调查与来源
在山东省莱州 !招远 !龙口 !威海 !荣成 !胶南等 tt个黑松海防林分布的主要县k市 !区l进行典型调
查和抽样调查 ∀分别不同立地条件 !年龄阶段 !林分生长状况选择具有代表性 !林分生长正常的地块 o设
置临时标准地 o采用常规方法调查 ∀调查因子有 }林分胸径 !树高k平均木 !优势木l !年龄 !树冠幅 !枝下
高 !林分密度 !郁闭度 !林下植被等 ∀采用平均木法 o进行树干解析和生物量测定 ∀共获得不同立地条
件 !年龄阶段kx ∗ wy ¤l !生长状况的黑松海防林标准地资料 uwv份 o树干解析木资料 uy份 o生物量资料
uy份 ∀并收集到当地有关林分生长 !立地条件 !气候因子等方面的技术资料 ∀
2 .2 研究方法
u qu qt 防护成熟的评价指标 在对影响海防林防护成熟各个因子进行调研分析的基础上 o通过专家评
定和以往研究k姜凤岐等 ot||w ~许景伟等 ot||z ~任 等 ot||y ~朱教君等 ot||vl o充分考虑到其多功能 !多
效益的特点 o坚持防护效益评定指标应具有代表性 !相对独立性 !可行性 !可测性和可比性原则 o确定选
用林分平均木树高 !林分平均木生物量两项因子 o作为黑松海防林防护成熟的评定指标 ∀这是因为海防
林对风沙或海潮 !海雾等其它灾害因子的防护作用主要取决于防护林的高度和林分生物量 ∀
u qu qu 立地类型划分 根据黑松海防林的典型调查和抽样调查资料 o应用数量化理论 ´的方法 o建立
数量化立地指数模型 o根据数量化分析结果和以往研究资料及生产经验 o筛选出影响黑松海防林生长的
主导因子并进行立地类型划分 ∀
u qu qv 林分生长类型划分 根据立地类型划分结果 o用林木生长指标 o采用系统聚类方法划分黑松海
防林的林分生长类型 ∀
u qu qw 建立数学模型 分别林分生长类型 o以林分年龄为自变量 o林分平均木的树高 !胸径为因变量建
立林木生长模型 ∀采用的数学模型有 }幂函数 }ψ€ αΑβ ~指数函数 }ψ€ α n β p¨ χΑ ~•¬¦«¤µ§函数 }ψ€ Κkt
p p¨ ρΑl µ ~²ª¬¶·¬¦函数 }ψ€ κΠkt n µ p¨ ρΑl各式中 oψ为林分平均木的树高 !胸径 ~Α为林分年龄 ~Κ为表
征林木树高 !胸径生长的特征参数 ~µ 为反应立地条件的参数 ~ρ为林木树高 !胸径生长的内禀增长率 ~
α !β !χ为待定系数 ∀
林分平均木生物量采用的数学模型有 x 个 o即 }Ω € α n β∆ oΩ € α∆β oΩ € α n β∆u ΗoΩ € α
k ∆u Ηlβ oΩ € α∆β Ηχ ∀各式中 }Ω为林分平均木生物量 ~∆为林分平均胸径 ~Η为林分平均树高 ~α !β !χ
为待定系数 ∀
u qu qx 确定防护成熟期k ΠΜΠl 根据林分平均木树高和生物量两项指标 o建立数学模型 o结合林分生
长状况及其对防护的要求进行综合确定 ∀
初始防护成熟龄kΙΠΜΑl的确定主要是以林分平均木树高生长量为依据 ∀即当树高生长加速度达
到极小值时 o树高生长基本进入稳定状态时的年龄 o为初始防护成熟龄k姜凤岐等 ot||wl ∀
终止防护成熟龄k ΤΠΜΑl主要是以林分平均木生物量指标为依据 ∀即在林分平均木生物量生长曲
