修枝对杉木生长及其与时间的相关性研究

修枝对杉木生长及其与时间的相关性研究

杉木是中国特有的速生树种。它具有生长速度快、产量高的特点。它能适应干燥和贫瘠的栖息地，在中国南方的林业生产中发挥着重要作用。然而，由于大型优质杉木木材的严重不足，杉木人工林木材的销售市场繁荣。修枝直接影响树冠动态发展,而树冠动态与树木的生长直接相关,有研究表明,对林木进行修枝处理,可以提高林木的木材材质,增加树干的圆满度,促进林木生长,提高生长量的同时还能够改善林分的卫生状况,增加一定的收益。因此,作为一项有效的目标树培育技术,林木的人工修枝已被接受和采用。杉木的生长速度快,但其自然整枝能力一般。在立地条件良好、中幼龄林内和适宜的林分密度下,采取合适的修枝方法和适当的修枝强度,在一定程度上可促进杉木的生长,形成无节良材。已有研究对杉木无节材相关培育技术进行了报道。本研究在前人基础上,通过对不同修枝强度下杉木林的生长情况调查,首次建立了修枝强度与修枝时间的相关模型,探讨了不同修枝强度下,杉木无节材树高、胸径和材积生长随时间的变化,对促进林木生长,增加树干圆满度,培育主干无节木材,提高木材品质以及杉木林的科学经营等均具有一定的理论意义。1材料和方法1.1郑墩工区概况研究区域为福建省政和县和松溪县,位于闽浙交界处,武夷山麓东南侧。试验地位于政和国有林场梅坡工区58大班2小班;平岩工区56大班2、3小班和松溪国有林场郑墩工区50大班1小班,51大班1小班,土层厚度65~85cm,红壤微酸性,海拔240~510m,属亚热带海洋性湿润季风气候,年平均气温18℃,日照时数1900h以上,无霜期270d左右,全年四季分明,季风明显。夏无酷暑,冬无严寒,年平均气温19.4℃,7月平均气温30.1℃,极端最高气温41.6℃,极端最低气温-4.2℃,无霜期287d,年平均降雨量1728mm。1.2样本选择试验样地为林龄6年(1994年春季造林)生的杉木纯林。修枝试验开始前各试验地立地环境及杉木生长状况基本一致(表1)。1.3造林密度及密度本试验共设置5个处理(修枝强度枝下高分别为1/3、2/5、1/2、2/3及未修枝对比区),每个处理为1hm2,造林密度为3600株·hm-2,每个处理3次重复。1.4杉木林生长量调查修枝试验开始前对各处理杉木林进行生长调查,修枝后第4年、第7年,第10年和第13年分别对各处理杉木林进行生长量调查。材积按照《福建省地方标准伐区调查设计技术规程DB35/T88—1998》中杉木的材积模型来确定:式中V为材积,D为胸径,H为树高。1.5处理数据在SPSS13.0中进行统计分析,在Excel2003中进行图表制作。2结果与分析2.1不同树种树高、平均胸径以及平均单株材积的比较由表2可见,修枝后4a,杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积均随着修枝强度的增大而下降,枝下高随着修枝强度的增大而升高,不同修枝强度下杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积均不同程度地小于对照组;7a、10a和13a后,修枝强度为1/3、2/5和1/2的处理,其平均树高、平均胸径以及平均单株材积均高于对照组,以修枝强度为1/2的处理长势较好,与其他组差异显著(P<0.05);13a后,修枝强度为1/2的处理,其杉木林的平均树高、平均胸径、平均单株材积分别比对照组高出了16.93%、15.40%和52.14%,可见,枝下高为1/2的修枝强度对林木生长、树干圆满度和木材品质具有明显的促进作用,由此确定其为最佳修枝强度。2.2未修枝前后各维度的相关模型由不同修枝强度下杉木林的生长与时间的相关性可见,在1/3修枝强度下,平均树高与时间的相关模型为y=0.0108x-0.0126,R2=0.9331;平均胸径与时间的相关模型为y=0.9871x+4.0611,R2=0.9904;平均单株材积与时间的相关模型为y=0.7232x+4.1226,R2=0.9891;平均枝下高与时间的相关模型为y=0.4496x+0.3614,R2=0.9249。在2/5修枝强度下,平均树高与时间的相关模型为y=0.012x-0.0135,R2=0.9496;平均胸径与时间的相关模型为y=1.0418x+4.0093,R2=0.9376;平均单株材积与时间的相关模型为y=0.7221x+4.1217,R2=0.9933;平均枝下高与时间的相关模型为y=0.4901x+0.4531,R2=0.948。在1/2修枝强度下,平均树高与时间的相关模型为y=0.0142x-0.0171,R2=0.9465;平均胸径与时间的相关模型为y=1.1387x+3.8167,R2=0.9672;平均单株材积与时间的相关模型为y=0.8489x+4.0991,R2=0.9707;平均枝下高与时间的相关模型为y=0.5308x+0.7522,R2=0.9751。在2/3修枝强度下,平均树高与时间的相关模型为y=0.0076x-0.0086,R2=0.9323;平均胸径与时间的相关模型为y=0.859x+3.6654,R2=0.9885;平均单株材积与时间的相关模型为y=0.5928x+4.1096,R2=0.9686;平均枝下高与时间的相关模型为y=0.3217x+1.2862,R2=0.8772。未修枝处理的平均树高与时间的相关模型为y=0.0089x-0.0069,R2=0.9539;平均胸径与时间的相关模型为y=0.855x+4.4556,R2=0.9824;平均单株材积与时间的相关模型为y=0.6319x+4.4649,R2=0.9895;平均枝下高与时间的相关模型为y=0.3915x+0.3795,R2=0.9095。2.3最佳修枝强度对杉木林生长的影响由最佳修枝强度下杉木林生长与时间的相关性检验可见,在最佳修枝强度下,杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积均与处理时间呈极显著的正相关(P<0.01)。3不同修枝强度对杉木林生长的影响适当的修枝有利于杉木的树高和胸径的生长,在具备良好的立地条件、适当的林龄、林分密度、正确的修枝方法和适当的修枝强度等条件下,进行人工修枝可以促进杉木的生长,达到培育杉木无节良材的目的。不同的修枝强度是杉木生长差异的主要影响因素。本研究中,修枝后4a,杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积均随着修枝强度的增大而下降,枝下高随着修枝强度的增大而升高,修枝后7a至13a,杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积均随着修枝强度的增大先升高后下降,13a后,修枝强度为1/2的处理,平均树高为14.733±0.208m,平均胸径为17.733±0.289cm,平均单株材积为0.178±0.008cm3,分别比对照组高出了16.93%、15.40%和52.14%,与其他处理间差异显著,为最佳修枝强度。采用线性模型对不同修枝强度下杉木林的平均树高、平均胸径以及平均单株材积随时间的变化进行了模拟,首次建立了修枝强度与修枝时间的相关模型,得出在最佳修枝强度下,杉木林平均树高与时间的相关模型为y=0.0142x-0.0171,R2=0.9465;平均胸径与时间的相关模型为y=1.1387x+3.8167,R2=0.9672;平均单