1、 林分生長量與收獲量的高低與林地固有的生長潛力及其生長潛力的充分利用程度有關(guān)系外，還與林分年齡（異齡林的年齡分布）、林分經(jīng)營措施（如施肥、疏伐等）等因子相關(guān)。本章重點介紹立地質(zhì)量的概念及其評價方法，以及林分密度對林分生長的影響。同時，也簡要地介紹了地位指數(shù)表的編制方法和單木競爭指標，為研究林分生長收獲預(yù)估模型奠定基礎(chǔ)。第四章立地質(zhì)量與林分密度Northwest Agriculture and Forestry University 第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 一、立地和立地質(zhì)量 立地（Site）和立地質(zhì)量（Site Quality）是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。 立地在生態(tài)學(xué)上又稱作“

2、生境”，指的是“林地環(huán)境和由該環(huán)境所決定的林地上的植被類型及質(zhì)量” 。更確切地說，立地是森林或其他植被類型生存的空間及與之相關(guān)的自然因子的綜合。它有兩個含義，第一，立地這個詞具有地理位置的含義；第二，它是指存在于一個特定位置的環(huán)境條件（生物、土壤、氣候、地文）的綜合。因此，可以認為立地在一定的時間內(nèi)是不變的，而且，與生長于其上的樹種無關(guān)。Northwest Agriculture and Forestry University 立地質(zhì)量則指在某一立地上既定森林或者其他植被類型的生產(chǎn)潛力，所以立地質(zhì)量與樹種相關(guān)聯(lián)，并有高低之分。一個既定的立地，對于不同的樹種來說，可能會得到不同的立地質(zhì)量。立地的

3、調(diào)查應(yīng)包括兩個內(nèi)容，一個是立地的分類，一個是立地質(zhì)量的評價。一般來說，具體的森林經(jīng)營工作總是針對一定的樹種和一定的地理區(qū)域而言的，因此，在測樹學(xué)中關(guān)于這部分內(nèi)容是以立地質(zhì)量評價為主。 第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 二、立地質(zhì)量評價方法的分類直接評定法 （1）根據(jù)林分蓄積量或收獲量評定立地質(zhì)量； （2）根據(jù)林分高評定立地質(zhì)量。間接評定法 （1）根據(jù)不同樹種間樹木生長量之間的關(guān)系進行評定的方法； （2）多元地位指數(shù)法； （3）植被指數(shù)法。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agri

4、culture and Forestry University 三、立地質(zhì)量的直接評定方法 1、根據(jù)林分蓄積量或收獲量評定立地質(zhì)量 林分蓄積量是用材林經(jīng)營中最關(guān)心的指標之一，直接利用林分蓄積量評定立地質(zhì)量既直觀又實用。但是，由于影響林分蓄積量的因子不僅僅是立地質(zhì)量，因此，采用這種方法時應(yīng)將林分換算到某一相同密度狀態(tài)下才為有效，否則，評定結(jié)果是難以置信的。另外，這種評定方法一般適用于同齡林。 利用固定標準地或根據(jù)林分蓄積量的歷史記錄評定立地質(zhì)量； 利用正常收獲表的蓄積量估計值評定立地質(zhì)量。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry U

5、niversity 2、利用林分高評定立地質(zhì)量 地位級法 地位級是反映林地生產(chǎn)力的一種相對度量指標，它是依據(jù)林分條件平均高與林分平均年齡的關(guān)系。如果是復(fù)層混交林，則應(yīng)依據(jù)主林層中的優(yōu)勢樹種來確定地位級。 地位指數(shù)法 地位指數(shù)是指在某一立地上特定基準年齡時林分優(yōu)勢木的平均高度值。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 三、立地質(zhì)量的間接評定方法 1、根據(jù)上層木樹種間的關(guān)系評定立地質(zhì)量 在立地質(zhì)量評定中，當所要研究的樹種尚未生長在將要評定的立地上時，只能采用間接的方法評定該樹種在此立地上的立地質(zhì)量。 譬如，在某