线图上 o标出初始防护成熟龄 o以该点为始点 o沿横座标方向作平行线k防护成熟标准线 ≥l o标准线与生
物量曲线相交的点所对应的年龄为终止防护成熟龄k姜凤岐等 ot||wl ∀
u qu qy 确定更新期k ΡΠl 以海防林数量成熟龄即林分平均单株材积生长达到最大值时的年龄为上
限 o以林分生长达到终止防护成熟的年龄为下限 o确定不同生长类型黑松海防林的更新期 ∀
v 结果与分析
3 .1 立地类型划分
u| 林 业 科 学 v|卷
v qt qt 立地因子选择及其类目划分 根据调查材料的整理分析 !同行专家评定及部分研究结果 o选择
差异显著且对土壤肥力和林木生长影响较大的土壤质地 !成土过程 !土壤有机质含量 !地下水深度 !微地
貌等 x个项目作为划分立地类型的主要因子 ∀每个项目按一定范围划分 o共划分出 ty个类目 ∀各立地
因子的类目划分标准见表 t ∀
v qt qu 选配树高与年龄的回归方程 利用 uwv块标准地调查中得到的 zu|株优势木树高资料拟合出
林分优势木树高生长模型 ∀按照相关系数最大 o标准差最小的选配原则 o选出适用性较好的 ²ª¬¶·¬¦函
数方程 }
Ψ€ z qywu xΠkt n zz q{{z v p¨ s qwvy xΑl Ρ € s q|sw {
应用该方程 o计算出林分优势木树高随年龄变化趋于稳定的时间 o出现在林龄 us ¤左右 o与生产中林木
高生长的变化趋势基本一致 ∀因此 o确定黑松海防林标准年龄为 us ¤∀
v qt qv 立地因子数量化评定 首先把调查材料编成项目 !类目反应表 ∀然后以类目为自变量 o以各标
准地优势木树高调整到标准年龄的树高值为因变量 o用数量化理论 Œ的方法 o编制出立地因子数量化得
分表k见表 tl o可对黑松海防林立地质量进行数量化评价 ∀偏相关系数和得分范围表示每个项目对因
变量的贡献 o其值越高贡献越大 ∀
表 1 立地因子数量化得分及偏相关系数检验( Τ值) ≠
Ταβ . 1 Τηε θυαντιτατιϖε ϖαλυε ανδ παρτιαλ χορρελατιον χοεφφιχιεντ τεστ οφ σιτε φαχτορσ
项 目
Œ·¨°¶
类 目
≤¯ ¤¶¶¨¶
土壤质地 成土过程 有机质含量 地下水深度 微地貌
≥²¬¯·¨¬·∏µ¨ ≥²¬¯©²µ°¬±ª³µ²¦¨¶¶ ≤²±·¨±·²©²µª¤±¬¦°¤·¨µ ⁄¨ ³·«²©ªµ²∏±§º¤·¨µ ¬¦µ²2·²³²ªµ¤³«¼
得分
Šµ¤§¨¶
范围
•¤±ª¨¶
偏相关
°¤µ·¬¤¯
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
得分
Šµ¤§¨¶
范围
•¤±ª¨¶
偏相关
°¤µ·¬¤¯
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
得分
Šµ¤§¨¶
范围
•¤±ª¨¶
偏相关
°¤µ·¬¤¯
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
得分
Šµ¤§¨¶
范围
•¤±ª¨¶
偏相关
°¤µ·¬¤¯
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
