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中国杉木90年代的研究进展
Ⅱ.杉木造林和经营的研究综述
俞新妥
（福建杉木研究中心，福建 南平 353001）
摘要：综述90年代杉木研究在造林和经营、经理方面的进展，包括种苗、造林地条件、整地、造林密度、混交、幼林抚育、栽培模式、密度管理、间伐、主伐年龄、生长模型、经营系统、施肥及农林复合经营等.
关键词：杉木；研究进展；综述
中图分类号：S791.27 文献标识码：A
1 造林技术研究
造林技术研究文献和成果比重较大,与80年代比较,杉木技术研究更加科学化、系列化和模式化，许多技术措施有了长期系统观测成果，结论更有说服力，特别是“八五”、“九五”攻关“杉木人工林集约栽培技术研究”和“杉木建筑材优化栽培研究”，使杉木人工林栽培技术在理论和实践方面都取得重大突破．
1.1 种苗
杉木种子活力的测定,用X射线衬比法估测种子发芽力（陈幼生，1993），用TIC定量法测定种子活力（郑郁善，1994）认为是较好而准确的方法［1～2］，郑林报导了用磁场处理杉木种子有助于细胞膜修复、增加酶活性提高种子发芽率［3］．马常耕、王建华测定杉木种子发芽对水分胁迫的反应，认为杉木属于对水分胁迫敏感型树种［4］．陈智健用加速老化处理杉木种子，认为发芽指数是杉木种子最好的活力指标［5］．傅远志报导杉木种子萌发过程中细胞超微结构的变化及其与种子活力的关系［6］．杉木种子涩粒的成因有不少报导．管康林对涩粒成因进行综合分析，把胚胎发育阶段与败育籽粒名称进行比较，划分为3个时期．其成因有遗传、自交不孕、不良气候因子等，是一个复杂的胚胎发育问题［7］．沈永宝用转X射线研究杉木种子类型及内部构造，重新定义了杉木涩粒种子［8］．成小飞认为杉木种子涩粒形成是由于胚胎学原因，是雌配子体淀粉区消失导致胚的败育［9］．余象煜研究了杉木败育种子及涩粒物质的成份［10］．周天相报导了杉木针叶扦插育苗技术，采取无性根颈萌发3个左右芽条上新叶，削取时略带木质，春1～3月随采随扦，冬季采叶可寄插催根、翌春移栽，成活率可达80 %以上，当年苗高20 cm［11］．汪兆炎应用多效唑调控苗木生长，对北部产区的苗木安全越冬效果明显［12］．姜培坤等报导矿质肥料对杉木苗根区土壤生化活性的影响［13］．钟旭和报导苗床接种菌根可促进地上部分生长和根系发育，并提高根、茎及叶部P含量［14］．喻方圆研究了杉苗生长势与造林成活率之间的关系［15］．崔满志报导杉木扦插苗生长规律与成苗质量的关系［16］．何宗明、洪伟应用改进的单纯形法，使培育措施优化，为试验数据、信息有效应用提供科学方法［17］．
1.2 林地清理
造林技术第一个环节是林地植被和采伐剩余物的清理,杉木产区传统方法是火烧清理（炼山），“火不上山，不能插杉”．但炼山对人工林生态系统的影响，缺乏长期系统观测资料，炼山利弊长期争论未决．福建林学院杉木研究所从1986年开始，在福建尤溪，采用炼山与不炼山径流小区定位长期观测表明：炼山期间，林地及土壤有机质和N素以高温挥发和细粒尘埃损失；0～10 cm土层内有机质损失2 633 kg.hm-2，全N损失135.5 kg.hm-2．10～20 cm土层有机质损失275.7 kg.hm-2，全N损失76 kg.hm-2，炼山后一段时间(1 a以内)林地表层土壤全P、全K及速效性养分增加,容重减小，孔隙度增加，土壤酶活性加强，微生物数量增加，林地肥力得到提高．