楊勇智，吳 俊，肖興翠，陳林武，顏 明，代 銳

（1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.旺蒼縣林業(yè)和園林局，四川 廣元 628200）

杜仲Euccommia ulmoidesOliv.屬杜仲科Eueomiaeeae杜仲屬，是我國特有名貴中藥材樹種。杜仲葉可制作杜仲茶，具有抗疲勞的功效[1-2]；杜仲皮、葉、果實均含有杜仲膠，在醫(yī)療、航空和工業(yè)等方面有很高的經(jīng)濟(jì)價值[3]。我國自新中國成立以來，由群眾自發(fā)栽培應(yīng)用轉(zhuǎn)為大面積發(fā)展杜仲人工林[4]。四川省旺蒼縣作為杜仲重點發(fā)展縣，杜仲人工栽培面積最大，1998年被列為全國第二批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化杜仲示范區(qū)，2000年被原國家林業(yè)局命名為“中國名特優(yōu)經(jīng)濟(jì)林杜仲之鄉(xiāng)”。四川發(fā)展杜仲40 多年來，取得了很大的成功，但也因此衍生出很多問題，其中問題之一就是林分密度過大，影響杜仲生長和杜仲皮產(chǎn)量[5]。而國內(nèi)在杜仲栽培管理方面有一定的研究[6-12]，其中無性繁殖[13-16]和施肥[17-19]方面的研究相對較多，對于中齡林的栽培密度研究較少，本研究通過對旺蒼縣杜仲中齡低效林進(jìn)行間伐試驗，以及對四川各地杜仲人工林合理密度進(jìn)行調(diào)查，研究了杜仲中齡林合理的經(jīng)營密度，為四川杜仲產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1 試驗地概況

試驗地位于旺蒼縣東河鎮(zhèn)南峰寺旁，東經(jīng)106°18′9″，北緯32°13′31″，海拔560 m。試驗地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，光熱資源豐富，無霜期較長，山地氣候明顯；年均氣溫16.5℃，年降水量920.9 mm。土壤為紫色土，pH值8.3，有機(jī)質(zhì)含量31.98 g·kg-1，全氮1.73 g·kg-1，全磷0.13 g·kg-1，全鉀22.08 g·kg-1。

杜仲中齡林為1996年春造林。初始株行距為1.8 m×1.0 m，林分自然整枝，枝下高2/3，枝葉交替，部分弱勢樹木有被壓和偏冠的現(xiàn)象；郁閉度在0.95 以上。林分生長期間通過部分人為干擾及自然優(yōu)勝劣汰的方式，于2016年4月進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查，不同地塊林分保留密度分別為2 072、3 250、4 250、5 400 株/hm2。2016年4月，間伐前后分別對杜仲林分的保留密度、胸徑、樹高、冠幅生長量進(jìn)行了調(diào)查。

2 研究方法

2.1 密度調(diào)控

2016年4月，根據(jù)林分現(xiàn)狀，按照4 個林分密度等級進(jìn)行密度調(diào)控，以間伐后不同透光度為密度調(diào)控的原則，通過去劣留優(yōu)間伐，將旺蒼縣3 250 株/hm2的林分密度調(diào)整為1 620 株/hm2，將4 250 株/hm2調(diào)整為2 130 株/hm2和3 810 株/hm2，以不調(diào)整密度的5 400 株/hm2為對照。每種處理400 m2小區(qū)，3 次重復(fù)。

2.2 樣地調(diào)查

2016年4月，間伐前對樣地進(jìn)行每木檢尺，測定胸徑、樹高、枝下高、冠幅，并按照不同徑階，選擇4 ～16 徑階的平均木7 株并伐倒，將主干皮剝下，稱取鮮質(zhì)量；根據(jù)不同徑階皮質(zhì)量調(diào)查結(jié)果進(jìn)行推算單株皮質(zhì)量和林分皮質(zhì)量。

2.3 密度方程

在四川省杜仲主要分布區(qū)旺蒼縣、蒲江縣等8 個縣，開展杜仲人工林調(diào)查，測定了116 株平均木和優(yōu)勢木的胸徑和冠幅，取東西冠幅和南北冠幅平均值作為模型構(gòu)建時的冠幅數(shù)據(jù)。以冠幅（Cw）為縱座標(biāo)，直徑（D）為橫座標(biāo)作圖，依點的分布趨勢，選用了線性方程：

解出a、b的值，按照這一方程求出不同徑階的冠幅理論值，推測出不同徑階林木所需要的營養(yǎng)面積，從而確定出杜仲人工林在不同胸徑階段應(yīng)保留的理論密度。