得分
Šµ¤§¨¶
范围
•¤±ª¨¶
偏相关
°¤µ·¬¤¯
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
土壤质地
≥²¬¯
·¨¬·∏µ¨
砂壤 ²¤°¼ t qxx t qxs t1wv t1w{ t1wy
细砂 ƒ¬±¨
粗砂 ≤²¤µ¶¨
s1z{
s1uz
t1xx
s1vu
s1zu
s1vu
t1xs
s1u{
s1zw
s1vw
t1wv
s1u|
s1{t
s1vx
t1w{
s1uy
s1z|
s1vu
t1wy
s1uz
砾砂 Šµ¤√¨ ¯¯¼ s1ss s1ss s1ss s1ss s1ss
成土过程 风积 ∞²¯¬¤± s1z{ s1zy s1zu s1zw
≥²¬¯©²µ°¬±ª
³µ²¦¨¶¶
潮积 ׬§¤¯ s1u{ s1z{s1uv s1u{
s1zy
s1uu s1vs
s1zu
s1uu s1vs
s1zw
s1ut
残积 ≥¨ §¨±·¤µ¼ s1ss s1ss s1ss s1ss
有机质含量  s1ux h s1ys s1yv s1yy
≤²±·¨±·²©
²µª¤±¬¦°¤·¨µ
sqtsh ∗ s1uxh
 s1ts h
s1vx
s1ss
s1ys
s1t|
s1vs
s1ss
s1yv
s1t{
s1vu
s1ss
s1yy
s1t|
地下水深度 t1s ∗ u1x ° s1wy s1wx
⁄¨ ³·«²©  u1x ° s1vx s1wys1tt s1vz
s1wx
s1tt
ªµ²∏±§º¤·¨µ  t qs ° s1ss s1ss
微地貌 沙滩 …¨ ¤¦« s1v|
¬¦µ²2·²³²ªµ
¤³«¼
沙丘 ⁄∏±¨
沙洼 ⁄¨ ³µ¨¶¶¬²±
s1uy
s1ss
s1v|
s1sy
常数项 ≤²±¶·¤±·²©µ¨ªµ¨¶¶¬²± x1yu x1uy w1yy w1|t w1ww
复相关系数 ≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±· s1vt s1wt s1wx s1ww s1wx
剩余标准差 ≥∏µ³¯∏¶¶·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²± t1u{ t1us t1ty t1tz t1ty
Τ值 Τ2√¤¯∏¨ w1vs 3 v1vv 3 u1xv 3 t1x{ s1{{
≠ τs qsx € t q|y oτs qst € u qx{ ~标准年龄 ≥·¤±§¤µ§¤ª¨ us ¤o下同 ׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
由表 t可知 o各立地因子的得分范围和偏相关系数从高到低依次为土壤质地 成土过程 土壤有
机质含量 地下水深度 微地貌 ∀为进一步判断各立地因子对黑松生长影响的重要性 o对偏相关系数
进行 Τ检验 o结果表明 }土壤质地 Τ值 w qvs o成土过程 Τ值 v qvv o土壤有机质含量 Τ值 u qxv o地下水深
度 Τ值 t qx{ o微地貌 Τ值 s q{{ ∀一般认为 oΤ检验中 oΤ值越大 o该因子越重要 oΤ值大于 t的都是重要
v| 第 u期 许景伟等 }沙岸黑松海防林防护成熟期及更新年龄的研究