随后，直至第3年林地水、土、肥流失加剧，肥力指标逐年下降，至第4年幼林基本郁闭时，土壤肥力呈回升趋势．据统计，炼山第1年迳流和泥沙冲刷量分别为2 743 m3.hm-2和24.8 t.hm-2，分别是不炼山的11、28倍，第2年分别是6、28倍，第3年分别是4、5倍，第4年二者比值接近于1．总计4 a期间，炼山的土壤流失量为37.4 t.hm-2，是不炼山的28倍,土壤有机质、全N、全P、全K及水解N、速效P和速效K的流失量为1 019、28.4、9.5、470、12.8、2.6、73.6 kg.hm-2，分别是不炼山的9、7、9、7、7、11和5倍．至造林后的第8年，林地土壤的水、土、肥（N、P、K）流失量分别达9 607.9 m3.hm-2、38.35 t.hm-2和531.6 kg.hm-2，分别是不炼山的2.64、16.8、5.65倍．而不炼山的林地前3a水土流失随采伐剩余物的分解略呈递增趋势，4年起呈下降趋势，至第8年均趋于一致．炼山对杉木幼林的成活率和生长有一定促进作用，但地径和树高连年生长量分别从第3和第4年开始小于不炼山的．至第8年，不炼山的幼林即赶上直至超过炼山的幼林［18～20］．炼山林地引起水土流失因子经逐步回归分析表明：降雨量和坡度是影响主导因子，并建立了预测预报方程．根据炼山后6年的土壤肥力变化过程，划分为：激肥效应期、肥力下降期和肥力稳定期．不炼山的林地经6年肥力变化划分为：采伐剩余物分解初期，分解高峰期和分解末期．采伐剩余物的分解使林地养分得到富集，肥力得到维持，而周期性的炼山是导致地力衰退的主要原因［21～26］．周崇莲、许文力等先后报导过炼山对土壤微生物和森林动物的影响［27～28］．
1.3 整地
整地方式的效应经过长期观察取得许多共识,认为整地对杉木的影响主要在于早期，立地较差的整地影响明显，立地较好效果不明显，整地方式与规格要因地制宜．贺果山在湖南报导，整地影响主要在早期，地位指数在16以下，整地方式对杉木早期生长有一定影响，特别是高规格整地，能促进根系向深层发展．18级以上的立地，整地方式对林木生长影响不明显［29］．张水松在江西进行全垦、带垦和穴垦试验表明：14指数级立地，全垦、条垦的幼林期生长与穴垦整地有显著差异，18指数级立地3种方式整地的树高生长无显著差异．14级立地，不同整地方式对林木高生长影响时限在10 a左右．其后互有出入．由于整地和抚育改变了土壤结构层次，整地后的固体迳流量均大于对照区，但3种整地方式之间的固体迳流量差异不显著［30］．丁贵杰报导贵州在粘壤质红壤土，用撩壕、带垦、全垦、穴垦4种整地方式，经17 a试验结果表明了撩壕整地对杉木生长有促进作用，但有时效性；连年生长量一般在7～10 a消失．对林分平均高影响主要表现在11～12 a前．整地对胸径生长比树高影响短1～2 a．冠幅间的差异表现在5～7 a前，单株材积和单位面积蓄积量分别在10 a和14 a前差异显著．从经济分析看出：撩壕整地的净现值虽略高于块垦和全垦，但从收益率和资金利用率来看，撩壕远不如块垦和全垦，经综合分析，对于培育轮伐期在20 a以上的大、中径材来讲，在较好的立地上、高标准整地不能带来高经济效益，当地条件下，以块状整地较为适宜［31～32］．
1.4 幼林抚育
