非均勻配置的應(yīng)用混交林培育課件

第十四章林分結(jié)構(gòu)第十四章林分結(jié)構(gòu)本章授課內(nèi)容一、林分結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵二、林分密度作用規(guī)律與動(dòng)態(tài)調(diào)控三、種植點(diǎn)配置四、混交林培育本章授課內(nèi)容一、林分結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵一、林分結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵林分結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成林分群體的各樹種的時(shí)空分布格局。完整的林分結(jié)構(gòu)又可以分解為三維時(shí)空結(jié)構(gòu)，即水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)。水平結(jié)構(gòu)主要決定于林分密度和種植點(diǎn)配置，垂直結(jié)構(gòu)主要決定于人工林樹種組成和年齡結(jié)構(gòu)，年齡結(jié)構(gòu)主要決定于林木起源或營造時(shí)間。林分密度是指單位面積林地上的林木數(shù)量。林分密度具有動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，森林起源時(shí)的密度稱為初始密度（或造林密度），造林以后各時(shí)期的密度稱為經(jīng)營密度。種植點(diǎn)配置是指種植點(diǎn)在造林地上的空間排列方式。人工林樹種組成是指構(gòu)成林分的樹種組成及其所占的比例。由一種樹種組成的人工林叫單純林，由兩種或兩種以上樹種組成的人工林叫混交林。人工林的年齡結(jié)構(gòu)

是指組成人工林林分群體各林木的年齡組成格局。根據(jù)人工林年齡的異同，可將人工林分為同齡林和異齡林。一、林分結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵林分結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成林分群體的各樹種的二、林分密度作用規(guī)律與調(diào)控對(duì)郁閉成林的影響對(duì)林分生長(zhǎng)的影響樹冠生長(zhǎng)樹高生長(zhǎng)直徑生長(zhǎng)根系生長(zhǎng)材積生長(zhǎng)對(duì)木材質(zhì)量的影響對(duì)林分穩(wěn)定性的影響二、林分密度作用規(guī)律與調(diào)控林分密度對(duì)郁閉成林的影響初始密度增加，林分提前郁閉，個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)和個(gè)體分化也提前何時(shí)郁閉合理取決于：生物學(xué)原則（樹種特性）生態(tài)學(xué)原則（林地條件）經(jīng)濟(jì)學(xué)原則（經(jīng)營目標(biāo)）林分密度對(duì)郁閉成林的影響林分密度對(duì)樹冠結(jié)構(gòu)的影響樹冠結(jié)構(gòu)是林木生長(zhǎng)及其與環(huán)境相互作用、反饋調(diào)節(jié)的綜合結(jié)果樹冠結(jié)構(gòu)也是經(jīng)營措施對(duì)林木生長(zhǎng)產(chǎn)生影響的具體表現(xiàn)隨著密度增大，樹冠結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律為側(cè)枝數(shù)減少，枝條長(zhǎng)度縮短樹冠營養(yǎng)空間變小凈光合速率減小葉面積指數(shù)和He系數(shù)增大林分密度對(duì)樹冠結(jié)構(gòu)的影響無性系株行距(m)樹冠結(jié)構(gòu)因子直徑大于3cm的枝條數(shù)(條)冠幅(m)冠高(m)樹冠體積(m3)分枝角度單葉葉面積(cm2)單株葉面積(m2)樹冠葉疏密度(m2/m3)He系數(shù)葉面積指數(shù)I