因子 ∀按照各立地因子偏相关系数的 Τ值 o评定各立地因子对黑松林分生长影响的重要程度的顺序与
前序一致 o其中 o前 w项的 Τ值均大于 t o说明前 w个因子对黑松生长有显著影响 ∀
表 2 主要立地类型及树高生长量
Ταβ . 2 Τηε πριµαρψσιτε τψπε ανδ ιτσ ηειγητ γροωτη
立地类型号
≥¬·¨·¼³¨
‘²q
立 地 因 子 ≥¬·¨©¤¦·²µ¶
土壤质地
≥²¬¯ ·¨¬·∏µ¨
成土过程
≥²¬¯©²µ°¬±ª³µ²¦¨¶¶
有机质含量
≤²±·¨±·²©²µª¤±¬¦
°¤·¨µΠh
地下水深度
⁄¨ ³·«²©
ªµ²∏±§º¤·¨µΠ°
林分优势木平均高
⁄²°¬±¤±·«¨¬ª«·
²©¶·¤±§¶Π°
t 砂壤 ²¤°¼ 风积 „ ²¨¯¬¤±  s qux t qs ∗ u qx { qsw
u 砂壤 ²¤°¼ 风积 ∞²¯¬¤± s qts ∗ s qux t qs ∗ u qx z qx|
v 细砂 ƒ¬±¨ 风积 ∞²¯¬¤±  s qux t qs ∗ u qx z qwz
w 细砂 ƒ¬±¨ 风积 ∞²¯¬¤± s qts ∗ s qux  u qx y qyy
x 细砂 ƒ¬±¨ 潮积 ׬§¤¯ s qts ∗ s qux  t qs y qxy
y 粗砂 ≤²¤µ¶¨ 风积 ∞²¯¬¤± s qts ∗ s qux t qs ∗ u qx y qys
z 粗砂 ≤²¤µ¶¨ 风积 ∞²¯¬¤±  s qts  u qx x qxs
{ 粗砂 ≤²¤µ¶¨ 潮积 ׬§¤¯  s qts  t qs x qxt
| 粗砂 ≤²¤µ¶¨ 潮积 ׬§¤¯ s qts ∗ s qux  t qs x quu
ts 粗砂 ≤²¤µ¶¨ 残积 ≥¨ §¨ ±·¤µ¼  s qts t qs ∗ u qx x qv|
tt 砾砂 Šµ¤√¨ ¯¯¼ 残积 ≥¨ §¨ ±·¤µ¼  s qts  u qx x qsu
v qt qw 立地类型划分 根据立地因子数量化评定结果 o以土壤质地 !成土过程 !土壤有机质含量 !地下
水深度为主导因子进行立地类型划分 o把黑松海防林林地划分为 tt种立地类型k见表 ul ∀从表 u可以
看出 o立地类型 ´到立地类型 µ的立地质量逐渐变差 o标准年龄时的林分优势木树高则依次降低 ∀
3 .2 林分生长类型划分
对 uwv块标准地材料分别 tt种立地类型进行归类整理 o并采用系统聚类方法对 tt种立地类型上
的黑松海防林进行林分生长类型划分 o结果见图 t ∀根据类间距离变动情况 o可将研究区黑松海防林林
图 t 立地类型聚类分析图
ƒ¬ªqt ≤¯ ∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶²©·«¨ ¶¬·¨·¼³¨¶
分划分为 v种生长类型 o即生长类型 ´ k高生产力l !生长
类型 µk中生产力l !生长类型 ¶k低生产力l ∀立地类型
t !u !v号的黑松海防林林分 o标准年龄时的林分优势木树
高 z1wz ∗ {1sw ° o为生长类型 ´ ~立地类型 w !x !y号的林
分 o优势木树高 y1xy ∗ y1yy ° o为生长类型 µ ~立地类型 z !
