非均匀配置的应用混交林培育课件.ppt

1、第十四章 林分结构本章授课内容本章授课内容 一、林分结构的基本内涵一、林分结构的基本内涵 二、林分密度作用规律与动态调控二、林分密度作用规律与动态调控 三、种植点配置三、种植点配置 四、混交林培育四、混交林培育一、林分结构的基本内涵一、林分结构的基本内涵林分结构林分结构 是指构成林分群体的各树种的时空分布格局。完整的林分结构又可以分解为三维时空结构，即水平结构、垂直结构和年龄结构。水平结构主要决定于林分密度和种植点配置，垂直结构主要决定于人工林树种组成和年龄结构，年龄结构主要决定于林木起源或营造时间。林分密度林分密度 是指单位面积林地上的林木数量。林分密度具有动态的特点，森林起源时的密度称为初

2、始密度（或造林密度），造林以后各时期的密度称为经营密度。种植点配置种植点配置 是指种植点在造林地上的空间排列方式。人工林树种组成人工林树种组成 是指构成林分的树种组成及其所占的比例。由一种树种组成的人工林叫单纯林，由两种或两种以上树种组成的人工林叫混交林。人工林的年龄结构人工林的年龄结构 是指组成人工林林分群体各林木的年龄组成格局。根据人工林年龄的异同，可将人工林分为同龄林和异龄林。二、林分密度作用规律与调控二、林分密度作用规律与调控对郁闭成林的影响对林分生长的影响树冠生长树高生长直径生长根系生长材积生长对木材质量的影响对林分稳定性的影响林分密度对郁闭成林的影响林分密度对郁闭成林的影响初始密度

3、增加，林分提前郁闭，个体竞争和个体分化也提前何时郁闭合理取决于：生物学原则（树种特性）生态学原则（林地条件）经济学原则（经营目标）林分密度对树冠结构的影响林分密度对树冠结构的影响树冠结构是林木生长及其与环境相互作用、反馈调节的综合结果 树冠结构也是经营措施对林木生长产生影响的具体表现随着密度增大，树冠结构的变化规律为侧枝数减少，枝条长度缩短 树冠营养空间变小净光合速率减小叶面积指数和He系数增大 无性系株行距(m)树 冠 结 构 因 子直径大于3cm的枝条数(条)冠幅(m)冠高(m)树 冠体 积(m3)分 枝角 度单叶叶面 积(cm2)单株叶面 积(m2)树冠叶疏密度(m2/m3)He系数叶面

4、积指数I-72/5844153.716.860.253.984.6117.02.070.7657.855185.618.7154.054.785.9165.61.470.1756.666206.221.022155.7110.0189.10.590.6735.377237.020.225956.9126.7206.20.790.6294.2I-69/5544173.718.56655.887.6121.31.850.7417.655194.620.911661.5123.4151.91.360.7146.366256.022.621361.6126.4177.50.840.6944.97729

5、6.622.125464.3134.1202.30.790.6194.1I-63/5144113.614.047.546.187.888.31.330.7225.455144.815.797.748.2102.1120.21.020.6894.866185.417.1130.550.6114.9127.90.730.6143.577215.918.2166.463.3128.7160.00.690.5233.4造林密度对杨树树冠结构的影响造林密度对杨树树冠结构的影响* 自杨树定向培育，方升佐，徐锡增，吕士行编著，2004林分密度对树高生长的影响林分密度对树高生长的影响相当宽的一个中等密度范围内

6、，密度对高生长几乎不起作用 树木的高生长主要由树种的遗传特性、林分所处的立地条件来决定 特殊情况下，密度适当加大对树高生长具有一定促进作用：部分耐荫树种部分顶端优势过弱的树种侧枝过于发达的树种土壤较干旱的立地杂灌严重的立地高生长密度作用规律的应用高生长密度作用规律的应用它是立地指数评价立地质量的理论基础特殊立地造林密度的确定（干旱立地、杂灌严重的立地等）特殊树种造林密度的确定（顶端优势过弱的树种、干形差的树种、侧枝过于发达的树种等）林分密度对直径生长的影响林分密度对直径生长的影响林分郁闭后，密度越大，直径生长越小林分郁闭后，密度加大，小径阶林木的数量增大而大中径阶的数量减少 描述同龄纯林直径分

7、布的概率密度函数有：应用较广泛的有：正态分布、韦伯分布I-72I-63林分密度对南方型杨树无性系直径生长的影响林分密度对南方型杨树无性系直径生长的影响*自杨树定向培育，方升佐，徐锡增，吕士行编著，2004株行距（m）生长期树 龄（年）持续年限（年）胸径净生长量（cm）胸径净生长量占总生长量的百分率（%）生长初期1224.820.9655速 生 期35313.659.39生长后期61054.519.65生长初期1226.021.7477速 生 期37516.660.14生长后期81035.018.12造林密度对造林密度对I-63杨各生长期胸径生长量的影响杨各生长期胸径生长量的影响*自杨树定向培育