-72/584×4153.716.860.253.984.6117.02.070.7657.85×5185.618.7154.054.785.9165.61.470.1756.66×6206.221.022155.7110.0189.10.590.6735.37×7237.020.225956.9126.7206.20.790.6294.2I-69/554×4173.718.56655.887.6121.31.850.7417.65×5194.620.911661.5123.4151.91.360.7146.36×6256.022.621361.6126.4177.50.840.6944.97×7296.622.125464.3134.1202.30.790.6194.1I-63/514×4113.614.047.546.187.888.31.330.7225.45×5144.815.797.748.2102.1120.21.020.6894.86×6185.417.1130.550.6114.9127.90.730.6143.57×7215.918.2166.463.3128.7160.00.690.5233.4造林密度對(duì)楊樹樹冠結(jié)構(gòu)的影響**自楊樹定向培育，方升佐，徐錫增，呂士行編著，2004無性系株行距樹冠結(jié)構(gòu)因子直徑大于冠幅冠高樹冠分林分密度對(duì)樹高生長(zhǎng)的影響相當(dāng)寬的一個(gè)中等密度范圍內(nèi)，密度對(duì)高生長(zhǎng)幾乎不起作用樹木的高生長(zhǎng)主要由樹種的遺傳特性、林分所處的立地條件來決定特殊情況下，密度適當(dāng)加大對(duì)樹高生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用：部分耐蔭樹種部分頂端優(yōu)勢(shì)過弱的樹種側(cè)枝過于發(fā)達(dá)的樹種土壤較干旱的立地雜灌嚴(yán)重的立地林分密度對(duì)樹高生長(zhǎng)的影響高生長(zhǎng)密度作用規(guī)律的應(yīng)用它是立地指數(shù)評(píng)價(jià)立地質(zhì)量的理論基礎(chǔ)特殊立地造林密度的確定（干旱立地、雜灌嚴(yán)重的立地等）特殊樹種造林密度的確定（頂端優(yōu)勢(shì)過弱的樹種、干形差的樹種、側(cè)枝過于發(fā)達(dá)的樹種等）高生長(zhǎng)密度作用規(guī)律的應(yīng)用它是立地指數(shù)評(píng)價(jià)立地質(zhì)量的理論基礎(chǔ)林分密度對(duì)直徑生長(zhǎng)的影響林分郁閉后，密度越大，直徑生長(zhǎng)越小林分郁閉后，密度加大，小徑階林木的數(shù)量增大而大中徑階的數(shù)量減少描述同齡純林直徑分布的概率密度函數(shù)有：應(yīng)用較廣泛的有：正態(tài)分布、韋伯分布林分密度對(duì)直徑生長(zhǎng)的影響I-72I-63林分密度對(duì)南方型楊樹無性系直徑生長(zhǎng)的影響**自楊樹定向培育，方升佐，徐錫增，呂士行編著，2004I-72I-63林分密度對(duì)南方型楊樹無性系直徑生長(zhǎng)的影響**株行距（m）生長(zhǎng)期樹齡（年）持續(xù)年限（年）胸徑凈生長(zhǎng)量（cm）胸徑凈生長(zhǎng)量占總生長(zhǎng)量的百分率（%）生長(zhǎng)初期1~224.820.965×5速生期3~5313.659.39生長(zhǎng)后期6~1054.519.65生長(zhǎng)初期1~226.021.747×7速生期3~7516.660.14生長(zhǎng)后期8~1035.018.12造林密度對(duì)I-63楊各生長(zhǎng)期胸徑生長(zhǎng)量的影響**自楊樹定向培育，方升佐，徐錫增，呂士行編著，2004株行距生長(zhǎng)期樹齡持續(xù)年限胸徑凈生長(zhǎng)量胸徑凈生長(zhǎng)量占總生長(zhǎng)直徑密度作用規(guī)律的應(yīng)用它是密度對(duì)產(chǎn)量效應(yīng)的基礎(chǔ)樹木直徑是成材規(guī)格的重要指標(biāo)通過密度調(diào)控直徑生長(zhǎng)和分布，為一定時(shí