6、一立地上現(xiàn)時生長著馬尾松，欲知道在馬尾松采伐后營造杉木林的生長潛力，這時就可以利用上層木樹種間的關(guān)系進行立地質(zhì)量評定。 采用這種方法的前提是所評定的樹種的生長型和現(xiàn)實林分主要樹種的生長型之間存在著密切的關(guān)系，適合使用這種方法的最普通的關(guān)系為兩個樹種的地位指數(shù)之間呈線性關(guān)系。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 2、多元地位指數(shù)法 多元地位指數(shù)法主要是用以評定無林地的立地質(zhì)量，這種方法是利用地位指數(shù)與立地因子之間的關(guān)系建立多元回歸方程，然后用以評價宜林地對該樹種的生長潛力。所選擇的定性因子可以分別為土壤類型

7、、質(zhì)地、值、碳酸鹽、有無粘土層、地下水位、小地形、林分郁閉度、地被物覆蓋度、茅草群落等生態(tài)因子。 這種方法對于造林區(qū)劃非常有用，但是，由于一些立地因子難以測定，使該方法的實際應(yīng)用受到一定限制。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 3、植被指示法 人類很早就認識到，一定的植物生長于一定的環(huán)境之中，因此，可以利用植被類型評定其立地質(zhì)量。在實際工作中，一般將林下地被某些植物及其林分特征結(jié)合起來較準確地評定立地質(zhì)量。在利用植被組成、結(jié)構(gòu)等特征進行立地質(zhì)量評定中，以荷蘭林學(xué)家所倡導(dǎo)的森林立地類型分類和美國林學(xué)家提出

8、的生境類型分類為代表。前者是以林下植物種作為立地分類的基礎(chǔ)；后者則是強調(diào)整個群落對立地的指示作用作為立地分類的基礎(chǔ)。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 森林立地類型法 荷蘭林學(xué)家認識到植被與森林立地質(zhì)量存有一定的關(guān)系，并進行了分類。如果一定的植物經(jīng)常與某種立地質(zhì)量結(jié)合在一起，而不存在于其它立地質(zhì)量中，這種植物可稱作指示種。該方法強調(diào)下木組成，而且下木在指示立地上能夠比喬木提供更多有效的信息。該立地分類系統(tǒng)分為三級，即立地類型級（Site-type class）、立地類型（Site type）及林型（Fo

9、rest type） 。 立地類型級和立地類型是通過下木群落的差異進行劃分，而林型則是利用林冠層結(jié)合下木一起來確定 由此可見，該立地分類系統(tǒng)是將立地類型劃分和立地質(zhì)量評價結(jié)合在一起，構(gòu)成一個多層次的立地分類及立地質(zhì)量評價系統(tǒng)。這種方法適合于寒冷地區(qū)，因為在寒冷的緯度區(qū)各物種的生態(tài)幅度較窄。因此，該方法在北歐、加拿大東部及前蘇聯(lián)等地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 林型學(xué)分類法 前蘇聯(lián)的林學(xué)家在“森林是一種地理現(xiàn)象”概念的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展形成了林型學(xué)的立地類型評價方法。并認為“所有一切

10、森林組成部分，森林的綜合因子，都是處于相互影響之中”。林型就是在樹種組成其他植被層的總的特點，動物區(qū)系，綜合的森林植物生長條件（氣候、土壤和水文），植物和環(huán)境之間的相互關(guān)系，森林的更新過程和更替等方向都相似，而且在同樣經(jīng)濟條件下采用同樣措施的森林地段（各個森林生物地理群落）的綜合。這一方法的實質(zhì)也是借助于植物群落分類進行立地分類。 林型的分類系統(tǒng)沿用了植物群落分類體系，林型是最小單位，相近的林型合并為林型組，再上升為群系（formation）、群系組（group formation）、群系綱（class formation）和植被型（vegetation type）。 蘇卡喬夫認為林型只能在有

11、林地區(qū)劃分，對于無林地區(qū)，則需按其能生長某一森林的適宜程度劃分植物立地條件類型。 第一節(jié)立地質(zhì)量及立地質(zhì)量的評價方法 Northwest Agriculture and Forestry University 一、林分密度對林分生長的影響 在影響林分生長的幾個因素中，林分密度（stand density）是營林工作中能夠有效控制的因子。林分密度在很大程度上決定了林分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而決定了林分的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)（不同材種出材量的分配狀況）。如何控制和調(diào)整林分密度，成為森林經(jīng)營者和研究者共同關(guān)心的問題。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry Univ