我国栽杉传统的幼抚是强调“三分造七分管”，南方林地杂草繁茂，普遍采用全面锄草松土或全锄局部松土．但忽视了对水土流失带来的不良影响，近年定位研究表明，杉木幼林地水土流失极为严重，张先仪、盛炜彤在江西分宜试验全面刀抚，全面刀抚局部松土除草、全面松土除草，并设置迳流场，调查样地植物种类及生物量．2 a后分析表明：在地位指数级≥16，没有五节芒、茅草的情况下，3 种不同幼抚方法的幼林树高、胸径、冠幅生长均无显著差异．全面刀抚的植物盖度大，生物量大，3 a内土壤侵蚀量最小，生态效果最好，单位面积用工量最小，全面除草松土则相反．从林木生长、生态效应及用工量综合衡量以刀抚效果最好［33］．马祥庆等在炼山的幼林地上间种绿肥覆盖地表，可减少17.57 %～52.25 %的侵蚀量，绿肥防治水土流失效果取决于雨季时的覆盖度．覆盖度每增加1 %，可减少45～118 kg.hm-2的侵蚀量．4种绿肥以日本草×决明豆混播效果最佳［34］．康国庆报导采用扩穴连带的抚育方式其综合效益达63 462元.hm-2，比块状抚育高491元.hm-2，但块状抚育的经济生态效益高于前者［35］．
1.5 杉木混交林研究
为克服地力衰退、改善杉木纯林的不良生态效果．80年代以来普遍提倡营造杉木混交林，其研究成果和报导文献数量较多，内容包括混交树种、混交方式、混交的效应等；混交树种包括柳杉、松类、阔叶树及毛竹等计33个树种80余种混交组合，多数混交林具有促进生长和改善地力作用．梁宏温等报导广西西朵林场杉阔混交林30 a时蓄积量比杉木纯林高21 %．杉木毛竹混交林20 a时比纯林高1.42倍．与黄山松混交15 a时增产21 %～70 %．与柳杉混交16 a时比纯林增产15 %～36 %．造林方式有在更新时按一定组成配比栽植，有的在杉木迹地上保留萌芽混种阔叶树，有的在阔叶林迹地上栽杉保阔等，有的在次生灌木林地上挖穴栽杉保阔等，都有一定效果［36～40］．马祥庆报导杉木拟赤扬混交林的层次明显，能充分利用生态位、增加叶面积指数，7年生时，叶面积叶净同化率分别是杉木纯林的1.04、1.16倍［41］．方奇报导杉松混交林的辐射能利用率大，生产力比纯林高38 %［42］．汪思龙及吴擢溪分别报导了杉木火力楠混交林下凋落物数量大、分解迅速，促进生物循环，提高养分归还比，提高林分生产力［43～44］．廖利平认为杉木火力楠混交林细根周转率加快，具有比纯林更好的生态协调性［45］．郑郁善、王理平等分别报导了杉木拟赤扬、杉木桤木、杉木观光木的混交林改善了土壤结构、孔隙度和通气度指标值提高，土壤有机质和养分含量也明显提高；土壤团聚体、水稳性团聚体均高于杉纯林；过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶等活性均高于纯林，因而有利于有机质转化和土壤培肥［46～48］．马祥庆、洪长福等报导杉木拟赤扬、杉木米老排等混交林的持水量顺序是：行间混交>带状混交>株间混交>杉木纯林;林分不同层次的持水量顺序是土壤层>林冠层>灌木层>凋落物层>草本层．几种混交模式中以杉木米老排混交林涵水功能最强，总持水量为2 918 t.hm-2，并具有较大的初渗值和终渗值［49～50］．李振问报导杉木火力楠混交林内的均温、地被含水量、林分贮水量分别比纯林高3 %、76.8 %、46.8 %，易燃可燃物数量和能量占林分总生物量和潜在能量的比率分别比纯林小8.5 %和3.9 %［51］．
1.6 杉木造林密度
密度是决定林分结构的重要因子，是提高人工林生产力的关键措施，也是杉木研究热点之一．过去群众传统经验是稀植不间伐、初植密度接近于主伐密度．50年代期间片面接受外国经验盲目提倡密植，70年代起，从实践经验教训中，初步找到适当的造林密度，探索了密度效应及与密度相关的间伐指标．80年代随着研究的深入开始出现数量化的林分密控图表，90年代起，把林分密度和定向培育联系起来，分别不同立地、培育目标及经济收益制定出优化密度模型，使我国杉木密度管理接近于国外先进行列．
