普济圩长江滩地杨树生长及采伐年龄分析
栗文1 张小平1 赵凯潮1 黄聪1 董德友2 黄翔2 郭群3
1 安徽省普济圩长江河道管理局 安徽铜陵 244071
2 安徽省长江河道管理局 安徽芜湖 241000
3 江苏林科院 江苏南京 210000
摘要：通过对普济圩长江滩地杨树生长的调查分析，认为造林密度4mX4m、林龄14a的意杨林已成熟衰老，其适宜的采伐年龄应在8a-10a间。
关键词：长江滩地；意杨树；生长过程；采伐年龄
1 引言
杨树是平原地区栽植面积大，木材产量高的速生树种。上世纪八十年代I-72杨、I-69杨、I-35杨〔1〕等黑杨派“南方型”杨树品种（简称“意杨”）由意大利引进江淮平原和长江中下游地区，得到广泛栽培。多年来，安徽省长江河道管理局着力打造“两林夹一堤”生态廊道，在长江大堤两侧滩地营造的护堤防浪杨树林取得了良好的生态效益和经济效益。
为了解铜陵意杨林生产过程和采伐时间，我们选择普济圩长江河道管理局2007年在所辖长江大堤内（铜陵市郊区）滩地营造的意杨林（品种I-69）蓄积量及造林14a的林木进行调查测算分析。2020年12月-2021年3月在意杨林内设置测树样地、选伐样木并开展了调查分析。
2 林地概况
林地处于117°20’E，30°56’N，枞阳江堤桩号72km-74km间。沿堤带状造林，样带长1270m，平均宽90m，面积约172亩，设计造林密度4mx4m。本地年降水量1380mm，年平均气温16.3°C，无霜期329d，造林滩面高程10.5m，土壤为冲击沙壤土，地下水位1.5m-2.0m。
现存林木郁闭度0.5，林缘林木保存率较高，林内缺株，枯损木多，林相破碎。林下植被：野蔷薇，泥胡菜，艾蒿，马兰等。
3 调查内容、方法
3.1 选择样地，计算蓄积量
沿意杨林带等距离机械选设平均长88m，宽约16m（包含4行意杨）的测树样地7块，作常规胸径、树高测树调查，按调查的林木径级和其相对应的平均树高以：V=0.19328321D2+
0.007734354DH+0.82141915D2材积公式〔2〕计算各径级意杨单株立木材积，并依次计算样地各径级林木蓄积量、7块样地林木蓄积量、单位面积蓄积量和林分总蓄积量。
3.2 树干解析
2020年12月在意杨林内选伐胸径22cm，树高24m杨树2株（1号、2号）树干解析，作生长过程和枝干生物量测算。
3.3 进行比对
以本文调查的铜陵意杨林生长量与无为（无为大堤泥汊）、和县（裕溪口）堤内不同造林密度意杨林生长量比较。
4 结果分析
4.1 林木保存率、径级结构和主干生长情况分析
7块样地初植时应有林木690株，因造林密度大、郁闭早，树木间竞争光照，自然整枝增强，病虫危害弱势木枯损，至测树调查时现存活立木386株，林木保存率为55.9%。
表1 7块测树样地林木株数和蓄积量表
|
胸径（cm）
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
22
|
24
|
26
|
28
|
30
|
|
株数
|
3
|
24
|
38
|
44
|
54
|
47
|
32
|
30
|
26
|
15
|
|
株数（%）
|
0.78
|
6.22
|
9.84
|
11.40
|
13.99
|
12.18
|
8.29
|
7.77
|
6.73
|
3.89
|
|
材积（m3）
|
0.2036
|
2.3504
|
5.1475
|
7.9744
|
12.6966
|
14.0285
|
11.7808
|
13.3353
|
13.7423
|
9.2713
|
|
材积（%）
|
0.13
|
1.46
|
3.20
|
4.96
|
7.89
|
8.72
|
7.32
|
8.29
|
8.54
|
5.76
|
|
枯立木
|
6
|
13
|
7
|
11
|
|
3
|
|
|
1
|
表1（续） 7块测树样地林木株数和蓄积量表
|
胸径（cm）
|
32
|
34
|
36
|
38
|
40
|
42
|
44
|
46
|
48
|
50
|
合计
|
|
株数
|
18
|
15
|
10
|
12
|
4
|
10
|
1
|
1
|
1
|
1
|
386
|
|
株数（%）
|
4.66
|
3.89
|
2.59
|
3.11
|
1.03
|
2.59
|
0.26
|
0.26
|
0.26
|
0.26
|
100
|
|
材积（m3）
|
12.8569
|
12.2128
|
9.2199
|
12.381
|
4.5944
|
12.6894
|
1.3919
|
1.5208
|
1.6511
|
1.7866
|
160.8355
|
|
材积（%）
|
7.99
|
7.59
|
5.73
|
7.70
|
2.86
|
7.89
|
0.88
|
0.95