12、ersity 密度對林分生長的影響，主要體現(xiàn)在對林分因子生長的影響，具體情況如下。 1、林分密度對樹高生長的影響 林分密度對上層木樹高的影響是不顯著的，林分上層高的差異主要是由立地條件的不同而引起的。除過大密度的林分外，不同密度之間的林分平均高差異不顯著。 2、林分密度對胸徑生長的影響 密度對林分平均直徑有顯著的影響，即密度越大的林分其林分平均直徑越小，直徑生長量也小。反之，密度越小則林分平均直徑越大，直徑生長量也越大。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 3、林分密度對材積生長的影響 密度對平均單株材積的影響類似

13、于對平均直徑的影響，而對林分蓄積量的影響情況較為復(fù)雜。總的來說，在相當大的一個密度范圍內(nèi)，密度對林分蓄積量的影響不大，一般地說，密度大的林分蓄積量要大些，較疏的林分蓄積量要低些，這一般性的規(guī)律又依林分年齡的不同又有所變化。從理論上講，對于成過熟林，密度對林分蓄積量的影響不大。 4、林分密度對林木干形的影響 林分密度對樹干形狀的影響較大，一般地說，密度大的林分內(nèi)其林木樹干的削度小，密度小的林分內(nèi)其林木樹干的削度大。也可以說，在密度大的林分中，其林木樹干上部直徑生長量較大，而下部直徑生長量相對較小。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry Un

14、iversity 5、林分密度對林分木材產(chǎn)量的影響 林分的木材產(chǎn)量是由各種規(guī)格的材種材積構(gòu)成的，而各種規(guī)格材的材積取決于林木大小、尖削度以及林木株數(shù)個因素，這個因素均與林分密度緊密相關(guān)，因此，使得林分密度與林分木材產(chǎn)量之間的關(guān)系較為復(fù)雜。一般地說，密度小的林分其木材產(chǎn)量較低，但大徑級材材積占木材產(chǎn)量的比例較大。而密度大的林分木材總產(chǎn)量較高，但大徑級材材積占總木材產(chǎn)量的比例較小，小徑級材材積則占的比例較大。因此，在森林經(jīng)營中，應(yīng)根據(jù)森林不同的培育目標及不同的發(fā)育階段，確定其應(yīng)保留的林分密度，這也正是林分密度控制所要解決的問題。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture

15、and Forestry University 另外，林分密度及林分密度控制措施對木材性質(zhì)有明顯的影響，即林分密度越小，林木的年輪幅度越寬，管胞長度下降，而對晚材的影響不明顯。在中等密度狀況下，木材的順紋抗壓強度、抗彎強度達到最大。 第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 二、林分密度指標 林分密度指標（Stand density index）是評定林分內(nèi)林木間擁擠程度的尺度。林分中林木間的擁擠程度取決于單位面積上的林木株數(shù)、林木平均大小以及林木在林地上的分布。對于人工林，林分內(nèi)林木在林地上的分布相對均勻，因此，單位

16、面積上的林木株數(shù)和平均林木大小是經(jīng)常采用的林分密度指標。另外，隨著營林技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了一些林分密度指標。當前，常用的林分密度指標有以下幾種。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 1、株數(shù)密度 株數(shù)密度可定義為單位面積上的林木株數(shù)(Number of trees per hectare)，常用每公頃上的林木株數(shù)（hm2）表示。 株數(shù)密度是一個很有用的密度指標，株數(shù)的多少可直接反映出林分中每株林木平均占有的林地面積。由于株數(shù)密度作為密度指標具有直觀、簡單易行的特點，所以它一直是廣泛用于反映人工林密度的密度

17、指標。譬如，在實際生產(chǎn)中，常用林分的初始株數(shù)密度（即造林時的單位面積上的林木株數(shù)）來表示林分密度。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 2、每公頃斷面積 林地上每公頃的林木胸高斷面積之和即為每公頃斷面積，常用（m2hm2）表示。由于斷面積易于測定，而且斷面積的大小與林木株數(shù)及林木大小有關(guān)，同時，它又與林分蓄積量緊密相關(guān)，所以，每公頃斷面積也是一個廣泛使用的林分密度指標。3、疏密度 疏密度是林分每公頃胸高斷面積（或蓄積）與相同立地條件下標準林分每公頃胸高斷面積（或蓄積）之比值。疏密度是一個相對密度指標，在東歐、前蘇聯(lián)

