于士濤 許中旗 程順 付立華 張巖 張菲

摘? 要：為了解塞罕壩地區(qū)華北落葉松的干型特點(diǎn)及其對(duì)出材率的影響，對(duì)塞罕壩地區(qū)華北落葉松的樹干形狀進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，塞罕壩地區(qū)華北落葉松林木在樹高0～2m處的彎點(diǎn)占總數(shù)的33%。壩下地區(qū)，50.0%的彎點(diǎn)出現(xiàn)在6m以下;而壩上地區(qū)，64%的彎點(diǎn)出現(xiàn)在6m以下。彎點(diǎn)的位置對(duì)于出材率具有明顯的影響，16m以上的彎點(diǎn)對(duì)于出材率的影響不明顯。彎點(diǎn)的出現(xiàn)所引起的出材率下降程度隨彎點(diǎn)位置的升高而下降，同時(shí)也與樹干的長(zhǎng)度及造材長(zhǎng)度有關(guān);造材長(zhǎng)度越長(zhǎng)，彎點(diǎn)的位置對(duì)材率的影響越明顯。

關(guān)鍵詞：華北落葉松;彎點(diǎn)度;出材率;直徑;樹高

中圖分類號(hào) S79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）04-0079-03

華北落葉松具有生長(zhǎng)快、木材品質(zhì)好、耐貧瘠、耐寒冷的特點(diǎn)，在華北塞罕壩地區(qū)廣泛種植。研究表明，華北落葉松原條的彎曲度對(duì)出材率與材質(zhì)有很大的影響，林木出材率與干型的2種林木屬性之間存在著十分緊密的相關(guān)關(guān)系[1-4]。李樹忠等在對(duì)福建永安的樟樹林調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)90%的樟樹主干彎曲，干形彎曲直接影響了樟樹干材的質(zhì)量和使用[3]，同樣云南省林科所在試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)云南松林的干形彎曲比例較大[4]，陳永亮在研究中發(fā)現(xiàn)紅松林的林木多出現(xiàn)分杈現(xiàn)象[2]。由于干形質(zhì)量的好壞直接影響木材的出材率以及生產(chǎn)效益，大多是研究林木干形質(zhì)量，分析干形質(zhì)量較差問(wèn)題的原因，進(jìn)而提出應(yīng)對(duì)措施。比如加大初植密度，營(yíng)造混交林等[5-6]。

以上的研究多是研究林木的干形特點(diǎn)、干形較差后對(duì)木材質(zhì)量產(chǎn)生影響以及如何改進(jìn)干形質(zhì)量，而具體樹木彎曲度對(duì)林木出材率的影響沒(méi)有直接表示出來(lái)，因此探究華北落葉松樹干彎點(diǎn)曲度與其出材率的相關(guān)關(guān)系，對(duì)于華北地區(qū)華北落葉松出材率與總材積計(jì)算有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本研究以塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)的華北落葉松為研究對(duì)象，通過(guò)大量調(diào)查該地區(qū)華北落葉松的樹高與干型彎點(diǎn)曲度相關(guān)數(shù)據(jù)和對(duì)一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以探究華北落葉松生長(zhǎng)過(guò)程彎點(diǎn)出現(xiàn)的高度、年齡以及樹干彎曲度對(duì)出材率的影響與相關(guān)關(guān)系，為該地區(qū)的華北落葉松的材積計(jì)算以及林分的合理經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地概況

塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)（42°02′～42°36′N、116°51′～117°39′E）地處河北省圍場(chǎng)、滿族、蒙古族自治縣最北部。毗鄰京、津、蒙古，該地區(qū)分為壩上、壩下2個(gè)部分：壩上是內(nèi)蒙古高原南緣，以丘陵、曼甸為主，海拔1500～1940m;壩下是陰山山脈和大興安嶺的余脈交匯處，屬于典型的山地地形，海拔為1010～1500m。

該地區(qū)林區(qū)氣候寒冷，冬季長(zhǎng)，春秋短，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫-1.0℃，極端最高為33.4℃，最低為-43.3℃;年均無(wú)霜期64d，短且不穩(wěn)定;年均積雪達(dá)7個(gè)月;年均降水量460.3mm。塞罕壩有林地面積74690.85hm2，森林覆蓋率80%。該地區(qū)華北落葉松面積大，森林資源豐富，是我國(guó)重要的木材出產(chǎn)地。該地區(qū)常有霜凍、干旱、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣。本次研究的試驗(yàn)地包含大喚起、千層板、陰河林場(chǎng)。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)調(diào)查 塞罕壩地區(qū)主要地貌類型有壩上地區(qū)和壩緣山地2種類型。本文按照不同的地形調(diào)查了樹干的干形情況，分析不同的地貌干形質(zhì)量的差異。在壩上和壩緣山地分別設(shè)立8塊標(biāo)準(zhǔn)地，每塊標(biāo)準(zhǔn)地的面積為600m2（20m×30m），共計(jì)16塊標(biāo)準(zhǔn)地，共獲得551株樣木的調(diào)查數(shù)據(jù)。將標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的林木全部伐倒，調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有樣木的樹高、胸徑、樹干主干干形情況（是否彎曲、彎曲個(gè)數(shù)、彎曲位置）、枝杈情況（是否分杈、分杈數(shù)量、分杈位置），建立直角坐標(biāo)系，將樣木基部作為原點(diǎn)每隔0.5m記錄樹干所在坐標(biāo)。再分別測(cè)量從樹基到樹梢（直徑小于3cm停止）每隔0.5m處的帶皮直徑。