|
1.03
|
1.11
|
100
|
|
枯立木
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41
|
注：7块样地面积14.3亩，样地内活立木386株，枯立木41株，缺株263株，活立木保存率55.9%。以样地蓄积量计算的林分总蓄积量：1929m3，平均11.24m3/亩。
从表1列出7块样地的各径级林木株数和蓄积量数据可见林木直径（胸径）在12cm-50cm间，径级分布宽且分散。经营良好的杨树林内70%-80%的株数分布应在平均直径左右2个径级范围内〔3〕，但在本文样地的平均直径（25.3cm）左右两个径级（22cm-30cm）范围内的意杨株数仅为总株数的38.86%，蓄积量只占总蓄积量的38.65%。
作树干解析的2株意杨，从树干基部到15.6m高度截取的18块量测用圆盘中的9块有天牛蛀蚀的孔洞。调查样地里因病虫危害枯死的胸径12cm-28cm的枯立木计41株，占样地立木总株数9.6%。
林木随林龄增大，树冠层上移，枝叶生物量渐减。2株14a的意杨解析木平均主干重328.9kg，枝条重27.5kg，枝干比为7.72%：92.28%，（冬季无叶）。由于主干生物量、枝条生物量与叶生物量间呈明显的正相关关系〔4〕，枝条量减少，叶量也随之减小，进而影响到主干的生长，由解析木数据可见10a后的意杨主干材积生长率渐降至10%以下（见表2）。
从上述样地调查的林木保存率、林分径级结构、林木的病虫危害、枯损和生长状况，可以认为本文调查的意杨林已经衰老。
依意杨林分面积与测树样地面积之比推算出：现存意杨活立木约4630株，林分总蓄积量约1929m3。
4.2 林木材积生长过程和成熟分析
树木在各个年龄阶段有不同的生长状况，主干的高度、直径、材积是生长的主要指标，查定树木在各年龄阶段的生长量及其变化规律对林业经营管理意义重要。
树干解析是分析林木在各个时期生长变化的方法，也是确定树木达到成熟与否的重要手段。
2020年12月在意杨林内伐取2株杨树，2m区分树干解析，经测算杨树胸径生长最大时期是在树龄3a-6a间，生长量：1.5cm-3.4cm；树高生长最大时期是2a-5a间，生长量：2.2m-3.6m；作为树木生长最主要指标的材积，生长最快的时段则是7a-10a。
2号解析木树高、胸径和树干材积、平均生长、连年生长数据见下表2.图一。
表2 2号解析木胸径、树高、材积生长过程
|
年龄（a）
|
胸径（cm）
|
树高（m）
|
材积（m3）
|
材积平均生长（m3）
|
材积连年生长（m3）
|
生长率（%）
|
|
1
|
1.1
|
3.4
|
0.00026
|
0.00026
|
0.00026
|
|
|
2
|
1.8
|
4.5
|
0.00071
|
0.00036
|
0.00045
|
92.78
|
|
3
|
3.9
|
7.0
|
0.00368
|
0.00123
|
0.00297
|
135.31
|
|
4
|
7.3
|
9.2
|
0.01614
|
0.00404
|
0.01246
|
125.73
|
|
5
|
9.6
|
12.0
|
0.03769
|
0.00754
|
0.02155
|
80.07
|
|
6
|
11.1
|
15.6
|
0.05888
|
0.00981
|
0.02119
|
43.89
|
|
7
|
12.3
|
18.0
|
0.08170
|
0.01167
|
0.02282
|
32.47
|
|
8
|
14.2
|
19.0
|
0.12168
|
0.01521
|
0.03998
|
39.32
|
|
9
|
15.4
|
19.6
|
0.15956
|
0.01773
|
0.03788
|
26.94
|
|
10
|
16.1
|
20.1
|
0.19226
|
0.01923
|
0.03270
|
18.59
|
|
11
|
16.8
|
21.0
|
0.21311
|
0.01937
|
0.02085
|
10.29
|
|
12
|
17.3
|
22.0
|
0.23121
|
0.01927
|
0.01810
|
8.15
|
|
13
|
18.2
|
22.3
|
0.25547
|
0.01965
|
0.02423
|
9.96
|
|
14
|
19.0
|
22.8
|
0.28246
|
0.02018
|
0.02699
|
10.03
|
|
15
|
19.5
|
24.2
|
0.30328
|
0.02022
|
0.02082
|
7.11
|
.png)
图1：材积连年、平均生长曲线
由表2、图1可见意杨造林后第5a、8a是杨树的2个材积生长峰值期，尤其8a时材积连年生长量近0.04m3，此后连年生长趋于下降，12a时连年生长曲线与平均生长曲线相交，依测树学理论：连年生长曲线与平均生长曲线相交的年龄即是树木材积的数量成熟龄。
