造林密度确定与种植点配置

第七章 造林密度确定与种植点配置

一、造林密度的意义

造林密度*：

单位面积造林地上栽植点或播种穴的数量，也叫初植密度

经营密度*：

人工林生长过程中单位面积上立木的数量，也常用立木断面积等的百分比来表示。

林分密度的基本形式

• 株数密度；林分平均直径导算的密度；树冠投影面积导算的密度；树冠竞争因子导算的密度；以树木面积比导算的密度；以树冠表面积导算的密度；以林木间距导算的密度；以平均树高导算的密度。

密度的意义：

造林密度与林分形成的速度延续影响到林分的生长、发育、稳定性、林分的产量、质量和生态效益、造林成本、种苗量、整地工程量、后期抚育管理工作量和资金投入有关系。

研究造林密度的意义在于：

– 充分了解各种密度所形成的群体，以及该群体内个体之间的相互作用规律,从而使林分整体在发育过程中在人为措施控制之下始终形成合理的群体结构。

– 这种合理的群体结构使各个个体有充分的发育空间，最大限度地利用营养空间，又使群体影响环境、协调各生态因子相互作用的优势得到充分的发挥，达到林分高生产力、高稳定性、高生态效益的目的。

二、密度对林木生长的影响

•一般来说，密度与造林成活率无关，具有群状配置时有影响，在立地条件差而成活率较低时可适当增加造林密度，但是不能滥用。

1、密度对郁闭的影响

• 造林密度大，郁闭早，反之则晚。

• 郁闭的早晚与树种、立地、经营条件有关。

• 郁闭早，可以减缓杂草与林木的竞争，但是郁闭过早，会引起林木分化和自然稀疏，造成林木后期生长不良（树冠发育受阻），速生的阳性树种表现得更为突出。

• 极端干旱条件下，不能要求树冠早郁闭，只考虑根系郁闭或林木个体的水分营养面积。

2、密度对干、枝、叶量的影响

• 密度增加，叶量也增加，但达到一定数量后叶量几乎保持不变。

• 如果始终保持密度不变，随林龄增加，林分的总叶量也不变，单株的叶量也不变，会影响到林木的直径和材积生长

• 林分密度越大，地上部分的总生产量中，枝条所占的比例越小，干材所占比例越小，径级也越小。兼顾用材时要考虑工艺成熟时的材种规格。

3、密度对树冠生长发育的影响

• 密度对树冠的生长发育有较大的影响。密度越大，平均冠幅越小。密度较高的林分冠幅生长较早衰。

• 各种不同密度林分的平均冠幅到一定年龄后，各自保持在一定的水平上，不再有太大的变化。

N=10000/(CWS)

4、密度对根系生长的影响

• 密度过大，会影响到林木的根系发育，根系的水平分布范围小，垂直分布也浅，甚至全林地的总根量也少。

• 一般来说，随密度增加总根量、各级根量度减少。

5、密度对高生长的影响

• 密度对高生长的影响较为复杂，研究结论不太一致。

•“有越密越高的趋势”，英国学者。

•“低密度的林分具有较高的高生长”，丹麦学者。

•“在一定的、较稀的密度范围内，由稀到密，促进高生长，在过密的情况下，增加密度，抑制高生长”，苏联学者。

密度对高生长的一般规律1

• 高生长对密度的反映与树种的喜光性、分枝特性、顶端优势有关。

• 较耐阴的树种、侧枝粗壮、顶端优势弱的树种，在一定的密度范围内，随密度的增加有促进高生长的作用。

密度对高生长的一般规律2

• 不同立地条件，特别是不同的土壤水分条件，可能使林木对密度有不同的反映。过稀时杂草的竞争作用使树木生长受阻，过密时树木之间对水分的竞争使树木生长受阻。在湿润的地方密度对高生长作用不甚明显。

密度对高生长的一般规律3

• 密度对高生长的作用主要取决于林木所处的密度范围。喜光速生树种，高密度抑制高生长，但在造林初期，适当加大密度可以促进高生长。

密度对高生长的一般规律4

• 一般来说，密度对高生长的影响作用，要比其它指标的影响作用小。在一定的密度范围内，密度对高生长的影响不大。

• 例子：

• 杉木 100－300株/亩，马尾松100－900株/亩，林分平均高无明显差别。

6、密度对胸径生长的影响

• 在竞争作用的密度以上，密度越大、直径生长越小。

• 密度对胸径的作用随林龄而增加。

• 密度对直径生长的影响与林木个体的营养面积有关，与冠幅、叶量的影响相一致。 CWD=a+bD Reineke

N=aD-b

logN=a－blogD

a、b－参数；N－单位面积株数；D－林分平均直径

他研究了14 个树种之后，得到

logN=－1.605logD+K K－因树种而变的常数

7、密度对材积生长的影响

• 单株材积： V=(π/4)D2Hf

V－单株材积；D－直径；H－树高；f－形数；

单株材积与密度： 1/V=AN+B V=KN-a

V－单株材积；N－株数；A、B、K、a－参数

• D随密度增加而减小，f随密度增加而增加

•例：苏联欧洲松，2500→30000株/hm2,f由0.618→0.689;

杉木林，250→4250株/hm2，f由0.454→0.553

•密度对单株材积的作用规律与直径相同，随密度的增加而减小。

8、密度对蓄积量的影响

M=VN

M=(π/4)D2HNf

M=KN1-a=KN-b

1/M=A+B/N N－株数

•蓄积量与单株材积、立木数量有关，二者互为消长。

•在林分充分郁闭以前，林分的产量随密度的增加而增加，立木的数量起主导作用。

• 在林分充分郁闭以后，林分的产量不因密度的增加而产生明显的差异。

• 密度达到一定程度以后，单株材积、立木数量二者达到平衡，到成熟林阶段时，不同密度林分的产量非常接近，蓄积量保持在一定的水平上，不再随密度的增加而上升。这个量主要取决于树种、立地、栽培管理技术。即最终产量恒定法则。

