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桉树中大径材培育理论及关键技术研究

作　者: 陈少雄
导　师: 李志辉；黄文丁
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 森林培育
关键词: 桉树中大径材培育理论造林密度施肥间伐修枝材性
分类号: S792.39
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究从理论和技术两层面上对桉树中大径材培育进行了系统的分析和研究。完善了我国桉树培育理论与技术,填补了相关领域内的技术空白；为改善桉树材种结构、加速中大径材生产,降低我国木材对于国外市场的依赖,增加木材安全提供了科学依据。理论上,从中大材径培育的目标为切入点,对影响桉树中大径材培育的社会因素、自然因素、经营技术要素进行分析,建立了桉树中大径材的培育技术体系的因子结构机理模型。同时,根据所建立的中大径材培育体系中的结构因子,计算系统内主要关键因子对中大径材培育贡献率。研究结果表明：(1)经济目标、社会目标处于大径材培育技术体系解析结构模型的最顶层——目标层；社会需求、气候因子、立地因子三个因子为解析模型的第一层(最底层)；解析模型的第二层为树种选择和密度调控技术；第三层为施肥控制技术、修枝控制技术。(2)桉树中大径材培育过程中,密度控制对于胸径的贡献率最大,立地控制对树高的贡献率最大,立地控制、树种控制、肥料控制、密度控制对材积的贡献率无明显差异。对于中大径材培育,密度调控技术最为重要。(3)气候气象因子中,年降雨量最为重要,它对胸径和树高的生长影响都达到极显著水平,但对胸径生长是负面而对树高是正面影响。通过对广东省樟木头林场多种桉树选择试验及尾巨桉间伐试验研究间伐效应,对16年生尾巨桉6种造林初植密度试验,研究结果表明：(1)在常规造林密度情况下,中大径材培育的最低立地指数为26,培育周期16年。(2)当林分平均胸径达到18.4cm以上时,可达到中大径材培育的目标。(3)林木的胸径、树高、材积、枝下高和干形显著影响桉树木材数量和质量,因此是树种选择技术中主要表型指标。(4)本研究中的7种参试桉树综合态势差异显著。优良排序为：尾叶桉无性系>巨尾桉>大花序桉>托里桉>巨桉>柳树>粗皮桉。(5)间伐缩小了直径分布,一年后可由原来的4～7个减少到3～4；间伐显著促进了胸径的生长。(6)不同的初植密度达到中大径材培育目标的时间不同：立地指数26时,株行距为3m×5m的为84个月,3mx4m的为108个月,4m×2m的为192个月。(7)初植密度对蓄积生长的影响从27-75月生一直处于极显著状态,88月生时影响显著；99月以后不再显著；高密度林分具有早期蓄积量快速生长的特点,但到后期生长就不同了,从144个月生开始,密度3m×4m的蓄积量最大；初植密度越小,立地指数越大,中大径材出材率越高,出材量也越大。(8)本试验中有3种初植密度能够达到中大径材培育目标,在立地指数26条件下,株行距为3mx5m的在192月生时出现最高的中大径材出材率,为75.51%,2m×4m的在192月时刚刚达到中大径材培育目标,为41.44%,出材量128.16 m3.hm-2,m4(3m×4m)在LD28条件下192月生有最高的中大径材出材量,为291.43m3.hm-2。通过对尾巨桉进行施肥试验,研究结果表明：(1)6个施肥处理对平均胸径、平均高、断面积、蓄积量生长的影响都显著,但施肥的影响效果随着年龄的增大而减少。(2)3mx5m的密度施肥量为525g·株-1的平均胸径生长有一定的优势,并且在86个月生(7.2年)率先到达中大径材培育目标,3mx4m的密度施肥量为540g·株-1的平均胸径生长表现较好,并且在107个月生第二个到达中大径材培育目标。(3)磷肥对平均胸径生长的促进明显高于钾肥；磷肥对平均高生长在50月前有少量优势,而K1在62月以后则有较为明显的优势,这种优势一直保留到192月生；磷肥对蓄积生长的促进明显高于钾肥。(4)土壤养分现状与施肥研究结果表明,到192月生时,土壤中养分N、P、K含量与不同施肥处理之间几乎没有关系；施P越多,土壤中P的含量也越多,但没有达到显著水平；土壤K的关系介乎N、P之间。(5)在192月生时的速效N、P、K、Mg、Zn含量与平均胸径只在27月生时,达到显著水平；在27-144月与速效N、P、Zn含量和在27-88月生的阶段中与速效K、Mg的平均高达到显著水平；在88月生时对B敏感,平均高达到显著水平；优势高在27-192月生的全过程与速效N、P、Zn含量达到极显著水平；在27-50月生的阶段中与速效K、Mg、B达到显著水平。通过对3年生托里桉的修枝试验,研究结果表明：(1)修枝3个月后的伤口宽度有缩小的趋势,7个月时各个等级的伤口大幅度地缩小,9.5个月后,各个等级开始有完全愈合的伤口出现,特别是大伤口的愈合速度最快,12个月后,有大面积伤口已经完全愈合,伤口愈合完成率最高的属小伤口和大伤口,1年后最高达84.71%。(2)12个月后愈合速率和完成率,中等伤口属7cm和6cm,较大伤口属7cm和5cm,大伤口属8cm和6cm。(3)涂漆的伤口比涂蜡更促进伤口愈合。(4)伤口位置越高,伤口愈合越快。愈合完成率中等伤口愈合最快的树干段是2.5-4.0m；较大伤口和大伤口愈合最快的树干段是2.5-5.35m。(5)影响单板质量综合等级最大的因素是死节,其相关系数达到0.626；修枝是减少树干节疤的重要途径。通过研究施肥对主要材性指标的影响,结果表明：施肥处理1(N300 P200 K200)和2(N200P100K150)是常规用肥处理5(N100P50 K50)肥量的2倍和3倍多,在198月生时,其木材的抗弯强度、径面硬度和边材的基本密度都被显著地降低了,而其它材性指标如端面和弦面硬度、弹性模量、皱缩率、干缩率、中和心材的基本密度都没有显著变化。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
1 中大径材培育理论与技术综述  12-26