8、，方升佐，徐锡增，吕士行编著，2004直径密度作用规律的应用直径密度作用规律的应用它是密度对产量效应的基础树木直径是成材规格的重要指标通过密度调控直径生长和分布，为一定时期内生产一定规格的产品服务应用于林分密度管理图的编制中林分密度对单株材积的影响林分密度对单株材积的影响林分密度对单株材积的影响立木的单株材积决定于树高、胸高断面积和树干形数3个因子Vf (f，H，D2)在f，H，D2三个因子中，密度对f和H的影响较小，对D的影响极大V与平方D2呈正比，因此，决定单株材积的主导因子是D林分密度对林分材积的影响林分密度对林分材积的影响林分干材总产量现存量（蓄积量）间伐量就现存量而言，可以简化为公式

9、：Vf (f，H，D2) NV的大小决定于平均单株材积、单位面积株数2个参数较低密度条件下，V随N增加而增加，密度起主导作用密度增加到一定程度后， f (f，H，D2)和N发生交互效应而互为消涨，V稳定在一定水平双因素交互平衡点时V的大小决定于树种、立地条件和栽培管理水平就间伐量而言，在林分生长初期，密植可以充分利用土地，从而可以增加干材总产量间伐材用作小径材间伐材用作能源间伐材用作纤维造纸材积密度作用规律的应用材积密度作用规律的应用林分木材产量与木材规格（或材性）平衡的基础土地利用率与木材生产成本平衡的基础林分密度对木材质量的影响林分密度对木材质量的影响一定范围内，密度加大有利于木材部分形态

10、质量的提高木材干形通直、圆满、尖削度小（有利于木材出材率提高）促进自然整枝，侧枝和节疤变少、变小（有利于材性改善）适度密植对木材材性的正面影响稀植杉木木材幼年期年轮加宽，初生材比例增加（材性下降，因为早材的管胞孔径大、胞壁薄、壁腔比加大，木材密度、抗弯强度、顺纹抗弯强度和冲击韧性均降低）稀植南方型杨树木材S2层微纤维角和相对结晶度增大（木材的力学性质降低 ）树纸浆林中随密度的增大，纤维长度增加、各级纤维的频率分布趋于均匀（提高了造纸纤维质量 ）项 目株行距（m）试件数均 值标准差变异系数准确指数抗压强度（Mps）772222.930.59313.352.85661521.927.70112.6

11、62.60551522.026.61012.091.69441622.014.4266.571.64抗弯强度（Mps）772246.652.19211.22.39661643.242.9829.922.48551744.043.2349.652.34441544.222.8355.172.67弹性模量（g/cm3）772251.410.42420.264.30661745.88.43419.204.66551450.19.51319.265.00441654.07.93014.683.81冲击韧性（g/cm3）77271.3260.302022.784.3866210.9480.212122.

12、374.8855200.6260.118818.984.2444210.5880.104117.713.87林分密度对林分密度对I-72杨树无性系物理力学性质的影响杨树无性系物理力学性质的影响*（自杨树定向培育，方升佐，徐锡增，吕士行编著，2004）项 目株行距（m）试件数均 值标准差变异系数准确指数全干密度（g/cm3）77230.3780.02286.041.2666210.3630.02516.901.5155210.3730.03188.541.8644210.4320.02467.221.5915%气干密度（g/cm3）77220.4090.01834.470.9566180.389

13、0.02305.921.3955160.3910.01513.861.0044210.3980.02917.321.60干缩系数77200.3850.038610.022.2466170.3580.016519.054.6255160.3910.011611.302.8244210.3890.15518.183.97林分密度对林分密度对I-72杨树无性系物理力学性质的影响杨树无性系物理力学性质的影响*（自杨树定向培育，方升佐，徐锡增，吕士行编著，2004）木材质量密度作用规律的应用木材质量密度作用规律的应用木材质量密度作用规律是人工林密度调控的理论基础通过密度控制改善木材形态品质（尤其是侧枝过

14、于发达的树种）通过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阔叶树种）通过密度控制改善木材材性适当密植，提高木材力学性质（如南方型杨树或杉木用材林培育）适当密植，提高造纸纤维质量 （如杨树纸浆林培育）林分密度对林分稳定性的影响林分密度对林分稳定性的影响密度对林分稳定性的影响主要有成活、成林、抗风倒、抗雪压等方面林分密度过大，不仅个体根量、根幅、根深变小，林分也总根量下降（抗风倒能力下降）在季节性干旱地区，适当加大密度，有利于林分快速郁闭成林在杂灌严重地区，适当加大密度，有利于林分快速郁闭成林在极端干旱地区，旱生树种根系庞大，从生物学特性和水量平衡的角度来看，不允许林分密度过高造林密度