{ !| !ts !tt号的林分 o优势木树高 x1su ∗ x1xt ° o为生长类
型 ¶ ∀生长类型 ´的林分主要是栽植在沙壤质 !风积沙
土 o肥水条件较好的防护及防护兼用材林 o分布在基干林
带后沿 ~生长类型 µ的林分 o也分布在基干林带后沿 o但生
境条件较差 o林木生长量与生长类型 ´的差异显著 ~生长
类型 ¶的林分 o生境条件恶劣 o主要是分布在基干林带前
沿的防护林 ∀
3 .3 防护成熟期
防护成熟应是一种状态的持续 o即林带从初始防护成熟龄到终止防护成熟龄这段时间内都是防护
成熟 o称之为防护成熟期k姜风岐等 ot||wl ∀
v qv qt 数学模型选配 树高 !胸径生长模型 根据不同生长类型黑松海防林林分平均木树干解析资
料 o建立林分平均木生长模型 ∀按照相关系数最大 o标准差最小的选配原则 o确定不同生长类型林分平
均木的生长模型为 }
生长类型 ´kz株解析木资料l }Η€ { qxyt |Πkt n tt qyy{ y p¨ s quyu |Αl Ρ € s q|vx {
∆ € ut qvzkt p p¨ s qtΑluqyv{ | Ρ € s q|w| z
w| 林 业 科 学 v|卷
生长类型 µk|株解析木资料l }Η€ z qtys uΠkt n { q|{{ t p¨ s quvv {Αl Ρ € s q|wz w
∆ € tt qv{x |Πkt n ut qwyz z p¨ s qvty xΑl Ρ € s q|xz t
生长类型 ¶kts株解析木资料l }Η€ w q|vw tΠkt n | q{yv x p¨ s quzz xΑl Ρ € s q|tx z
∆ € | qvts {Πkt n tz qy{t | p¨ s qvsu zΑl Ρ € s q|xs u
生物量生长模型 利用调查得到的 uy株黑松海防林林分平均木的生物量资料 o建立林分平均木生
物量与其树高 !胸径间的回归模型 ∀以回归模型 Ω € s qtx{ wk ∆u Ηlsq{|{ t相关系数最大k Ρ € s q|yu {l o标
准差最小 o经检验 o精度在 |x h以上 o适用性较好 ∀
v qv qu 初始防护成熟龄 初始防护成熟龄指防护林开始发挥较大防护作用的状态所对应的时间 o主要
以树高生长指标为依据进行确定 ∀根据国内外学者对树高生长规律的研究k朱教君等 ot||vl o认为树高
生长加速度是一个更能反映树高生长变化的重要参数 o当树高生长加速度达到极小值时 o树高生长基本
进入稳定状态 ∀因此 o利用树高生长加速度确定黑松海防林初始防护成熟龄较为合适 ∀
根据选配的 ²ª¬¶·¬¦生长模型和林分树高生长加速度的极小值的计算k姜凤岐等 ot||ul o确定黑松
海防林的初始防护成熟龄的表达式为 }
ΙΠΜΑ € k¯ ± µ n t qvtzlΠρ
利用表达式计算出初始防护成熟龄 }生长类型 ´为 tw1w ¤~生长类型 µ为 tv1{ ¤~生长类型 ¶为
tv1s ¤∀不同生长类型和立地类型黑松海防林初始防护成熟龄均在 ts ∗ tx ¤之间 o但不同生长类型的
防护林其初始防护成熟龄有所不同 o其大小次序为生长类型 ´ 生长类型 µ 生长类型 ¶ ∀
v qv qv 终止防护成熟龄 终止防护成熟龄是指林分防护效能明显下降时的状态k朱教君等 ot||vl ∀终
止防护成熟龄的确定以林分平均木生物量指标为依据 ∀用选定的黑松海防林林分平均木生物量生长模
型和不同生长类型林分平均木树高 !胸径生长模型 o计算出不同林分生长类型条件下各林龄的林分平均
木生物量 o并绘制出生物量生长曲线 ∀根据初始防护成熟龄确定的终止防护成熟龄分别为 }生长类型 ´