  1.1 桉树中大径材的概念  12
  1.2 人工林培育理论  12-15
    1.2.1 集约经营理论  13
    1.2.2 定向培育理论  13-14
    1.2.3 中大径材栽培理论  14-15
  1.3 中大材培育技术  15-21
    1.3.1 立地控制技术  15-16
    1.3.2 良种选育技术  16
    1.3.3 施肥技术  16-18
    1.3.4 密度调控技术  18-19
    1.3.5 间伐  19
    1.3.6 修枝技术  19-20
    1.3.7 生物技术等新技术  20-21
  1.4 木材材性研究  21-22
  1.5 桉树中大径材关键培育技术研究的意义  22-24
    1.5.1 维护国家木材安全的技术需要  22-23
    1.5.2 调整产品结构和维护生态安全的需要  23
    1.5.3 提高效益,促进可持续发展的需要  23-24
  1.6 展望  24-26
2 桉树中大径材培育理论研究  26-42
  2.1 桉树中大径材培育体系模型研究  26-34
    2.1.1 大径材培育系统的社会经济技术要素划分  27-28
    2.1.2 研究的理论与方法  28-32
    2.1.3 大径材培育技术体系结构模型  32-34
  2.2 桉树中大径材培育体系模型评价  34-38
    2.2.1 科技贡献力研究方法综述  34-35
    2.2.2 科技贡献力分析模型  35-38
    2.2.3 主要培育技术措施对胸径贡献力的分析  38
    2.2.4 主要培育技术措施对树高贡献力的分析  38
    2.2.5 主要培育技术措施对材积贡献力的分析  38
  2.3 小结  38-42
3 桉树中大径材培育关键技术研究  42-116
  3.1 试验基本情况及设计  42-45
  3.2 立地控制技术  45-53
    3.2.1 立地质量评价的理论与方法  46
    3.2.2 立地指数的编制  46-51
    3.2.3 中大径材出材率与平均直径关系  51-52
    3.2.4 大径材培育的最低年限及立地质量要求  52-53
  3.3 树种选择技术  53-72
    3.3.1 树种选择的意义  53-54
    3.3.2 不同树种生长情况  54-61
    3.3.3 不同树种枝下高  61-64
    3.3.4 不同树种的干形分析  64-66
    3.3.5 优良树种综合评价  66-72
  3.4 密度调控技术研究  72-91
    3.4.1 初始密度对桉树生长的影响  73-86
    3.4.2 密度调整效应分析  86-91
  3.5 施肥效应研究  91-112
    3.5.1 中国桉树中大径材主栽区的土壤营养状况  91-96
    3.5.2 施肥处理对桉树中大径材培育效应  96-101
    3.5.3 单株施肥总量对桉树中大径材培育效应  101-107
    3.5.4 土壤养分现状与施肥处理关系研究  107-110
    3.5.5 土壤养分现状与林分生长过程的关系研究  110-112
  3.6 小结  112-116
    3.6.1 立地选择  112
    3.6.2 树种选择  112
    3.6.3 密度调控技术  112-113
    3.6.4 施肥效应  113-116
4 气候因子对中大径材培育的影响  116-122
  4.1 桉树中大径材培育的气候因子影响分析理论方法  116-117
  4.2 气候因子对大径材培育影响效应分析  117-120
    4.2.1 主要气候因子对胸径的影响  117-119
    4.2.2 主要气候因子对树高的影响  119-120
  4.3 小结  120-122
5.修枝控制技术对木材及其产品质量的影响  122-152
  5.1 修枝对桉树中大径材培育的意义  122-123
  5.2 研究方法  123
  5.3 修枝对木材质量的影响  123-145
    5.3.1 不同等级伤口数量及宽度分布  123-127
    5.3.2 伤口愈合速率分析  127-135
    5.3.3 伤口愈合完成率分析  135-142
    5.3.4 不同处理组合下伤口愈合情况分析  142-143
    5.3.5 修枝技术的REG步骤分析  143-145
  5.4 修枝对木材产品质量的影响  145-150
    5.4.1 修枝对托里桉旋切单板外观质量的影响  145
    5.4.2 3年生托里桉修枝对旋切单板外观质量的影响  145-148
    5.4.3 9年生托里桉修枝对旋切单板外观质量的影响  148-149
    5.4.4 木材产品质量的相关性分析  149-150
  5.5 小结  150-152
    5.5.1 愈合速率  150
    5.5.2 愈合完成率  150-151
    5.5.3 木材产品质量  151-152
6 施肥对木材材性指标影响的研究  152-158
  6.1 木材样品的选择与取样  152-156
  6.2 木材材性分析结果  156-158
7 结论与讨论  158-164
  7.1 结论  158-161
    7.1.1 桉树中大径材培育理论研究  158
    7.1.2 桉树中大径材培育技术研究  158-161
  7.2 讨论  161-164
    7.2.1 创新点  161
    7.2.2 技术难点  161
    7.2.3 研究展望  161-164
参考文献  164-178
附录  178-179
致谢  179

桉树中大径材培育理论及关键技术研究

内容摘要

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