15、的确定造林密度的确定原则性造林目的（不同林种、不同定向培育要求）树种特性立地条件经营条件经济水平相对性 确定造林密度的因素是复杂的，必须综合考虑各方面的因素加以确定。同时，应该看到在林木生长过程中合理造林密度不是固定不变的，而且相对的、可变的。要使林木在不同生长发育阶段都保持密度合理，就需要采取人为调节措施。 树 种每亩株数株 行 距（米）马尾松、云南松、红松、华山松、樟子松2224441.52-12-11.5油 松2964441.51.5-12-11.5落叶松2223331.52-12杉 木11129623-22-1.51.5水 杉6629633.5-23-1.51.5湿地松1001502.

16、23-23-22.2樟 树9516723.5(2.72.7)-23-22柠檬桉、窿缘桉、大叶桉11133323-22-12木麻黄952502.72.7-23-1.51.7枫 杨9516723.5-23-22刺 槐11133323-22-12桢 楠16722222-1.52侧柏、柏木、云杉、冷杉、麻栎、栓皮栎2964441.51.5-12-11.5木 荷16724022-1.52-1.71.7水曲柳、黄波罗2224441.52-12-11.5苦楝、臭椿9522223.5-22-1.52 主要树种造林密度主要树种造林密度三、种植点配置三、种植点配置与造林密度的关系 造林密度通过种植点的配置得到表现

17、 种植点的配置又以一定的造林密度为基础 种植点配置的作用资源利用率林木生长幼年抚育管理种植点配置的基本形式按形态分：长方形配置、正方形配置、正三角形配置、群状配置按均匀度：均匀式配置、非均匀式配置不同配置方式的特点不同配置方式的特点长方形正方形正三角形群状配置林木空间分布均匀度0 林木生长发育均匀度0 资源利用率（光、土地）0 幼年抚育和间作 选用条件最常用的种植点配置方式多适用于平地或丘陵缓坡地营造用材林和经济林 多适用于平地经济林 建设防护林营造条件差的地区造林迹地更新低值林分改造风景林的树丛设计 非均匀式配置的理论基础充分发挥林木生长的边行优势非均匀式配置的类型单行非均匀式配置：株距3.

18、0-5.0m，行距8.0-10.0m，造林密度控制为256-278株/hm2双行非均匀式配置：株距3.0-5.0m，1、2行行距3.0-5.0m，二三行距在15.0-25.0m（即采用宽窄行配置），以下以此类推，造林密度间控制在256-278株/hm2之间采用非均匀式配置的优点大行距小株距，便于行间抚育管理有利于工程建设，可以在小行距两行树外侧挖护林沟，起排水、灌溉、降碱等作用，既保护林木，又促进林木生长，达到速生丰产的目的行间距拉大，增加了间种面积，延长了间作年限，便于机械化作业利于复合经营（林、粮、牧、草），长短结合，是平原农区发展林业的一条有效途径非均匀配置的应用非均匀配置的应用四、混交

19、林培育四、混交林培育混交林的特点 混交林培育的理论基础混交林种间关系本质混交林种间关系的形式与结果混交林种间关系的发生途径混交林树种混交林类型混交林培育技术混交树种选择混交方法混交比例混交林种间关系相对性与种间关系调节更充分利用林地条件 更有效地改善林地环境条件 能培育出产量多、质量好的木材和多种林产品 能增加抗御灾害的能力 更好地发挥林地的生态效益混交林的特点混交林的特点泰青杨泰青杨刺槐混交林的生长混交效应（赵林森，刺槐混交林的生长混交效应（赵林森，1995）林分类型树种保存密度(株/hm2)树种组成林分郁闭度平均树高(m)平均胸径(cm)平均单株材积(m3)蓄积量(m3/hm2)树种合计纯

20、林杨树609100.48.49.20.041425.2125.21刺槐1056100.710.28.90.031433.1633.16带状混交杨树2953.60.69.411.40.049814.6930.32刺槐5166.48.310.00.030315.36行间混交杨树3003.50.79.311.70.052315.6936.63刺槐5636.59.99.90.037220.94混交林种间关系的本质是生态关系 生态位理论混交林占据更大幅度的生态位（遗传基础的异质性决定了生态互补性） 纯林的生态位重叠（遗传基础的均质性决定了生态竞争性）竞争排斥原理竞争相同资源的的两个物种不可能无限期共存