杉木造林密度的效应随着试验地域扩大和试验林分年龄的增长，对其规律的认识也逐步深化而丰富．
密度对胸径生长的影响，差异明显；规律相对稳定，即胸径随密度增加而减少，高密度的林分，胸径速生期提早结束．密度与胸径生长的关系主要是通过冠幅的影响而发生的．密度对树高生长的影响比较复杂，多数试验结果表明，密度与树高关系不密切，有的试验认为对优势高影响不显著，对平均高的影响有随密度的增加而下降的趋势［52～58］．有些试验认为密度对树高影响和密度级的差距范围有关，每公顷超过3 000株时，高生长将受到抑制，即平均高受影响．在较差的立地试验结果也有类似倾向［58］．
密度对材积生物量及材性的影响，单株材积随密度增加而减少，单位面积蓄积量，一般早期是随密度增加而提高，随着林龄的增长，各密度间的差异逐渐缩小，14～15 a前后稳定在一定水平上，立地愈好，这个阶段愈早到来，到了成年阶段，各种密度的蓄积量趋于接近(即差异不显著)．有的报导认为成年时以稀植的蓄积量稍高，如南京林业大学（1989）在福建洋口林场总结了1957年营造的7种不同密度试验林表明，单位面积木材总蓄积量，初期随密度增加而增加，以后差距逐渐缩小，最终各密度间林分基本相近，总生物量也基本趋于一致［52］．福建林学院杉木研究所在三明莘口教学林场5种密度的29年生试验林证明，不同密度的总生物量、生产力差异不显著，均在190～200 t.hm-2之间［53］．各种密度现存枯枝落叶量随密度增加而增加，而林下植被及其生物量则相反．林地土壤自然含水量、最大持水量和毛管持水量基本上以2 805、3 705株.hm-2较大．土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度均随密度增加而加大，土壤有机质、全N、全P、水解N和速效P含量均随密度增加而下降，说明过高的造林密度不会带来更高的产量和经济效益，且对地力维护也不利［56］．密度影响冠幅的扩展、自然整枝程度及干形的完满度，从而对木材材质产生影响．密度对管胞长度及径腔无明显影响，但管胞宽度、双壁厚度和壁腔比有随密度增加而下降的趋势，长宽比和柔性系数有随密度的增加而增加的趋势．密度影响木材力学性质，年轮宽度随密度增加而变窄，晚材率多随密度增加而下降．木材密度、抗弯强度、顺纹抗弯度和冲击韧性均随密度增加而增强，弦向干缩系数则随密度增加而下降，综合分析认为适当的密度范围内，密度较大的林分，材性较好［57］．
2 杉木林经营、经理研究
2.1 密度管理
我国林分密度管理研究起步较晚，莱涅克（Rienele L.H）1930年提出林分密度竞争效应幂乘式．N=KD-a以来，林分密度研究进入了数量化阶段，并广泛应用于林分密度管理．1980年周本琳等根据林分密度效应幂乘式按地位级编制了杉木林分密度管理图．刘景芳等编制了杉木实生林和插条林的林分密度管理图，1983年福建林学院编制了闽北杉木林分密度控制图，随后林思祖应用半峰宽公式计算合理经营密度，赵丙华按不同龄级研究经营密度与产量形质关系制定出杉木适宜密度指标，陈辉应用Conb-Donglas生产函数建立杉木密度效应模型以克服其他密度模型的缺陷，刘勇平研究了浙江开化的杉木林冠最大可重叠系数、基本经营密度和饱和密度，然后推导出适宜的经营密度．