2.2 數(shù)據(jù)處理 樹干造材彎度的上限為3%，根據(jù)樣木樹干各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算各位置的樹干彎度。彎度大于3%時(shí)，記為1個(gè)彎點(diǎn)，彎度小于3%時(shí)，彎點(diǎn)忽略。對(duì)所有樣木進(jìn)行彎度的計(jì)算及彎點(diǎn)位置的統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算2m與4m造材時(shí)，彎點(diǎn)所造成的材積損失。

3 結(jié)果與分析

3.1 華北落葉松彎點(diǎn)處的樹高 33%的彎點(diǎn)出現(xiàn)在0～2m，而68.1%的調(diào)查樹木其影響出材率的彎點(diǎn)出現(xiàn)在0～8m，并且隨著樹高的增加彎點(diǎn)的數(shù)量變少。這主要是由于樹高在8m以下時(shí)，華北落葉松處于幼齡階段，幼齡階段樹木的直徑較小，易受到風(fēng)的影響而發(fā)生彎曲。塞罕壩地區(qū)寒冷多風(fēng)，大風(fēng)日數(shù)占到14.52%，在多風(fēng)氣候的影響下，華北落葉松樹干易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。

塞罕壩的壩上地區(qū)和壩下地區(qū)的彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置有所不同。壩上地區(qū)彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置更靠近樹干的下部，出現(xiàn)在0～6m的比例達(dá)到64%，0～2m的比例達(dá)到37.36%，而壩下地區(qū)，彎點(diǎn)出現(xiàn)在0～6m的比例則為50%，0～2m的比例則為25.59%。這是由于塞罕壩的壩上地區(qū)的風(fēng)的強(qiáng)度及頻率明顯高于壩下地區(qū)，使得落葉松的幼樹在很小時(shí)就受到風(fēng)的影響，而在較低的高度上出現(xiàn)彎曲。

3.2 彎點(diǎn)的位置對(duì)落葉松出材率的影響 在生產(chǎn)中造材時(shí)的長(zhǎng)度多為4m或2m，彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置是隨機(jī)的，因此會(huì)對(duì)林木的造材產(chǎn)生明顯影響。選取樹高為20m，小頭直徑不小于3cm的華北落葉松，分析彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置對(duì)原木出材率的影響。當(dāng)彎點(diǎn)的位置為2m或2m的倍數(shù)時(shí)，華北落葉松的出材率不受影響，但不是出現(xiàn)在2m或2m的倍數(shù)時(shí)，出材率會(huì)出現(xiàn)下降，且隨著彎點(diǎn)位置的升高、出材率受到的影響越大，直到彎點(diǎn)的位置達(dá)到2m或2m的倍數(shù)時(shí)，出材率回到100%，然后隨著彎點(diǎn)位置的上升又出現(xiàn)出材率的下降，由此形成隨位置的變化，出材率呈周期性的變化。同時(shí)，隨著彎點(diǎn)高度的逐漸上升，樹干的直徑越來(lái)越小，彎點(diǎn)對(duì)出材率的影響也越來(lái)越小。當(dāng)造材的長(zhǎng)度為4m時(shí)，彎點(diǎn)位置對(duì)出材率的影響。彎點(diǎn)位置對(duì)出材率影響的規(guī)律與2m相似，但影響的程度更大。如2m造材中，當(dāng)彎點(diǎn)出現(xiàn)在3m樹高時(shí)，出材率為88.7%，而在4m造材時(shí)，彎點(diǎn)出現(xiàn)在樹高3m時(shí)的出材率為61%。由此可知，度彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置相同時(shí)，造材長(zhǎng)度越長(zhǎng)出現(xiàn)彎點(diǎn)對(duì)于材積的影響越大。

4 結(jié)論

（1）在塞罕壩地區(qū)，華北落葉松的彎點(diǎn)多分布于樹高8m以下，說(shuō)明在幼齡林階段華北落葉松所受影響較大。因此，今后應(yīng)在幼年期加強(qiáng)對(duì)華北落葉松的管理，以形成良好的干型。

（2）在塞罕壩的壩上地區(qū)，彎點(diǎn)出現(xiàn)在2m以下占37.36%，壩下地區(qū)彎點(diǎn)出現(xiàn)在2m以下的占25.59%，壩上地區(qū)多風(fēng)，使得華北落葉松幼齡時(shí)受風(fēng)的影響較大，在較低位置出現(xiàn)彎曲。

（3）彎點(diǎn)的出現(xiàn)所引起的出材率下降程度隨彎點(diǎn)出現(xiàn)的位置的升高而下降，同時(shí)也與樹干的長(zhǎng)度及造材長(zhǎng)度有關(guān)，造材長(zhǎng)度越長(zhǎng)彎點(diǎn)的位置，對(duì)材率的影響越明顯。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）