最大密度线

• 实践中林分的密度不可能无限增加，随密度增加必然导致竞争产生自然稀疏调节林分密度。

• 各阶段的最大密度和这个密度相适应的单株材积关系：

V＝KN－3/2

即二分之三法则、自然稀疏线、最大密度线

9、密度对生物量的影响

• 符合最终产量恒定法则

– 一般在幼林阶段，干、枝、叶等的干物质产量随密度增加而增加，但在一定密度以后就保持在一定的水平上。

– 在一定的密度范围内，任何密度范围内的林分，其生物产量最终是一定的。

收获密度效果

10、密度对干形、材质的影响

•干形：密度大形数高，尖削度小

•节疤：密度大，节疤小

•材质：树干饱满，干形通直，早晚材不同。

三、确定造林密度的原则

总原则：

以密度的作用规律为基础，以林种、造林树种、立地条件为主要考虑因子，使林木个体之间对生活因子的竞争抑制作用达到最小，个体得到最充分的发育并在较短的时间内使林分的生物量达到最大。

1.根据林种确定造林密度

• 水土保持林：密度宜大，但受立地限制。

• 固沙林：要求密植，但受极端因子限制。

• 农田防护林：以防风效果为依据，密度与透风稀疏相一致。

• 经济林：以经济产品为目的，一般密度较小，以充分利用阳光。

• 用材林：先密后稀，种间间伐利用；与材种、规格有关。

• 薪炭林：密植，以不压抑群体产量为限。

• 径流泥沙控制林带：密植。

2.根据不同树种确定造林密度

• 考虑因子：生长速度、冠幅大小、光照与水分需求

• 喜光树种：初期生长快，宜稀植

• 耐阴树种：初期生长慢，宜密植

• 树冠宽阔、根系庞大：稀植

• 树冠狭窄、根系紧凑：密植

• 水肥消耗高：稀植

• 耐干旱瘠薄：适当密植

• 灌木树种：适当密植

• 生长快、疏植影响干形：密植

3.根据立地条件确定造林密度

• 立地条件与密度的关系较为复杂

立地环境容量：立地质量好，环境容量高，造林密度可大一些。

经营目的：立地条件好，用于培养大径材，宜稀植。

生长速度：立地条件好，生长速度快，宜稀植。

立地条件极差：干旱宜稀植；高纬度、高海拔地区因低温、生长期短、土壤瘠薄可相对密植；在根茎、根蘖性杂草竞争激烈的地方，可相对密植。

4.根据经营条件确定造林密度

• 经营条件好，栽培技术细致，林木生长速度快，不用密植

• 整地细致，水肥充足，苗木规格大、质量高，抚育管理强度大，相对稀植。

5.根据经济条件确定造林密度

• 造林成本与经济效益：投入产出比，造林成本的承受能力

• 用材林的第一次间伐利用时间，间伐的材种、价格、销售市场、交通等。

• 林农结合时农产品、林产品的综合效益。

四、确定造林密度的方法*

合理密度：在一定的立地条件下，个体得到充分发育，群体取得最高效益的林分密度。

1.经验的方法*

• 对过去人工造林的密度进行调查，判断其合理性和进一步调整的方向

• 条件：一定的理论知识，丰富的生产知识

2.试验的方法*

• 用不同造林密度的试验确定合理的造林密度

• 对主要造林树种，在典型生长条件下进行密度试验

• 试验只能得出密度作用的生物规律，实际指导生产的密度范围，还要作进一步的经济分析。

3.调查的方法*

• 调查不同密度下林分的生长发育状况，取得大量数据后进行统计分析，计算各种参数确定造林密度。

重点调查因子：

初植密度与第一次间伐的时间、林木生长的速度；

密度与树冠大小、直径生长、个体体积生长的关系；

密度与现存蓄积量、材积生长量、总生物量的关系；

密度与树冠扩展速度、郁闭年限的关系。

• 小径材：树冠扩展速度

• 中径材：密度与直径关系

4.查图表的方法*

• 依据当地主要造林树种的密度管理图或密度管理表确定造林密度

• 按第一次间伐时要求达到的径级大小，在密度管理图上查出长到这种大小且疏密度高于0.8以上时的对应密度，以此密度再增加一定数量，以抵偿生长期可能出现的平均死亡率。

五、种植点的配置

• 定义*：种植点或播种点在造林地上的间距及排列方式。

• 意义：在造林及林木生长前期，对林木的光照、水分、养分利用及种间关系有一定的影响

• 配置原则：考虑树种的生物学特性，防止水土流失的效果，一般行向与等高线一致，特殊地方南北向。

配置的形式

行状配置

– 正方形：株行距相等，树冠发育均匀；

– 长方形：行距大于株距，行内早郁闭；

– 正三角形：行距小于株距，相邻的种植点相互错开，树冠发育均匀；

– 品字形：相邻行的各株相对错开位置，树冠发育均匀；

群状配置

– 植生组配置，簇式配置；

• 植株在造林地上呈不均匀的群状配置，群内植株密集、群间的距离较大。

• 群的大小与立地环境条件有关，从3、5株到几十株，群的数量一般为成林的密度，群的排列呈规则或不规则的，随地形而定。

• 适用于恶劣环境条件、低产林改造、阔改针。

不同配置密度

•正方形：N=A/a2

•长方形：N=A/(ab)

•正三角形：N=A/(0.866a2)

•品字形：N=A/(0.5ab)

A－面积，a－株距，b－行距