陈廉杰提出速生丰产林合理经营密度确定应考虑自然密度、最佳生态密度、林分产量密度和最佳产值密度，最后确定经济和生态密度．童书振等根据杉木多点密度试验、间伐试验和经营数表，编制了优化密度控制图［57～59］．林分密度管理图和经营密度表都是利用密度效应规律和理论研制的，本质上都是指导森林经营和确定合理经营密度．但林分密度管理图难以兼顾经营目的和立地条件，而经营密度表虽可以按立地级和经营目标来实施定向培育．但也未能全局解决杉木人工林的优化密度控制，因而都有一定局限性．徐德应、刘景芳等根据全国杉木造林试验和抚育间伐试验结果，参照已有全国杉木人工林经营数表，分别不同地带的不同地位指数编制成《杉木人工林优化密度控制模型》，包括初植密度、间伐开始期、间伐强度、次数、保留密度、主伐年龄和培育目标，求得它们的最优组合，以使最终的收益净现值或内部收益率为最大［59］．这是当前具有较强的代表性和科学性的一种经营数表．对生产实践有重要指导意义和实用价值．
2.2 间伐技术研究
杉木林间伐研究在70～80年代已有阶段性成果并在生产中推广应用，制订了抚育间伐技术规程，随研究的深入特别是注意到维护地力和保持长期生产力，过去的一些指标已难以适应．近期研究的内容涉及间伐与林下植被生物量的影响（熊有强，1995；方海波，1998）［60～61］，不同间伐强度和方法对杉木生长和产量的影响等，认为机械疏伐法的生产量、蓄积量最高，效果最好，林分结构也较合理，下层疏伐法其次，综合疏伐和上层疏伐效果最差［62～63］．邓仕坚等进行杉木火力楠混交林的间伐强度研究认为当幼林进入完全郁闭即应首次间伐，过4 a进行第二次间伐并定株，每公顷保留1 600～2 000株为宜［64］．汪传佳研制了计算机抚育间伐程序，可获得间伐强度、间伐木平均胸径和树高、间伐株数和蓄积的数据［65］，盛炜彤主持的《杉木建筑材优化栽培模式研究》通过200个模式模拟结果，认为不同立地指数、不同初植密度的最优间伐模式是不同的，间伐次数随初植密度增大而增多，间伐时间随密度增加而提前，间伐强度以中等的为好．总的趋势是：低密度种植，少次数间伐．如初植密度为1 111株.hm-2和1 667株.hm-2，间伐次数1～2次．初植密度为3 000株.hm-2，间伐2～3次是技术和经济指标都较高的方案［66］．
2.3 栽培模式研究
过去对造林技术研究，多是分别不同环节，如整地、抚育、密度等单独进行，70年代以来，根据系统学原理，有人提出应把人工林营造过程的各个环节组装起来，形成配套的造林技术系列，以提高造林成效．随后有栽培类型、栽培模式的出现以及造林技术系列化的提出．鉴于过去杉木造林存在的问题如培育目标不明确，技术措施一般化、类同化，有的在个别措施上盲目追求高标准（如整地规格、幼林地土壤管理强度等）以致造成人为干扰过度，不仅浪费人力、物力且引起不良生态效果.国家“八五”科技攻关杉木专题在“七五”“杉木人工林集约栽培技术研究”的基础上，系统总结了杉木研究成果，以建筑材为培育目标，对杉木人工林栽培技术和经济指标认真作了评价分析，提出了《杉木建筑材优化栽培模式研究》的重要研究成果，包括：不同产区主要立地类型；杉木林分生长与结构模型；不同产区不同密度生长效应及密度管理技术；土壤管理（整地、施肥抚育）与林木生长关系；实生与萌芽更新林分生长与经济效益评价；栽培经济效果分析与评价及杉木林分经营模型系统等．并分别在浙赣山地、南岭山地、武夷山地和雪峰山区的14、16、18、20 4个地位指数级，确定了32个优化栽培模式，内容包括：培育目标、造林密度、整地方式、抚育次数、间伐年龄与强度、保留密度、主伐年龄、出材量及内部收益率等．研究成果反映了我国现代杉木培育技术研究的新成就和新水平，对生产实践有重要指导意义［66～67］！