xy qx ¤o生长类型 µ vt qu ¤o生长类型 ¶ uz qy ¤k见图 ul ∀
图 u 不同生长类型林分平均木生物量生长曲线
ƒ¬ªqu ׫¨ ¥¬²°¤¶¶ªµ²º·«²©·«¨ ° ¤¨±·µ¨¨²©¶·¤±§¶¬± §¬©©¨µ¨±·‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶¨¶
) ) ) 平均 „√ µ¨¤ª¨ 2222连年 ≤∏µµ¨±·¤±±∏¤¯
v qv qw 防护成熟期的确定 通过对黑松海防林的初始防护成熟龄和终止防护成熟龄的研究k姜凤歧
等 ot||wl o可确定不同生长类型黑松海防林的防护成熟期k见表 vl ∀
表 3 不同生长类型防护林的防护成熟期
Ταβ . 3 Τηε προτεχτιϖε µατυριτψ περιοδ οφ διφφερεντ ηειγητ χλασσεσ οφ τηε προτεχτιον φορεστ
生长类型号
‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶
初始防护成熟
Œ±¬·¬¤¯ ³µ²·¨¦·¬²± °¤·∏µ¬·¼
终止防护成熟
× µ¨°¬±¤¯ ³µ²·¨¦·¬²± °¤·∏µ¬·¼
年龄 „ª¨
Π¤
生物量 …¬²°¤¶¶
Πk®ª#·µ¨ p¨ tl
年龄 „ª¨
Π¤
生物量 …¬²°¤¶¶
Πk®ª#·µ¨ p¨ tl
防护成熟期
°µ²·¨¦·¬√¨ °¤·∏µ¬·¼ ³¨µ¬²§
Π¤
´ tw qw yx q|w xy qx ux| qtu tx ∗ xzktw qw ∗ xy qxl
µ tv q{ vv q{x vt qu zy qzw tw ∗ vu ktv q{ ∗ vt qul
¶ tv qs tz qsu uz qy vy qut tv ∗ u{ktv qs ∗ uz qyl
由表 v可看出 o林分生长类型不同黑松海防林防护成熟期差异较大 ∀生长类型 ´的林分立地质量
x| 第 u期 许景伟等 }沙岸黑松海防林防护成熟期及更新年龄的研究
较好 o黑松生长速度快 o且持续时间长 o其防护成熟的持续时间也较长 o可达 ws ¤以上 o防护成熟期为 tx
∗ xz ¤~生长类型 µ !¶的林分 o立地质量较差 o黑松生长速度较慢或生长不良 o其防护成熟的持续时间
也较短 o大致为 tx ∗ t{ ¤o只有前者的 uΠx和 tΠv左右 o防护成熟期分别为 tw ∗ vu ¤和 tv ∗ u{ ¤∀
3 .4 更新期的确定
从防护效益的角度考虑 o黑松海防林更新应为林分防护效益明显下降时的年龄 o即林分达到终止防
护成熟龄 ∀从经济效益的角度考虑 o确定林分更新的依据是数量成熟和工艺成熟 ∀工艺成熟是目的材
种材积平均生长量达到最大时的年龄 ∀黑松属慢生树种 o出材率低 o目前的利用途径窄 o在沿海防护林
经营中主要是用于防护 o其次是提供用材 o没有定向培育的要求 o故工艺成熟不宜作为主要指标 ∀数量
成熟是林分材积平均生长量达到最高时的年龄 o是从林木生长的数量指标分析森林成熟 ∀它通常出现
在初始防护成熟龄之后 o它是由林木材积平均生长量来表征的 o是表征林分材积生长率的数量指标 o具
有变化缓慢的特点 o其峰值能维持一定的时间 ∀在此期间 o防护林树木不仅在木材数量上有所增加 o其
防护效益也有所提高 ∀同时 o林分达到数量成熟也反映林地生产力得到充分发挥 o并且林分仍处于防护
成熟状态k姜凤岐等 ot||wl ∀所以 o数量成熟可作为确定更新期的主要依据 ∀
图 v 不同生长类型林分平均单株材积生长曲线