18、及我國，它是最常采用的林分密度指標之一。一般認為，當林分的疏密度達到0.9時，應(yīng)對林分進行間間伐，經(jīng)營合理的林分其疏密度不應(yīng)低于0.7。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 4、立木度 立木度（stocking）是現(xiàn)實林分的密度（可以用株數(shù)、斷面積或蓄積量表示）與最理想林分的密度的比值。最理想林分可理解為“能夠最大限度滿足經(jīng)營目標的林分”。在西方國家常用立木度作為密度指標，立木度可以給經(jīng)營者一種表示林分達到經(jīng)營目的的潛力的概念。 根據(jù)立木度的高低可以將林分分為不足立木度、完滿立木度和過高立木度。顯然，由于經(jīng)營目的的

19、多樣化，對同一個林分，因經(jīng)營目標不同則會有不同的立木度。正如丹尼爾（Daniel J.W.,1979）等所說，立木度常因人們對林分和已有經(jīng)營措施的認識而變，所以它被認為是一個“多少帶有主觀性的指標，具有一定株數(shù)的林分，有可能是不足立木度，也可能是過高立木度，全依經(jīng)營目的而變”。 立木度的計算方法類似于疏密度，同時也需要具備分別立地質(zhì)量編制的“理想”林分的斷面積（株數(shù)或蓄積量）表。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 5、郁閉度 林冠的垂直投影面積與林地面積之比稱為郁閉度，它可以反映林冠的郁閉程度及樹木利用空間的程度

20、。林冠的垂直投影面積與樹冠的垂直投影面積之和是兩個不同的概念，同時在其數(shù)值上也常常是不相等的，只有在林分未達到郁閉時（林分中各單株樹冠互不相接）的林分中兩者的數(shù)值才相等。否則，林分的單株樹冠垂直投影面積之和將大于林冠的垂直投影面積。 一般認為，郁閉度達到0.9以上的林分應(yīng)進行間伐，合理經(jīng)營的林分其郁閉度不應(yīng)小于0.6。 第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 6、林分密度指數(shù) 林分密度指數(shù)（Stand Density Index，簡稱）為現(xiàn)實林分的株數(shù)換算到標準平均直徑（亦稱比較直徑）時所具有的單位面積林木株數(shù)，賴內(nèi)

21、克（1933）提出的這個密度指標。 林分的林分密度指數(shù)（）的具體求算方法為 式中：N現(xiàn)實林分每公頃株數(shù)； D0標準平均直徑（我國一般D0=10cm）； D現(xiàn)實林分平均直徑。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 7、樹冠競爭因子 林分中所有樹木可能擁有的潛在最大樹冠面積之和與林地面積的比值稱為樹冠競爭因子(Crown Competition Factor，簡稱)。每株樹木的潛在最大樹冠面積是根據(jù)自由樹的冠幅和胸徑的線性關(guān)系推算出來的。 在林分中空地上生長的樹木稱為自由樹（Opengrowing tree）。自由樹的樹

22、冠冠幅與樹木胸徑之間呈有顯著的線性正相關(guān)，這種線性關(guān)系不隨樹木的年齡及立地條件的變化而改變，這正是利用樹冠反映林分密度的可靠依據(jù)。Krajecek等（1961）利用這一關(guān)系提出了樹冠競爭因子（CCF）。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 林分中林木間的擁擠程度取決于：林木株數(shù)、平均大小及林木的空間格局（林木在林地上的分布）。上述數(shù)種林分密度指標都是考慮了這個因子中的某一個或某幾個因子，從這個意義上說，可以對上述個林分密度指標做一個簡單的評述。 株數(shù)密度考慮了林分中個體的多少，但沒有考慮個體的大小及其空間格局，因此