2.4 杉木林主伐年龄
确定主伐年龄的基础是成熟期，一般包括数量、工艺和经济成熟．过去似乎较重数量和工艺成熟，少注意经济效果，生产上在造林时多不分立地和培育目标，主观随意性较大，近年根据市场经济发展需要，研究工作中重视经济因素的导入，并综合或兼顾了各种成熟龄来确定主伐年龄．盛炜彤、张志云等以Richard生长模型建立以地位指数和年龄为自变量的参数多型生长模型，根据生长与收获兼容性原理求得数量成熟龄，借Weibull分布函数建立林分结构模型．按材种标准确定工艺成熟龄，用净现值最大确定经济成熟林．以工艺成熟为基限，重点考虑经济成熟，兼顾数量成熟设计出2种可供选择的主伐模式［68～69］．张钦相等依据杉木林地期望值、净现值和林地收益等经济指标，分别不同立地条件下拟定杉木的经济成熟龄．其成熟龄随生产成本或利率的降低而提高．结合工艺成熟分别地位指数级定出杉木主伐年龄［70］．宋永庆认为通过市场调节和经济补贴解决培育大径材的矛盾，以经济成熟为基础确定的主伐年龄比规定的采伐年龄早，在经济上合算，但材质稍差［71］．何宗明等报导不同栽培模式杉木人工林成熟的规律，不同立地、不同密度、数量成熟随密度增加而提前；初植密度相同，地位指数增加，数量成熟龄提前．经济成熟龄随地位指数增加而提前；地位指数相同的条件下，初植1 500株.hm-2的经济效益最好，4 500株.hm-2的最差［72］．“杉木建筑材优化栽培模式”专题组，根据常见栽培模式林分生产力的分析，分别立地、培育目标计算各产区各主要立地的数量、经济和工艺成熟龄，在能达到培育目标的前提下，以工艺成熟为下限，经济成熟为上限确定轮伐期［73～74］，此项研究成果考虑问题比较全面，不同培育目标的伐期有所提前，但对生态效益及养分利用效率未加考虑．马祥庆根据杉木林对营养元素的利用率随年龄的增长而提高的规律：伐期越短，采伐每单位干物质所带走的养分愈多，地力消耗越严重，认为过去只考虑经济、数量和工艺成熟不够全面，应考虑到轮伐期对地力维护的影响，故应适当延长轮伐期，并称之为“生态轮伐期”［75］．李晓储、陈志敏等分别对杉木边缘产区条件，拟出在加强经营措施情况下缩短轮伐期，兼顾木材力学性能，苏南轮伐期为12 a，浙江奉化纸山定为14 a，经济效益较好［76～77］．
2.5 采伐与更新
杉木过去多采用小面积皆伐,迹地经过炼山然后重新用实生苗或插条造林，或采用萌芽更新．近年来，各地从生态和经济效益及维护生物多样性角度，较多注重萌芽更新或用其他树种替代更新．特别是萌芽更新的有关机理和更新技术报导较多．前面已提到叶镜中等在杉木休眠芽生物学方面的研究成果为萌芽更新提供了理论基础和技术指导．李晓储在苏南试验，利用杉木萌芽更新初期速生优势发掘短伐期小径材的潜力，在山坡下部：萌芽林密度2 250～2 400株.hm-2，9 a时蓄积达118～125 m3.hm-2，在坡中部密度2 400～3 000株.hm-2，9～15 a蓄积达117～139 m3.hm-2［78］．南京林业大学生态教研组在江苏宜兴林场的杉木实生与萌芽更新研究表明，杉木萌芽林在15 a以前，胸径和高生长量与实生相近，树干圆满度相近，萌芽更新造林费用仅为实生林的1/2［79］．黄海仲等报导广西南丹山口林场杉木迹地上用秃杉和柳杉造林，14 a时立木材积比杉木分别高178 %和327 %［80］．