4.3 不同造林密度的生长量分析
杨树喜光，造林密度对单株树木和林分生长影响显著。
表3列出本文中的意杨林（铜陵）与无为、和县〔1.5〕不同密度造林的意杨平均生长量，蓄积量/亩及林木保存率（%）。
表3铜陵、无为、和县不同造林密度（株行距）意杨平均生长量、蓄积量
|
地点（树龄）
|
立地条件（造林株行距m2）
|
平均树高（m）
|
平均胸径（cm）
|
单株材积（m3）
|
蓄积量/亩（m3）
|
树木保存率（%）
|
|
铜陵（15）
|
冲击沙壤土，
地下水位1.5m-2.0m，（4x4）
|
25.4
|
25.3
|
0.4167
|
11.24
|
56
|
|
无为（11）
|
冲击沙壤土，
地下水位0.6m，（6x6）
|
20.1
|
30.0
|
0.5502
|
8.76
|
86
|
|
和县（11）
|
冲击沙壤土，
地下水位0.6m，（6x6）
|
19.3
|
33.7
|
0.6684
|
2.08
|
84
|
注：无为、和县意杨林生长量保存率数据为参试的I-35杨、I-69杨、I-72杨生长量、保存率平均值〔1.5〕。
表3中树龄15a，造林密度4mx4m的铜陵意杨平均胸径、单株材积均低于树龄小其4a（11a）的无为、和县意杨。主要原因：铜陵意杨造林密度大、郁闭早、随树龄增加树木生长空间变小，直径生长受抑，无为、和县意杨造林株行距大，林木有相对较宽松的生长环境，直径生长就高于造林密度大的铜陵；造林密度对单株材积的影响和胸径相同，密度愈大，材积生长量愈低；树高的生长受造林密度的影响较小，密度大的林分郁闭后，树木争光促进树高增长。立地条件相似，不同密度造林的意杨，在树龄相同时，树高生长量差异较小。
蓄积量是用材林最主要的调查因子，林分中全部林木的材积称为林分蓄积。林分蓄积量的生长和单株树木的生长不同，单株树木随年龄增加，材积增加直至枯死；而由许多树木组成的林分则不同，林分中大多数树木随年龄增加材积增加，林分总蓄积量也增加，但林分中还有一部分树木在生长过程中由于被压、病虫危害等原因枯死、缺损使林分蓄积量也因之减少。这种林分中蓄积量增加和减少的动态变化，随林龄增大和林分成熟衰老，总蓄积量不是增加而是逐年减少的。
造林密度不同的无为、和县、铜陵意杨林的林木保存率各为86%、84%、56%（表3），单位面积（667m2）林木蓄积量（和县造林行距30m，不作对比）：树龄11a的无为是8.76m3/667m2，树龄15a的铜陵是11.24m3/667m2（表3），依林木保存株数计算的意杨单株材积生长量无为是0.04980m3，铜陵是0.2778m3，无为林木平均胸径是30cm，已达大径材检尺标准（去皮检尺径大于26cm），铜陵林木平均胸径为25.3cm，远低于无为。
立地条件相同的堤内滩地三块意杨林因造林密度不同、树龄有异，林木的保存率、生长量差异也很明显。
5. 结语
普济圩（铜陵）意杨林处于长江下游意杨引种最适气候区内〔6〕，林地土层深厚，汛期无水淹，并具有杨树生长最适宜的地下水位条件（1.5m-2.0m）〔7〕，在这样的立地上造林14a的意杨林木蓄积量11.24m3/亩，应被认为生长量偏低，原因与造林密度大、病虫危害林木枯损、未及时采伐相关。本文采取的测树调查样地抽样率为8.3%，抽样比偏低，以解析木数据推测林分生长过程也只是一种替代办法，对林分蓄积量和生长过程的估测或有一定偏差。尽管如此，我们还是认为普济圩意杨林其适宜的采伐年限是8a-10a。
6. 建议
沿江绿化造林单位应根据造林滩地土壤、水文状况，选好树种（品种），设计适宜的栽植密度，从造林时起在林内设置固定样地定期量测，观察林木生长动态，以确定经营管理措施和合理的采伐更新时间，可有效提高土地资源利用率，也为今后的长江生态廊道建设提供借鉴。
参考文献：
[1]郭群等.黑杨派5个无性系滩地造林对比试验〔J〕.江苏林业科技，2002，29（5）：6-10
[2]陈章水.杨树栽培实用技术〔M〕.北京：中国林业出版社，2005
[3]徐宏远等.不同密度I-69杨树生长规律的研究〔J〕.林业科学研究，1994，7（1）：61-66
[4]吕士行等.南方型无性系生物量的研究.见：南京林业大学杨树课题组黑杨派南方型无性系速生丰产技术论文集，北京：学术书刊出版，1989，109-118
[5]董德友等.35杨等杨树无性系在安徽长江滩地的引种试验〔J〕.江苏林业科技2007，34（4）：21-23
[6]徐锡增等，南方型无性系引种区划的研究.见：南京林业大学杨树课题组黑杨派南方型无性系速生丰产技术论文集，北京：学术书刊出版社，1989，1-11
[7]吕士行.黑杨派几个新无性系造林立地条件的选择〔J〕.南京林产工业学院学报，1980，（1）11-27