)期內(nèi)生產(chǎn)一定規(guī)格的產(chǎn)品服務(wù)應(yīng)用于林分密度管理圖的編制中直徑密度作用規(guī)律的應(yīng)用林分密度對(duì)單株材積的影響林分密度對(duì)單株材積的影響立木的單株材積決定于樹高、胸高斷面積和樹干形數(shù)3個(gè)因子V＝f(f，H，D2)在f，H，D2三個(gè)因子中，密度對(duì)f和H的影響較小，對(duì)D的影響極大V與平方D2呈正比，因此，決定單株材積的主導(dǎo)因子是D林分密度對(duì)單株材積的影響林分密度對(duì)林分材積的影響林分干材總產(chǎn)量＝現(xiàn)存量（蓄積量）＋間伐量就現(xiàn)存量而言，可以簡(jiǎn)化為公式：∑V＝f(f，H，D2)·N∑V的大小決定于平均單株材積、單位面積株數(shù)2個(gè)參數(shù)較低密度條件下，∑V隨N增加而增加，密度起主導(dǎo)作用密度增加到一定程度后，f(f，H，D2)和N發(fā)生交互效應(yīng)而互為消漲，∑V穩(wěn)定在一定水平雙因素交互平衡點(diǎn)時(shí)∑V的大小決定于樹種、立地條件和栽培管理水平就間伐量而言，在林分生長(zhǎng)初期，密植可以充分利用土地，從而可以增加干材總產(chǎn)量間伐材用作小徑材間伐材用作能源間伐材用作纖維造紙林分密度對(duì)林分材積的影響材積密度作用規(guī)律的應(yīng)用林分木材產(chǎn)量與木材規(guī)格（或材性）平衡的基礎(chǔ)土地利用率與木材生產(chǎn)成本平衡的基礎(chǔ)材積密度作用規(guī)律的應(yīng)用林分密度對(duì)木材質(zhì)量的影響一定范圍內(nèi)，密度加大有利于木材部分形態(tài)質(zhì)量的提高木材干形通直、圓滿、尖削度?。ㄓ欣谀静某霾穆侍岣撸┐龠M(jìn)自然整枝，側(cè)枝和節(jié)疤變少、變?。ㄓ欣诓男愿纳疲┻m度密植對(duì)木材材性的正面影響稀植杉木木材幼年期年輪加寬，初生材比例增加（材性下降，因?yàn)樵绮牡墓馨讖酱?、胞壁薄、壁腔比加大，木材密度、抗彎?qiáng)度、順紋抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均降低）稀植南方型楊樹木材S2層微纖維角和相對(duì)結(jié)晶度增大（木材的力學(xué)性質(zhì)降低）樹紙漿林中隨密度的增大，纖維長(zhǎng)度增加、各級(jí)纖維的頻率分布趨于均勻（提高了造紙纖維質(zhì)量）林分密度對(duì)木材質(zhì)量的影響項(xiàng)目株行距（m）試件數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)準(zhǔn)確指數(shù)抗壓強(qiáng)度（Mps）7×72222.930.59313.352.856×61521.927.70112.662.605×51522.026.61012.091.694×41622.014.4266.571.64抗彎強(qiáng)度（Mps）7×72246.652.19211.22.396×61643.242.9829.922.485×51744.043.2349.652.344×41544.222.8355.172.67彈性模量（g/cm3）7×72251.410.42420.264.306×61745.88.43419.204.665×51450.19.51319.265.004×41654.07.93014.683.81沖擊韌性（g/cm3）7×7271.3260.302022.784.386×6210.9480.212122.374.885×5200.6260.118818.984.244×4210.5880.104117.713.87林分密度對(duì)I-72楊樹無性系物理力學(xué)性質(zhì)的影響*（自楊樹定向培育，方升佐，徐錫增，呂士行編著，2004）項(xiàng)目株行距（m）試件數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)準(zhǔn)確指數(shù)項(xiàng)目株行距（m）試件數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