余孝平报导大别山区杉木迹地进行杉木与枫香、檫树、喜树混交造林，其中与枫香混交效果最好，成林时木材产量比纯林高2.9倍,经济效益以杉檫效果最好［81］．陈子林报导黄檀林场在杉木迹地上种植日本花柏和杉木萌芽更新的幼树共长，5 a林分平均高达254 cm，各项生长指标均优于杉木萌芽纯林［82］．姜育龙报导皖南杉木迹地栽植檫树、光皮桦、桤木形成杉阔混交林，均生长良好［83］．周一刚报导了江西杉木萌芽幼林内套种枫香、桤木取得成功［84］．方建平报导杉木采伐时实行挖桩技术，木材材积可增加7.89 %,每采伐1 m3木材可得176 kg伐根，投入产出比1∶7.2［85］．周新年报导了杉木主伐考虑生态因子影响的伐区作业，提出伐区适宜的作业面积、南方集体林区采伐方式、兼顾生态的木材生产工艺流程、采伐迹地清理方式和更新树种的优选方案［86～87］.周新年还报导了由于杉木间伐是培育有活力、健壮的人工林所不可缺少的重要作业，应用架空索道集运材，如何提高单车载量，可在伐区中的采伐顺序、凑载方法上想办法，来提高集运材的劳动生产率的有效途径［88］.
2.6 经理计测研究
杉木林经理计测研究成果甚多,体现对杉木林经营管理的重视．计算机林分动态模拟模型作为森林经营的辅助工具，并探索在经营模型系统中开发应用，取得了明显进展．但模型系统总体结构和功能还欠完善．张守攻、盛炜彤等研究的“杉木工业用材林经营模型系统”，采取开放式主体结构，用户可在系统不同层次，完成模型调试和系统运行状态的监控，性能可靠，可完成营林方案及各种技术措施的生长效益和动态经济分析，并具有林分优化经营功能［89］．洪伟等研究杉木人工林经营过程的最优控制，利用该系统只要输入立地指数即可对杉木林在该立地条件下的最佳初植密度、间伐次数、时间、强度及主伐年龄等进行最优决策，还可对林分进行生长预测．他还通过计算机辅助经营系统反馈在最优密度下的间伐时间和强度，对其进行经济分析，从而指导杉木林的经营活动［90～91］．余济云采用Lungrist生长模型模拟湖南杉木生长，划分生长类型并设计出4个经营类型，然后按模式经营杉木人工林［92］．林思祖等研制了杉木人工林经营质量选控图，能反映林分经营后的树高、胸径和材积的效应及发展趋势［93］．潘辉、真边昭在福建杉木人工林多形地位指数曲线和密管图基础上，解析了系统收获表的基本构成和功能，编制出人工林系统收获表，适用于优化经营管理和生长预测［94］．惠刚盈等用Logistic方程建立参数回归模型，预估林分直径分布，合格率达88 %［95］．吴承祯等应用遗传算法拟合Weibull模型参数、研究闽北杉木直径分布规律，认为是一种有效的优化方法［96］．惠刚盈用Sloboda树高生长方程拟合杉木人工林优势高生长过程建立多形指数曲线模型［97］．江希钿用均匀设计法在建立优势高预估模型中应用［98］．余光辉报导了Kalman滤波在杉木生长预估模型中的应用［99］．惠刚盈将优势高引入相关模型建立收获模型系统，检验表明：系统能及时提供人工林生长和收获信息［100］．赵德海也报导了杉木人工林收获模型的研究［101］．何宗明等对杉木全林整体模型进行改进，建立福建一般产区杉木自然生长模型，比原模型有更高精度［102］．惠刚盈、盛炜彤等研究以产地为龙头，立地、造林密度、林龄及间伐等依次引入模型系统；林分平均直径为模拟对象，优势木高体现立地效应及年生长变化……从而完成林分生长与收获动态模拟，建立了生长与收获模型系统．精度在90 %以上，且不存在系统误差［103］．从总的看研究成果较多在林分级模型上，对于单木模型、混交林模型和机理性模型研究较少．