ƒ¬ªqv ׫¨ √²¯∏°¨ªµ²º·«²© ° ¤¨±·µ¨¨²©·«¨ ¶·¤±§¶¬± §¬©©¨µ¨±·ªµ²º ¦¯¤¶¶
) ) ) 平均 „√¨ µ¤ª¨ 22222连年 ≤∏µµ¨±·¤±±∏¤¯
生长类型 ´为 z株解析木的平均数 ׫¨ √¤¯∏¨ ²© ‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶ ´ ¬¶°¨ ¤± ²©z ¤±¤¯¼·¬¦2·µ¨ ¶¨~
生长类型 µ为 |株解析木的平均数 ׫¨ √¤¯∏¨ ²© ‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶ µ ¬¶°¨ ¤± ²©| ¤±¤¯¼·¬¦2·µ¨ ¶¨~
生长类型 ¶为 ts株解析木的平均数 ׫¨ √¤¯∏¨ ²© ‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶ ¶ ¬¶°¨ ¤± ²©ts ¤±¤¯¼·¬¦2·µ¨ ¶¨q
依据上述原则和方法 o黑松海防林更新期应以数量成熟龄k ΘΜΑl作为上限年龄 o以林分达到终止
防护成熟的年龄k ΤΠΜΑl作为下限年龄 ∀根据不同生长类型黑松海防林的林分平均木树干解析数据 o绘
制出林木材积生长变化曲线如图 v ∀从图中看出 o黑松海防林生长类型 ´的数量成熟龄为 vv ¤o生长类
型 µ的数量成熟龄为 uv ¤o生长类型 ¶的数量成熟龄为 ut ¤∀结合表 v o确定不同类型黑松海防林的更
新期k见表 wl为 }生长类型 ´为 vv ∗ xz ¤o生长类型 µ为 uv ∗ vu ¤o生长类型 ¶为 ut ∗ u{ ¤∀
表 4 不同生长类型防护林的更新期
Ταβ . 4 Τηε ρεγενερατιον περιοδ οφ προτεχτιϖε στανδσιν διφφερεντ ηειγητ χλασσεσ
生长类型
‹ ¬¨ª«·¦¯¤¶¶
数量成熟
±∏¤±·¬·¤·¬√¨ °¤·∏µ¬·¼
终止防护成熟
× µ¨°¬±¤¯ ³µ²·¨¦·¬²± °¤·∏µ¬·¼
年龄 „ª¨
Π¤
材积 ∂²¯∏°¨
Πk°v#·µ¨ p¨ tl
年龄 „ª¨
Π¤
生物量 …¬²°¤¶¶
Πk®ª#·µ¨ p¨ tl
更新期
• ª¨¨ ±¨ µ¤·¬²± ³¨µ¬²§
Π¤
´ vv s qtsy ws xy qx ux| qtu vv ∗ xzkvu qu ∗ xy qxl
µ uv s qsu{ wv vt qu zy qzw uv ∗ vukuu qv ∗ vt qul
¶ ut s qstu |y uz qy vy qut ut ∗ u{kut qs ∗ uz qyl
3 .5 更新年龄的确定
黑松海防林经营的主要目的是持续高效地发挥林分的防护效益 o故其合理更新年龄的确定应在保
证充分发挥现有防护林的防护效益的基础上 o提高其经济和社会效益 ∀因此 o在确定黑松海防林合理更
新年龄时 o以防护林的防护成熟期和更新期为理论基础 o根据黑松不同林分生长类型的培育目标 !生长
y| 林 业 科 学 v|卷
状态及自然灾害的程度等进行综合分析确定 ∀对于生长类型 ´的黑松林分 o主要分布在基干林带后沿 o
立地条件较好 o风沙危害较轻的地段 o培育目标是防护兼用材 o则主要以数量成熟龄为确定依据 ~对于生
长类型 µ的黑松林分 o主要分布在基干林带后沿 o但立地条件较差 o风沙危害较重 o培育目标主要是防风
固沙 !保持水土 o是以发挥林分生态防护效益为主 o则以海防林的终止防护成熟龄来确定 ~对于生长类型
¶的黑松林分 o主要分布在基干林带前沿 o立地条件较差 o风沙 !海潮 !海雾等危害严重 o林分主要是用于