)準(zhǔn)確指數(shù)全干密度（g/cm3）7×7230.3780.02286.041.266×6210.3630.02516.901.515×5210.3730.03188.541.864×4210.4320.02467.221.5915%氣干密度（g/cm3）7×7220.4090.01834.470.956×6180.3890.02305.921.395×5160.3910.01513.861.004×4210.3980.02917.321.60干縮系數(shù)7×7200.3850.038610.022.246×6170.3580.016519.054.625×5160.3910.011611.302.824×4210.3890.15518.183.97林分密度對(duì)I-72楊樹無性系物理力學(xué)性質(zhì)的影響*（自楊樹定向培育，方升佐，徐錫增，呂士行編著，2004）項(xiàng)目株行距（m）試件數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)準(zhǔn)確指數(shù)木材質(zhì)量密度作用規(guī)律的應(yīng)用木材質(zhì)量密度作用規(guī)律是人工林密度調(diào)控的理論基礎(chǔ)通過密度控制改善木材形態(tài)品質(zhì)（尤其是側(cè)枝過于發(fā)達(dá)的樹種）通過密度控制提高木材出材率（尤其是部分干形差或尖削度大的闊葉樹種）通過密度控制改善木材材性適當(dāng)密植，提高木材力學(xué)性質(zhì)（如南方型楊樹或杉木用材林培育）適當(dāng)密植，提高造紙纖維質(zhì)量（如楊樹紙漿林培育）木材質(zhì)量密度作用規(guī)律的應(yīng)用林分密度對(duì)林分穩(wěn)定性的影響密度對(duì)林分穩(wěn)定性的影響主要有成活、成林、抗風(fēng)倒、抗雪壓等方面林分密度過大，不僅個(gè)體根量、根幅、根深變小，林分也總根量下降（抗風(fēng)倒能力下降）在季節(jié)性干旱地區(qū)，適當(dāng)加大密度，有利于林分快速郁閉成林在雜灌嚴(yán)重地區(qū)，適當(dāng)加大密度，有利于林分快速郁閉成林在極端干旱地區(qū)，旱生樹種根系龐大，從生物學(xué)特性和水量平衡的角度來看，不允許林分密度過高林分密度對(duì)林分穩(wěn)定性的影響造林密度的確定原則性造林目的（不同林種、不同定向培育要求）樹種特性立地條件經(jīng)營條件經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)性確定造林密度的因素是復(fù)雜的，必須綜合考慮各方面的因素加以確定。同時(shí)，應(yīng)該看到在林木生長(zhǎng)過程中合理造林密度不是固定不變的，而且相對(duì)的、可變的。要使林木在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段都保持密度合理，就需要采取人為調(diào)節(jié)措施。

造林密度的確定樹種每畝株數(shù)株行距（米）馬尾松、云南松、紅松、華山松、樟子松222—4441.5×2-1×2-1×1.5油松296—4441.5×1.5-1×2-1×1.5落葉松222—3331.5×2-1×2杉木111—2962×3-2×2-1.5×1.5水杉66—2963×3.5-2×3-1.5×1.5濕地松100—1502.2×3-2×3-2×2.2樟樹95—1672×3.5(2.7×2.7)-2×3-2×2檸檬桉、窿緣桉、大葉桉111—3332×3-2×2-1×2木麻黃95—2502.7×2.7-2×3-1.5×1.7楓楊95—1672×3.5-2×3-2×2刺槐111—3332×3-2×2-1×2楨楠167—2222×2-1.5×2側(cè)柏、柏木、云杉、冷杉、麻櫟、栓皮櫟296—4441.5×1.5-1×2-1×1.5木荷167—2402×2-1.5×2-1.7×1.7水曲柳、黃波羅222—4441.5×2-1×2-1×1.5苦楝、臭椿95—2222×3.5-2×2-1.5×2主要樹種造林密度樹種每畝株數(shù)株行距（米）馬尾松、三、種植點(diǎn)配置與造林密度的關(guān)系造林密度通過