第五章林分结构的设计

第五章林分结构的设计

本章着重说明有关人工林结构的设计问题，在主要造林树种确定以后，人工林结构主要决定于密度、配置、组成等因素。

林木群体结构――指林木群体的各组成成分的空间和时间分布格式。

下面逐项介绍林分结构设计的主要项目：林分密度、种植点配置、树种组成

第一节林分密度

一、概念和意义

林分密度――指单位面积林地上的林木的数量。

林分密度是所能控制的主要因子，也是形成一定林分水平结构的数量基础，对林产品的质量、数量和林分的稳定性都有深刻的影响，探索合理密度是森林培育研究及生产的中心课题之一。

由于密度在森林一生中不断变化，就冠以不同名称来称之。

将森林起源时形成的密度称之“初始密度”，它是森林生长发育各个时期的密度变化的基础，而将其它时期的密度称为“经营密度”。

人工林的初始密度称为造林密度

――是指单位面积造林地上栽植株数或（穴）数。

如：杉100~300株/亩；油茶3~5粒/穴；油桐2~3粒/穴，70~80穴/亩。

二、造林密度的作用规律

造林密度以及由它发展成的后期林分密度在人工林整个成林成材过程中起着巨大的作用，了解和掌握这些作用规律，将有助于确定合理的造林密度。

密度对林木的作用，从幼林接近郁闭时开始出现，

一直延续到成熟收获期，尤以在干材林阶段及中龄

阶段最为突出。

（根据密度作用规律，说明密度与树冠、胸径、树

高的关系，并说明其原因）

1. 密度与树冠的关系

随密度增加，树冠减小，密度与树冠呈反比。

说明密度大小明显影响树冠的发育即冠幅CW、冠长、树冠表面积或体积。

原因：随着密度增加，林分郁闭提前，树冠之间的矛盾就来得早，相互之间抑制也早，因此，冠幅就越小。

2. 密度与直径生长的关系

密度对直径生长具有明显的限制作用，即密度越大，直径生长越小，密度与直径呈反比关系。

密度倒数式：

D－1＝A＋BN

（密度效应曲线）

原因：随着密度增加，树冠减小，叶面积指数减小，

制造的光合产物减少。对一个树种来说，一定的胸

径与一定的密度相对应，而与年龄和立地无关。密度

对直径生长的作用还表现在直径分布上，直径分布是

研究林木及其树种结构的基础，在林分生长量、产量

测定工作中起着重要的作用。一般密度对直径分布作

用总的规律是密度加大使小径阶林木的数量增大，而

大中径阶的数量减少。

3. 密度与树高生长的关系――比较复杂

在不同的地区条件下，对不同树种处在不同的年龄阶段和不同的密度范围内得出不同的结论。但综合起来可得出较为统一的认识。

1）对于大多数树种，在相当宽的中等密度范围内，密度对树高生长没有明显的影响。

原因：树木的高生长主要由树种的遗传特性、林分所处的立地条件来决定，这也是为什么把树高生长作为评价立地条件质量生长指标（立地指数）的基本道理。

2）

郁闭初期，以密促高作用，

到中、后期随着密度提高，

树高反而减少。

原因：郁闭初期，林木都需要阳光，

为了得到阳光，树高相互之间有促进

作用。

对强阳性树种表现明显，杨、落叶松

由于密度比较大，竞争激烈个体生长

受到抑制，也包括抑制高生长在内。

较耐荫的树种以及侧枝粗壮，顶端优势

不旺的树种才有可能在一定范围内，以密促高。

4. 密度与根系的关系

随着密度的提高，根系数量减少，密度与根系呈反比。

原因：根系与地上部分即树冠的关系，枝叶多，促进根系生长，反之。

地下空间：随密度增大，个体间根系矛盾激烈，争夺地下营养空间激烈。

在密林中不但林木根系的水平分布范围小，垂直分布较浅。在全林中总根量也较少，而且同种林木根系易连生，加强了个体间的竞争和分化。在密林中生长物质的分配似乎更偏向于供应地上部分生长。地上部分生长纤细，根系发育受阻，树木易遭风倒、雪圧及病虫侵袭的危害，林分处于不稳定状态。

5. 密度与材积（蓄积量）生长的关系

1）密度越大，平均单株材积越小，且较平均胸径降低的幅度要大得多，密度与单株材积呈反比。

原因：单株材积决定于树高H、胸高断面积G1.3和树干形数f等3个因子。

N--------->H、G1.3、f

其中：N----->H、f 关系较弱

D----->N 关系大，而G1.3 ∝D2

∴G1.3就成为不同密度下单株材积的决定性因子，密度对单株材积生长的作用规律与对直径生长的相同。

这个作用主要表现在干材林及中龄林阶段。实质上是个体对生活资源的竞争。密度与单株材积生长的效益，可以用一定的数学公式来表示，即

密度竞争效应幂乘式：V＝KN－a

当N趋于最大密度时，a接近于1.5，则V＝KN－3/2，称之为3/2幂法则

2）密度对林分干材产量的关系

蓄积量W＝V×N，V与N是两个互为消长因子，其乘积值取决于哪个因子居于支配地位。

最终产量恒定法则――在较稀的密度范围内，密度本身起主要作用，林分蓄积量随密度的增大而增大，但当密度增大到一定程度时，密度的竞争效应增强，两个因素的交互作用达到平衡，蓄积量就保持在一定水平上，不再随密度增大而增大，这个水平的高低取决于树种、立地及栽培、集约度等非密度因素。

蓄积量同时决定于单株材积和密度本身两因素，而这两因素之间的关系是互为消

长的关系，其中取决于哪个因素占支配地位。

{

幼林期：N主导，M随N 而。达到一定N，M稳定在一定水平上再N，则M。

林分后期：V主导，较稀的林分总蓄积量反而逐渐赶上或超过较密林分。

{阳性树种：N所起作用时间短；

阴性树种：…………………长；

中性偏阳的树种如杉木仍以较密林分）300株/亩产量高。

6. 与材质的关系

{

密植林分，树干较易通直（主要对阔叶树种而言），形饱满（尖削度小），分枝细小，有利于自然整枝及减少木材中节疤数量及大小。

稀植林分则相反。

当然，林分过密，干材过于纤细，树冠过于狭窄，也不符合用材和健康要求。

总之，在人工林生长发育的全过程中，造林密度的作用是多方面的，客观上，对各个树种来说，在一定的立地条件及一定的阶段都存在一个最适密度范围，过密过疏都不好。探索密度作用规律的主要任务就是要把这个最适密度范围确定下来。

三．确定造林密度的原则

密度不是一个常数，林木生长的各个时期密度随各种因素的变化而变化，它有一个数量范围。初始密度是形成林分各个时期的基础，为此我们主要以初始密度来讨论原则。

经营目的，造林树种，立地条件，经营条件，造林技术

1. 经营目的

主要反映在林种和材种上。要考虑到结构和功能的统一。

eg: 用材林中培育大径材（锯材、枕材、胶合板材），密度小

中小径材（矿柱材、杆材、造纸材），密度大；