根據(jù)立木密度、胸徑與樹冠垂直投影面積的相關(guān)規(guī)律來推算不同平均直徑林分的密度指標(biāo)，其公式為：

式中：Cws為一定林分各徑級平均樹冠垂直投影面積（m2）；No為單位面積的立木株數(shù)（株·hm-2），通常稱為理論密度，這種林分在理論上既無林間空隙，又無樹冠重疊。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行處理，方差分析采用SPSS 20·0 軟件完成，對各因子變化差異進(jìn)行了單因素方差分析和LSD 多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 林分密度對杜仲生長的影響

由表1可見，旺蒼杜仲間伐前4 種保留密度林分之間胸徑、樹高、冠幅和單株皮質(zhì)量、林分皮質(zhì)量均有極顯著差異（P＜0.01）；胸徑、樹高、冠幅及單株皮質(zhì)量均隨林分密度的增大而減小，表明密度越大，單株生長越差。保留密度2 072 株/hm2的林分單株生長最好，林分皮質(zhì)量最大，胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量及林分皮質(zhì)量與3 250、4 250、5 400 株/hm23 種密度林分間均有極顯著差異（P＜0.01）；其次是保留密度為3 250 株/hm2的林分，其胸徑、樹高、單株皮質(zhì)量與5 400 株/hm2間有極顯著差異（P＜0.01），冠幅與5 400 株/hm2間有顯著差異（P＜0.05）。

3.2 密度調(diào)控對杜仲中齡林生長及皮質(zhì)量的影響

間伐后2 a，4 個林分密度等級的生長量變化情況列于表2。

表1 不同密度杜仲林分生長情況比較?Table1 Comparison of growth of different densities of E.ulmoides plantations

表2 間伐后林分密度對杜仲生長的影響Table2 Effect of stand density on growth of E.ulmoides plantations after thinning

由表2可見，經(jīng)過密度調(diào)控，間伐后1 ～2 a，胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量總體上均隨林分密度的增大而減小。

由表3可見，間伐后，不同保留密度間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量、林分皮質(zhì)量均有極顯著差異（P＜0.01），表明對杜仲林分進(jìn)行密度調(diào)控后，不同保留密度林分間生長表現(xiàn)出差異，隨著林分密度的增大，胸徑、樹高、冠幅及單株皮質(zhì)量均減小。1 620 株/hm2和2 130 株/hm22 種林分密度與3 810 株/hm2以及5 400 株/hm22 種林分密度間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量間均沒有差異（P＞0.05），但是2 組密度間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量間均有極顯著差異（P＜0.01）。林分皮質(zhì)量在2 130 ～5 400 株/hm2的林分密度范圍內(nèi)隨著林分密度的增大而增大，林分密度為5 400 株/hm2的林分皮質(zhì)量最大，與其余3 個林分密度均有顯著差異（P＜0.05）。

表3 間伐后不同保留密度林分生長比較Table3 Comparison of stand growth with different reserved densities after thinning

由表4可見，間伐后1 a，不同保留密度間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量生長量均有極顯著差異（P＜0.01），且隨密度的增大而減?。ㄒ姳?）。1 620、2 130、3 810 株/hm23 種林分密度間的胸徑、樹高生長量均沒有顯著差異（P＜0.05），但3 種密度與5 400 株/hm2之間均有極顯著差異（P＜0.01）。林分密度為1 620 株/hm2和2 130 株/hm2的冠幅生長量均顯著高于其余2 種密度；林分密度為1 620 株/hm2的單株皮質(zhì)量生長量極顯著高于對照（5 400 株/hm2），其胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量、林分皮質(zhì)量年生長量增長分別比對照高68.42%、57.14%、71.43%、1 250.00%和314.29%。

表4 間伐后1 a不同保留密度林分生長量的比較Table4 Comparison of stand growth at different reserved densities one year after thinning

間伐后2 a，不同保留林分密度間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量、林分皮質(zhì)量生長量均有極顯著差異（P＜0.01）（表5）。胸徑、樹高、冠幅生長量總體隨著林分密度的增大而減小，胸徑、冠幅、單株皮質(zhì)量及林分皮質(zhì)量均以林分密度2 130 株/hm2生長量最大，其胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量及林分皮質(zhì)量生長量與1 620 株/hm2間均沒有顯著差異（P＞0.05），與5 400 株/hm2間均有極顯著差異（P＜0.01）?？梢?，對于密度偏密的杜仲低效林分，間伐后2 a 內(nèi)，以1 620 ～2 130 株/hm2林分密度范圍最有利于促進(jìn)杜仲林分的生長和杜仲產(chǎn)皮量的增加。