種植點(diǎn)的配置得到表現(xiàn)種植點(diǎn)的配置又以一定的造林密度為基礎(chǔ)種植點(diǎn)配置的作用資源利用率林木生長(zhǎng)幼年撫育管理種植點(diǎn)配置的基本形式按形態(tài)分：長(zhǎng)方形配置、正方形配置、正三角形配置、群狀配置按均勻度：均勻式配置、非均勻式配置三、種植點(diǎn)配置與造林密度的關(guān)系不同配置方式的特點(diǎn)長(zhǎng)方形正方形正三角形群狀配置林木空間分布均勻度－0＋－－林木生長(zhǎng)發(fā)育均勻度－0＋－－資源利用率（光、土地）－0＋－－幼年撫育和間作＋＋－－－選用條件最常用的種植點(diǎn)配置方式多適用于平地或丘陵緩坡地營造用材林和經(jīng)濟(jì)林多適用于平地經(jīng)濟(jì)林建設(shè)防護(hù)林營造條件差的地區(qū)造林跡地更新低值林分改造風(fēng)景林的樹叢設(shè)計(jì)不同配置方式的特點(diǎn)長(zhǎng)方形正方形正三角形群狀配置林木空間分布均非均勻式配置的理論基礎(chǔ)充分發(fā)揮林木生長(zhǎng)的邊行優(yōu)勢(shì)非均勻式配置的類型單行非均勻式配置：株距3.0-5.0m，行距8.0-10.0m，造林密度控制為256-278株/hm2雙行非均勻式配置：株距3.0-5.0m，1、2行行距3.0-5.0m，二三行距在15.0-25.0m（即采用寬—窄行配置），以下以此類推，造林密度間控制在256-278株/hm2之間采用非均勻式配置的優(yōu)點(diǎn)大行距小株距，便于行間撫育管理有利于工程建設(shè)，可以在小行距兩行樹外側(cè)挖護(hù)林溝，起排水、灌溉、降堿等作用，既保護(hù)林木，又促進(jìn)林木生長(zhǎng)，達(dá)到速生豐產(chǎn)的目的行間距拉大，增加了間種面積，延長(zhǎng)了間作年限，便于機(jī)械化作業(yè)利于復(fù)合經(jīng)營（林、糧、牧、草），長(zhǎng)短結(jié)合，是平原農(nóng)區(qū)發(fā)展林業(yè)的一條有效途徑非均勻配置的應(yīng)用非均勻式配置的理論基礎(chǔ)非均勻配置的應(yīng)用四、混交林培育混交林的特點(diǎn)混交林培育的理論基礎(chǔ)混交林種間關(guān)系本質(zhì)混交林種間關(guān)系的形式與結(jié)果混交林種間關(guān)系的發(fā)生途徑混交林樹種混交林類型混交林培育技術(shù)混交樹種選擇混交方法混交比例混交林種間關(guān)系相對(duì)性與種間關(guān)系調(diào)節(jié)四、混交林培育混交林的特點(diǎn)更充分利用林地條件更有效地改善林地環(huán)境條件能培育出產(chǎn)量多、質(zhì)量好的木材和多種林產(chǎn)品能增加抗御災(zāi)害的能力更好地發(fā)揮林地的生態(tài)效益混交林的特點(diǎn)更充分利用林地條件混交林的特點(diǎn)泰青楊×刺槐混交林的生長(zhǎng)混交效應(yīng)（趙林森，1995）林分類型樹種保存密度(株/hm2)樹種組成林分郁閉度平均樹高(m)平均胸徑(cm)平均單株材積(m3)蓄積量](m3/hm2)樹種合計(jì)純林楊樹609100.48.49.20.041425.2125.21刺槐1056100.710.28.90.031433.1633.16帶狀混交楊樹2953.60.69.411.40.049814.6930.32刺槐5166.48.310.00.030315.36行間混交楊樹3003.50.79.311.70.052315.6936.63刺槐5636.59.99.90.037220.94泰青楊×刺槐混交林的生長(zhǎng)混交效應(yīng)（趙林森，1995）林分類型混交林種間關(guān)系的本質(zhì)是生態(tài)關(guān)系生態(tài)位理論混交林占據(jù)更大幅度的生態(tài)位（遺傳基礎(chǔ)的異質(zhì)性決定了生態(tài)互補(bǔ)性）純林的生態(tài)位重疊（遺傳基礎(chǔ)的均質(zhì)性決定了生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)性）競(jìng)爭(zhēng)排斥原