21、混交林树种的共存映射出它们在群落中占据不同生态位的理论本质 天然林的主要存在形式是混交林而不是纯林 混交林种间关系本质混交林种间关系本质同一时空中的两种植物的生态位关系可以概括为3种生态位完全不重叠（种间关系表现为互利，无竞争发生，可完全互补利用资源）生态位部分重叠（种间在重叠部分存在竞争，在不重叠部分可互补地利用资源，种间关系可能表现为互利、互害、单利3种不同结果，其利害程度的大小取决于互补与竞争的消涨）生态位完全重叠（最终必有一种植物被淘汰）生态位部分重叠的种间关系形式最为普遍混交林种间关系作用结果可以概括为6种（）、（）、（ 0）（具有混交价值）（0 0）、（0 ）、（）（不具有混交价值

22、）混交林种间关系形式和结果混交林种间关系形式和结果直接作用途径机械作用途径（树冠的撞击和摩擦、根系的相互挤压，藤本和蔓生植物之间的缠绕和绞杀等 ）生物作用途径（杂交授粉、根系连生以及寄生等）间接作用途径物理作用途径（生物场 ）化学作用途径（他感作用 ）生理生态作用途径（光、温、水、气、肥等因子 ）混交林种间关系发生的途径混交林种间关系发生的途径主要树种主要树种栽培目的树种（或经济价值高，或防护效能好）一般为优势树种，林分生长中后期占据第一林冠层数量上一般占较大优势伴生树种伴生树种一定时期与主要树种相伴而生的乔木树种（辅佐、护土和改良土壤等）多为中小乔木，林分生长中后期占据第二林冠层数量上一般不

23、占优势灌木树种灌木树种一定时期与主要树种相伴而生的灌木树种（护土和改良土壤等）生长中后期往往自行消失或处于林冠最低层非主导树种，经济价值大多不高混交林的树种组成混交林的树种组成根据经营目划分根据经营目划分主要树种与主要树种混交类型主要树种与伴生树种混交类型主要树种与灌木树种混交类型主要树种、伴生树种与灌木的混交类型根据树种类型划分根据树种类型划分针阔混交类型阴阳混交类型乔灌混交类型其它混交类型（不同根系特性、不同直干性、不同耐旱能力树种混交等）混交林的主要类型混交林的主要类型混交树种与主要树种的生态互补性混交树种应具有良好的辅佐、护土和改土作用混交树种与主要树种没有共同的病虫害混交树种应具有较

24、高的经济价值混交树种最好有萌芽力强、繁殖容易等特点，以便在种间关系调节措施采取后能迅速更新混交树种的选择混交树种的选择混交方法特点及其选用条件混交方法特点及其选用条件株间混交行间混交带状混交块状混交其它名称隔株混交隔行混交隔带混交隔块混交种间关系早、强中晚、弱晚、弱矛盾调控难度大中容易容易易操作性难容易容易容易树种互补性极 高高中中选用条件四 旁 林阴阳混交林针阔混交林常落混交林防 护 林阴阳混交林乔灌混交林防风林用材林山区小地形变化明显的地方混交比例指造林时各混交树种所占的百分比混交比例的确定必须保证主要树种在将来林分中占优势在大多数情况下，主要树种的混交比例都应在50%以上主要树种竞争力强

25、，混交比例可小些伴生树种经济价值高，作用大时，其比例可大些立地条件愈差，灌木的比例应愈大混交比例的确定混交比例的确定时间上的相对性立地条件上的相对性主要树种与主要树种混交类型混交措施上的相对性树种组成混交比例林分密度种植点配置混交方法混交林种间关系的相对性混交林种间关系的相对性种间关系的相对性决定了种间关系干预的必要性种间关系调控的指导原则是兴利避害，使主要树种尽可能多受益、少受害种间关系调控的途径造林前：造林前：要在慎重选择主要树种的基础上，确定合适的混交方法、混交比例及配置方式，预防种间不利作用的发生，以确保较长时间地保持有利作用造林时：造林时：通过造林时间、造林方法、苗木年龄和株行距等措

26、施，调节树种种间关系。造林后：造林后：当次要树种开始抑制主要树种生长时，需要及时采取适当的干预措施（平茬、修枝、抚育伐、环剥、去顶、断根和化学药剂抑杀等） ；当然，土壤养分、水分竞争也可以采取施肥、灌溉、松土、间作等措施 获得一定程度缓解。混交林种间关系的调节混交林种间关系的调节复习思考题复习思考题1. 什么是林分结构？完整的林分结构包括哪三维结构？决定于哪几个方面？2. 林分密度作用规律的具体内容是什么？如何确定造林密度？3. 什么是种植点配置？种植点配置有哪些形式？选用条件是什么？4. 混交林种间关系本质是什么？种间关系的作用结果有哪些形式？5. 混交林种间关系的发生途径有几种？最常见的是哪种途径？6. 如何理解种间关系的相对性？理解种间关系相对性有什么实践指导意义？7. 混交树种的选择原则是什么？8. 常用的混交方法有哪些？选用条件是什么？9. 如何确定混交林的混交比例？10. 混交图式的基本内容有哪些？