华北落叶松生长分析

刘 芳，钱 栋

（1.河北塞罕坝机械化林场总场，河北 围场 068466；2.河北省林业调查规划设计院，河北 石家庄 050050）

华北落叶松（Larix principis-rupprechtiiMayr.）属松科落叶松属，落叶乔木，强阳性树种，生长迅速，树干圆满通直，材质优良，性极耐寒，对土壤的适应性强，是重要的用材树种，也是河北省高海拔地区营造速生丰产林的重要树种。为全面掌握华北落叶松人工林生长规律，本研究对华北落叶松人工林生长进行了调查分析。

1 试验材料与方法

1.1 试验区概况

试验地设在承德隆化县的茅荆坝、孙家营、碱房及张三营等林场，隆化县最南界在北纬41°6′，最北界在北纬41°30′，纬度较高。1月平均气温-11℃，7月平均气温23℃，无霜期约130d。受季风的影响，冬季寒冷干燥，多风沙，夏季高温多雨，年平均降水量为564mm，集中在6、7、8三个月，占全年降水量的70%。宜林面积大，其中有林地面积29.17万hm2，森林覆盖率53.39%，位居全省第6位。

1.2 标准地的设置及调查

在该林区华北落叶松人工林中，按不同林地类型选择具有代表性地段设置20m×30m的标准地40块，对样地内的林木进行每木检尺测定胸径、树高、枝下高、冠幅，并记录每样地林分郁闭度、海拔高度、坡度、坡向、坡位、坡形等。根据调查资料计算平均胸径和平均树高，并在每块标准地中选择具有代表性的平均木进行树干解析[1]，分析胸径、树高、材积的生长规律。

1.3 生长方程的选择

用来描述林分各调查因子平均生长的方程比较多，常用的生长方程如表1。其中用来描述林分平均胸径生长过程的常用方程有Richards方程、Logistic方程、指数生长方程、对数方程；描述林分平均树高生长过程的常用方程有线性方程、抛物线方程、Richards方程、Logistic方程、对数方程；描述林分平均木材积生长过程的常用方程有Richards方程、Logistic方程、Gompertz方程。

表1 林分生长过程拟合常用方程

表1方程式中，y是所要拟合的林分因子；t是年龄；a，b，c为方程参数。

2 结果分析

2.1 华北落叶松生长分析[2]

2.1.1 胸径生长过程

胸径生长过程见图1。从图1中看出：胸径总生长量曲线随年龄的增长呈直线上升，最大值为14.3cm。连年生长量曲线呈波浪型，在第16a出现胸径连年生长量与总生长量曲线相交现象。由此可见，后期由于没有及时调整林分密度，抑制胸径的生长，出现了平均生长量和连年生长量下降趋势。

图1 华北落叶松胸径生长过程

2.1.2 树高生长过程

树高生长过程见图2。从图2中可以看出：树高总生长量随年龄的增长呈直线上升，最大值为14.9m。连年生长量曲线呈波浪型，在第8～16a树高连年生长量迅速减慢，生长量为0.368m。

图2 华北落叶松树高生长过程

2.1.3 材积生长过程

材积生长过程见图3。从图3中可以看出：材积生长量随年龄的增长呈幂函数曲线上升，最大值为0.1220m3。连年生长量在8～17a时呈快速增长；在18a之后呈缓慢增长现象，在第33年时达到最大值，其值为0.0046m3。华北落叶松人工林材积的平均生长量与连年生长量在第39年时尚未相交，表明此时林分尚未进入数量成熟状态。

图3 华北落叶松材积生长过程

2.2 生长过程的曲线拟合与检验

利用Excel筛选出适合生长过程分析的材料，使用Excel、Forstat统计软件分别对华北落叶松人工林平均密度、树高、胸径和材积随年龄变化过程进行曲线拟合运算，分析各林分调查因子的生长规律，拟合结果见表2、表3、表4。

表2 华北落叶松胸径生长过程拟合结果

表3 华北落叶松树高生长过程拟合结果

表4 华北落叶松材积生长过程拟合结果

从表2可以看出：Richards方程最符合华北落叶松胸径生长过程，R2达到0.9616。从表3中可以看出Richards方程最符合华北落叶松树高生长过程，R2达到 0.9837；从表4可看出利用Richards方程进行材积生长过程拟合，R2可达0.9835。为此我们得出对于隆化地区的华北落叶松，可以利用Richards方程模拟其胸径、树高以及材积的生长过程。

为进一步证明此模型的准确性，把检验样本的实际值与模型值代入适用性检验公式：y=a+bx。a越接近于0，b越接近于1，模型拟合效果越好，实际值与理论值就会很接近。而当a不趋近于0，b不趋近于1时，表示该模型有误差，需要做F检验。

表5 各调查因子模型检验

表5是调查因子模型检验表，从表5中我们可以看出，所选用的Richards方程拟合的生长模型适用于描述华北落叶松人工林的生长过程。

3 结论与讨论

（1）华北落叶松的胸径生长在第16a连年生长量与总生长量曲线相交，说明此时是华北落叶松胸径生长最快的年龄，但是此后出现平均生长量和连年生长量开始下降，大多是由于林分密度、郁闭度太大进而引起林木没有得到足够的养分和光照，最终导致林木生长缓慢。由此可以看出在16a之后，要对林分进行适时的抚育间伐，提高林分的总生长量，进而提高林分的经济效益和社会生态效益。

（2）华北落叶松的树高生长在第8～16年树高连年生长量呈现上升趋势，之后呈现下降趋势，说明此时是华北落叶松树高生长最快的年龄段，此时，要保证华北落叶松足够的生长空间和养分供给；此外，也要注重林木的修枝整形，朝着树干通直的大径材培育。

（3）华北落叶松的材积生长在前期呈现快速生长的趋势，尤其是连年生长量在19a前直线生长，19～34a连年生长量趋于稳定，并且在34a出现最大值，之后出现下降趋势；而平均生长量一直呈现比较平滑的上升趋势。华北落叶松的材积平均生长量与连年生长量在第39年时尚未相交，表明此时林分尚未达到数量成熟龄。

（4）李兵兵在进行华北落叶松人工林生长规律研究中得出Logistic模型模拟华北落叶松人工林胸径、树高、材积生长过程效果最好。而在本研究中我们得出Richards方程模拟华北落叶松人工林胸径、树高以及材积的生长过程效果最好。

［1］马存世.舟曲林区落叶松人工林特性研究［J］.甘肃林业科技，1999，（3）：24-27.

［2］马存世.舟曲林区落叶松人工林经营密度的研究［J］.甘肃林业科技，1993，（3）：6-10.

［3］马存世，尹承陇.舟曲林区落叶松人工林病虫害调查及防治［J］.甘肃林业科技，1999，（4）：50-51.

［4］尹祚栋，李书靖，程同浩.落叶松引种栽培［M］.兰州：甘肃科学技术出版社.2000，44-48.

［5］李兵兵，原民龙，贾彦龙，等.华北落叶松人工林生长规律研究［J］.河北农业大学学报，2012，35（2）：60-65.