表5 間伐后2 a不同保留密度林分生長量的比較Table5 Comparison of stand growth at different reserved densities two years after thinning

3.3 杜仲合理經(jīng)營密度研究

3.3.1 合理經(jīng)營密度研究

根據(jù)四川省8 個縣杜仲人工林平均木和優(yōu)勢木的胸徑和冠幅，以最小二乘法原理，解得線性方程的參數(shù)（a=1.215，b=0.176），則有：Cw= 1.215+0.176D，r=0.879，P＜0.01。表明兩者關(guān)系十分密切，可以在實踐中加以應(yīng)用。

由方程（1）（2）求得杜仲各徑階冠幅的理論值和理論密度，并在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出郁閉度為0.7 ～0.9 的最適經(jīng)營密度，建立了四川省杜仲人工林不同徑階林分密度表，結(jié)果見表6。

表6 杜仲人工林不同徑階林分密度?Table6 Density tables for different diameter grades of E.ulmoides plantation

3.3.2 林分密度表的應(yīng)用

利用編制的四川杜仲人工林不同徑階密度表，依照林分平均胸徑和冠幅，即可查出郁閉度為0.7 ～0.9 時單位面積應(yīng)保留株數(shù)范圍。林分現(xiàn)有株數(shù)與最適經(jīng)營密度的差值為間伐株數(shù)，間伐株數(shù)與現(xiàn)實林分密度的比值即為撫育間伐株數(shù)強(qiáng)度。

以四川8 塊杜仲樣地資料數(shù)據(jù)，計算出了杜仲人工林撫育間伐強(qiáng)度。由表7可見，8 塊樣地的林分密度都不同程度偏大，需要進(jìn)行間伐，且間伐強(qiáng)度均較大，大部分均在50%以上。

根據(jù)表7可知，間伐2 a 后，旺蒼杜仲林分密度 為1 620 株/hm2、2 130 株/hm2、3 810 株/hm2的冠幅有了顯著的增加，仍然需要繼續(xù)進(jìn)行間伐，逐步使林分達(dá)到合理的密度。

4 結(jié)論與討論

密度調(diào)控前，旺蒼縣現(xiàn)有杜仲林分的密度越大，單株生長越差，胸徑、樹高、冠幅及單株皮質(zhì)量均隨著林分密度的增大而減小，以保留密度最稀的林分單株生長最好。進(jìn)行密度調(diào)控后以及調(diào)控后2 a 內(nèi)，胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量均遵循隨林分密度的增大而減小的規(guī)律。

表7 杜仲低效人工林撫育間伐強(qiáng)度Table7 Tending and thinning intensity of low efficiency E.ulmoides plantation

密度調(diào)控后1 a，胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量生長量隨林分密度的增大總體減小，不同保留密度林分間胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量生長量均有極顯著差異。密度調(diào)控后2 a，胸徑、樹高、冠幅生長量總體隨林分密度的增大而減小，胸徑、冠幅、單株皮質(zhì)量及林分皮質(zhì)量均以密度2 130 株/hm2生長量最大，其胸徑、樹高、冠幅、單株皮質(zhì)量及林分皮質(zhì)量生長量與1 620 株/hm2間均沒有顯著差異，與5 400 株/hm2間均有極顯著差異?？梢?，對于密度偏大的杜仲低效林分，間伐后2 a，以1 620 ～2 130 株/hm2密度范圍最有利于促進(jìn)杜仲林分的生長和杜仲產(chǎn)皮量的增加。

對四川省內(nèi)的杜仲林分進(jìn)行了廣泛調(diào)查，采集平均木和優(yōu)勢木的胸徑和冠幅數(shù)據(jù)，利用線性方程推導(dǎo)出郁閉度為0.7 ～0.9 的最適經(jīng)營密度，建立了四川省杜仲人工林不同徑階林分密度表。利用該密度表，根據(jù)林分的平均胸徑和所要達(dá)到的郁閉度得出該林分的適宜經(jīng)營密度，可以準(zhǔn)確地判斷出各地的林分密度是否適宜，是否需要進(jìn)行撫育間伐及確定撫育間伐強(qiáng)度，促進(jìn)杜仲林分的生長和產(chǎn)皮量的增加。但在實際操作過程中，由于林分密度過大，林木分化嚴(yán)重，生長較差，不能按照不同郁閉度理論密度進(jìn)行一次性間伐，而應(yīng)視林木生長健康狀況，根據(jù)去劣留優(yōu)的原則，通過多次間伐，逐步調(diào)整至合理密度。