生态防护目的 o且这部分林分更新困难 o为了尽量发挥其防护效益 o更新年龄应以海防林的终止防护成
熟龄为依据 ∀
根据上述原则和方法 o确定黑松海防林合理更新年龄为 }生长类型 ´为 vv ¤o生长类型 µ为 vu ¤o生
长类型 ¶为 u{ ¤∀
w 结论与讨论
根据沙质岸黑松海防林的典型调查材料 o通过统计分析 o编制出黑松海防林立地因子数量化得分
表 o并据此将黑松海防林林地划分为 tt种立地类型 ot ∗ tt立地类型的林分优势木树高生长量k标准年
龄 us ¤l依次降低 o范围为 { qsw ∗ x qsu °∀该结果可为黑松海防林立地质量评价和生长预测提供依据 ∀
采用系统聚类法 o将黑松海防林划分为 v种林分生长类型 o不同类型间的生长量差异显著 ∀生长类
型 ´的林分主要分布在基干林带后沿 o立地条件较好的地段 o林分优势木树高可达 { qsw ∗ z qwz ° ~生长
类型 µ的林分也分布在基干林带后沿 o但立地条件较差 o林分优势木树高为 y qyy ∗ y qxy ° ~生长类型 ¶
的林分 o主要分布在基干林带前沿 o立地条件极差 o风沙 !海潮 !海雾等危害严重 o林分优势木树高仅有
x1xt ∗ x1su °∀
立地类型和生长类型不同的林分 o林木生长和发育的数量和时间指标都不尽相同 o各种成熟龄也不
一致 ∀通过对树干解析材料 !林木生物量材料进行统计分析 o建立数学模型后 o运用综合分析的方法 o确
定了黑松海防林防护成熟期 !更新期及合理更新年龄 ∀
生长类型 ´ }防护成熟期为 tx ∗ xz ¤o更新期为 vv ∗ xz ¤o合理更新年龄为 vv ¤∀
生长类型 µ }防护成熟期为 tw ∗ vu ¤o更新期为 uv ∗ vu ¤o合理更新年龄为 vu ¤∀
生长类型 ¶ }防护成熟期为 tv ∗ u{ ¤o更新期为 ut ∗ u{ ¤o合理更新年龄为 u{ ¤∀
该研究结果显示 o立地条件越好则黑松林的防护成熟期越长 o越有利于发挥林分的防护效能 o反之 o
则黑松林的有效防护期越短 ∀这与黑松海防林生长状况和生产经营实践基本一致 o具有较好的适用性 o
可为沿海黑松防护林的抚育管理 !更新改造和永续利用提供理论依据 ∀
参 考 文 献
胡耀山 o陶家骥 o辛明生等 q陇东黄土高原防护成熟的研究 q甘肃林业科技 ot||u okvl }yx ∗ zu
姜凤岐 o朱教君 o周新华等 q林带的防护成熟与更新 q应用生态学报 ot||w okwl }vvz ∗ vwt
姜凤岐主编 q林带经营技术与理论基础 q北京 }中国林业出版社 ot||u
李承水 o陈圣明 q黑松林生物量和生产力调查分析 q山东林业科技 ot||y okul }ww ∗ wx
任 o陈玉期 o曲永宁等 q落叶松人工林防护成熟的优化模型的研究 q甘肃农业大学学报 ot||y ovtkwl }vuz ∗ vvv
盛炜彤 o惠刚盈 o罗云伍等 q大岗山杉木人工林主伐年龄的研究 q林业科学研究 ot||t okul }ttv ∗ tut
许景伟 o王卫东 !王文凤等 q菏泽地区农田林网主要树种更新年龄的研究 q山东林业科技 ot||{ o增刊 }xw ∗ x{
赵 岭 o俞冬兴 o鞠瑞林等 q农田防护林主要树种适宜成熟期的研究 q防护林科技 ot||t okul }t ∗ {
朱教君 o姜凤岐 q国外防护林防护成熟的研究概况 q防护林科技 ot||v okvl }uy ∗ vs
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z| 第 u期 许景伟等 }沙岸黑松海防林防护成熟期及更新年龄的研究