23、，該密度指標適用于林木分布比較均勻、且林木直徑差異不大的初植人工林。所以該密度指標常作為人工林初植時的林分密度。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 斷面積是一個既考慮了林木株數(shù)又考慮了平均單株大小的綜合性密度指標。但是，兩個斷面積相同的林分，其林木株數(shù)及平均單株大小則可能不同（兩個林分分別由不同的株數(shù)及平均單株大小構(gòu)成的），而且，斷面積與林分年齡及立地質(zhì)量相關(guān)。因此，不宜采用斷面積作為比較不同林分的密度大小。而在反映同一林分的生長過程時，則適合采用斷面積作為林分密度指標。 第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwe

24、st Agriculture and Forestry University 疏密度和郁閉度都是相對的林分密度指標，兩者都能夠較直觀地反映林分的疏密度程度。但是，由于確定林分疏密度時，需使用標準表，所以標準表的質(zhì)量則成為使用疏密度反映現(xiàn)實林分密度準確度的關(guān)鍵。在實際工作中，關(guān)于標準林分的標準難以準確把握，所以編制高質(zhì)量的標準表很困難。 郁閉度需先確定林冠的垂直投影面積之后方可計算出來，這樣確定郁閉度的外業(yè)工作太大、成本高及效率低。而實際工作中常采用的樣點法又過于粗放，使之郁閉度成為一個近似的粗略指標。正因如此，僅在外業(yè)調(diào)查時才使用郁閉度作為林分密度指標。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwe

25、st Agriculture and Forestry University 林分密度指數(shù)被認為是一個適用性較廣的密度指標，由于對同一樹種的不同林分來說，最大密度線比較穩(wěn)定，從而為以林分密度指數(shù)作為比較同一樹種不同林分密度的指標奠定了基礎(chǔ)。但是，在林分的初期生長（未郁閉）階段，林分的林分密度指數(shù)是不穩(wěn)定的。另外，由于天然林中林木空間格局不均勻，可能會使林分平均直徑（Dg）與林木株數(shù)（N）之間的關(guān)系不穩(wěn)定，因此，也不宜采用林分密度指數(shù)作為密度指標。相對而言，林分密度指數(shù)宜作為人工林的密度指標。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry Univ

26、ersity 樹冠競爭因子是以林分內(nèi)林木潛在占有空間為基礎(chǔ)的相對密度指標，所以能夠較好地反映林分占有空間的能力。但是，由于樹冠競爭因子與林分年齡及立地質(zhì)量有關(guān)，所以不宜用于比較不同林分的密度。 不同的密度指標各有其適用條件及適用范圍，應(yīng)根據(jù)使用的目的和用途選定反映林分密度的指標。第二節(jié)林分密度和林分生長 Northwest Agriculture and Forestry University 第三節(jié)單木競爭指標 林分密度指標是反映整個林分的平均擁擠程度或林分對其所處立地的充分利用程度。對于單木來說，它只能反映林分內(nèi)每木平均占有的空間。事實上，林分內(nèi)不同大小的單株木所擁有的生長空間是不同的，它

27、們各自承受著不同的競爭壓力，而單株木所承受的競爭壓力的不同，則導(dǎo)致林分內(nèi)林木生長產(chǎn)生分化。因此，為描述單株木的生長動態(tài)，引入了單木競爭指標(Individual tree competition index)。Northwest Agriculture and Forestry University 一、基本概念 林木競爭：在林分內(nèi)由于樹木生長不斷擴大空間而使林分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而林分的生長空間是有限的，于是樹木之間展開了爭取生長空間的競爭，競爭的結(jié)果導(dǎo)致一些樹木死亡，一些樹木勉強維持生存，另一些樹木得到更大的生長空間，這種現(xiàn)象稱為林木競爭。 競爭指標：表示林木間競爭強烈程度的數(shù)量指標。 對象木（亦稱目的樹）：對象木是指計算競爭指標時所針對的樹木（如圖418中的樹）。第三節(jié)單木競爭指標 Northwest Agriculture and Forestry University 圖48 樹木競爭示意圖（為對象木） 第三節(jié)單木競爭指標 Northwest Agriculture and Forestry University 競爭木：指對象木周圍與其對象木有競爭關(guān)系的林木（如圖48中的、樹）。 影響圈：是指林木潛在生長得以充分發(fā)揮時所需要的生長空間，常以自由樹的樹冠面積表示。 自由樹：是指其周圍沒有競爭木與其爭奪生長空間、可以充分生長的林木。 第三節(jié)單木競爭指標 Northw