理競(jìng)爭(zhēng)相同資源的的兩個(gè)物種不可能無限期共存混交林樹種的共存映射出它們?cè)谌郝渲姓紦?jù)不同生態(tài)位的理論本質(zhì)天然林的主要存在形式是混交林而不是純林混交林種間關(guān)系本質(zhì)混交林種間關(guān)系的本質(zhì)是生態(tài)關(guān)系混交林種間關(guān)系本質(zhì)同一時(shí)空中的兩種植物的生態(tài)位關(guān)系可以概括為3種生態(tài)位完全不重疊（種間關(guān)系表現(xiàn)為互利，無競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生，可完全互補(bǔ)利用資源）生態(tài)位部分重疊（種間在重疊部分存在競(jìng)爭(zhēng)，在不重疊部分可互補(bǔ)地利用資源，種間關(guān)系可能表現(xiàn)為互利、互害、單利3種不同結(jié)果，其利害程度的大小取決于互補(bǔ)與競(jìng)爭(zhēng)的消漲）生態(tài)位完全重疊（最終必有一種植物被淘汰）生態(tài)位部分重疊的種間關(guān)系形式最為普遍混交林種間關(guān)系作用結(jié)果可以概括為6種（＋＋）、（＋－）、（＋0）（具有混交價(jià)值）（00）、（0－）、（－－）（不具有混交價(jià)值）混交林種間關(guān)系形式和結(jié)果同一時(shí)空中的兩種植物的生態(tài)位關(guān)系可以概括為3種混交林種間關(guān)系直接作用途徑機(jī)械作用途徑（樹冠的撞擊和摩擦、根系的相互擠壓，藤本和蔓生植物之間的纏繞和絞殺等）生物作用途徑（雜交授粉、根系連生以及寄生等）間接作用途徑物理作用途徑（生物場(chǎng)）化學(xué)作用途徑（他感作用）生理生態(tài)作用途徑（光、溫、水、氣、肥等因子）混交林種間關(guān)系發(fā)生的途徑直接作用途徑混交林種間關(guān)系發(fā)生的途徑主要樹種栽培目的樹種（或經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，或防護(hù)效能好）一般為優(yōu)勢(shì)樹種，林分生長(zhǎng)中后期占據(jù)第一林冠層數(shù)量上一般占較大優(yōu)勢(shì)伴生樹種一定時(shí)期與主要樹種相伴而生的喬木樹種（輔佐、護(hù)土和改良土壤等）多為中小喬木，林分生長(zhǎng)中后期占據(jù)第二林冠層數(shù)量上一般不占優(yōu)勢(shì)灌木樹種一定時(shí)期與主要樹種相伴而生的灌木樹種（護(hù)土和改良土壤等）生長(zhǎng)中后期往往自行消失或處于林冠最低層非主導(dǎo)樹種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大多不高混交林的樹種組成主要樹種混交林的樹種組成根據(jù)經(jīng)營目劃分主要樹種與主要樹種混交類型主要樹種與伴生樹種混交類型主要樹種與灌木樹種混交類型主要樹種、伴生樹種與灌木的混交類型根據(jù)樹種類型劃分針闊混交類型陰陽混交類型喬灌混交類型其它混交類型（不同根系特性、不同直干性、不同耐旱能力樹種混交等）混交林的主要類型根據(jù)經(jīng)營目劃分混交林的主要類型混交樹種與主要樹種的生態(tài)互補(bǔ)性混交樹種應(yīng)具有良好的輔佐、護(hù)土和改土作用混交樹種與主要樹種沒有共同的病蟲害混交樹種應(yīng)具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值混交樹種最好有萌芽力強(qiáng)、繁殖容易等特點(diǎn)，以便在種間關(guān)系調(diào)節(jié)措施采取后能迅速更新混交樹種的選擇混交樹種與主要樹種的生態(tài)互補(bǔ)性混交樹種的選擇混交方法特點(diǎn)及其選用條件株間混交行間混交帶狀混交塊狀混交其它名稱隔株混交隔行混交隔帶混交隔塊混交種間關(guān)系早、強(qiáng)中晚、弱晚、弱矛盾調(diào)控難度大中容易容易易操作性難容易容易容易樹種互補(bǔ)性極高高中中選用條件四旁林陰陽混交林針闊混交林常落混交林防護(hù)林陰陽混交林喬灌混交林防風(fēng)林用材林山區(qū)小地形變化明