林业科学

作者：李平平1,2,王彦辉1,*,于澎涛1,王依瑞1,2,段文标2,万艳芳1,韦小茶1,史再军3

单位：1. 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所　国家林业和草原局森林生态环境重点实验室　北京 1000912. 东北林业大学林学院　哈尔滨 1500403. 甘肃省平凉市泾川县官山林场　泾川 744306

关键词：刺槐人工林,多因子耦合生长模型,立地指数,林分密度,黄土高原

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（CAFYBB2021ZW002）；国家自然科学基金项目（U21A2005、U20A2085）；国家重点研发计划项目（2022YFF0801803）。

目的: 分析黄土高原刺槐人工林主要生长指标（平均树高、平均胸径和林分蓄积量）对林龄、林分密度及立地指数的响应规律，构建多因子耦合模型，准确模拟和预测立地质量等因子对刺槐生长的影响，为该地区刺槐人工林可持续经营提供科学依据。方法: 基于2021—2022年样地调查及文献收集数据，首先采用上外包线法确定平均树高和平均胸径对林龄、林分密度和立地指数的单因子响应关系和函数类型；然后，通过连乘构建多因子耦合生长模型的框架，并利用3/4和1/4的数据率定和验证树高与胸径生长的多因子耦合模型；最后，基于模型计算的平均树高和胸径数据，重新率定林分蓄积量生长模型，并用于林分密度管理的情景分析。结果: 1） 随林龄增加，平均树高、胸径均先快速增大后缓慢增大；随密度增加，树高先缓慢降低后快速降低，胸径先快速降低后缓慢降低；随立地指数增加，树高和胸径均近线性增大。2） 建立了耦合立地指数、林龄和密度影响的平均树高、平均胸径和林分蓄积量生长模型，精度均较高（R2分别为0.73、0.67和0.71）。3） 模拟并分析了不同立地指数、林分密度和林龄时的平均树高、平均胸径及林分蓄积量生长，并提出了不同立地条件的刺槐人工林经营策略建议。在劣等（SI<7.5 m）和中等立地（SI为7.5~12.5 m），仅能生产小径级林木（胸径<13 cm），林分蓄积量较低，建议以土壤保持、水文调节等为主导功能，但可在中等立地上兼顾木材生产功能。在优等立地（SI≥12.5 m），林龄40 年前可生产小径级林木；林龄50 年时可生产中径级林木（胸径13~21 cm），林分蓄积量较高，建议以木材生产为主导功能，同时兼顾土壤保持、水文调节等生态功能。结论: 黄土高原刺槐人工林的生长同时受到立地质量和林分结构的影响，建立的包括立地指数、林分密度和林龄的多因子耦合生长模型，可准确地预测和解释不同立地条件下刺槐林生长对密度调控的响应，并据此制定不同经营策略，指导刺槐人工林的可持续经营。

来源：2025年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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