杉木计测数表的研究成果包括地位指数表、生长过程表、材积表、出材率表、标准表、收获表、林价序列表以及立地质量树种代换等．吴仲伦主持编制的“全国（分带）杉木地位指数表”具有较好代表性和科学性［104］．各地区结合当地实际，用不同方法编制地位指数表；蒋建屏等编制天目山西部杉木多型地位指数表［105］．沈湘林应用生长函数编制杉木地位指数表［106］．王笃治等比较单形、多形地位指数的编制方法，认为多形预估值误差率较低［107］．刘景芳、童书振利用南方14省（区）杉木林4 465块样地，分杉木的带、区和指数级编制出5个组的杉木人工林生长过程表；对各带区的经营、间伐和主伐年龄提出建议［108］．施本俊编制了广西高峰林场的杉木林生长过程表［109］．李朝栋对江西杉木人工林二元立木材积适用性进行了研究［110］．刘金福及刘君然等分别研究了杉木林可变度收获表和密度标准表的编制方法［111～112］．刘景芳编制了杉木原条出材率和全国杉木人工林间伐表，按不同指数级分别南、中、北带编制并介绍间伐表的使用方法［113～114］．骆期邦等编制了杉木、马尾松等树种可代换的立地质量评价表，并进而将地位指数转化为标准蓄积量，为营林工作带来方便［115］．
2.7 杉木施肥
杉木施肥引起重视,报导较多，幼林施肥占施肥文献量一半，成林其次．内容涉及肥料种类、配比、施肥效应及其与相关因子（立地、年龄、季节）的关系及营养诊断、施肥模型等．范少辉、钟安良等多篇文献系统报导了N、P、K肥对杉苗生长效应，最佳配比及杉苗的营养诊断［116～117］．姜培坤等研究施肥对杉苗生理影响，认为N、P、K混施可提高苗叶叶绿素含量，降低苗木根际土的pH，提高根微量元素Fe、Zn、Mn、Cu的有效性［118］．肖祥希报导P、N对不同家系杉苗生长影响，不同家系对P反应敏感，对N素要求差异较大，据此比较了不同家系的生长潜力［119～120］．李贻铨主持的杉木林施肥研究较系统地报导了杉木幼龄、中龄及成熟林的施肥效应并出版了杉木施肥专集．其主要结果是：
幼龄林，在黄红壤区施用N肥效应不明显，山坡不同部位，土壤P含量不同，下部高于中上部，土壤P/K比较大，施P、K肥能明显促进生长，中上部，施P肥效果明显，施K肥不明显，隔年施P效果比每年施P好，P肥对幼林树高、胸径和单株材积有明显促进作用，K肥对胸径、材积有一定促进，但对树高效应不明显．幼林施肥促使林地提早郁闭改善林分结构，降低林分分化程度．造林后连续5a施钙磷和氯化钾（50∶10），肥效增益可持续到10 a以后．
中龄林：10～12 a林分3 a试验表明，N肥效果显著，P肥也有效应，K肥效应有限．效应主要反应在蓄积与胸径增长，树高不明显．优化施肥方案：按产出比分高、中、低提出，其中每公顷施尿素263 kg，钙镁磷503 kg，蓄积生长量增加48 %．施肥应在间伐后进行．
近熟林，施N或K肥均能明显促进生长，单施P效果低，N、P配合施效果最好，N肥1次施用量150～225 kg.hm-2，或尿素22～33 kg.hm-2，较为适宜．或每公顷225 kg N和75～150 kg K2O（每亩施尿素33 kg和氯化钾9～18 kg）；投入产出比可达1∶7～1∶8，近熟林施肥当年效果不明显，第3年后才明显表现出来，认为：施肥方案最佳配比不单考虑生长效应，还应综合分析投入与产出比，提出了6种可比方案［121～123］．俞元春研究杉木幼林P肥的利用效率表明：沟施磷酸氢二铵利用率最高12.45 %,次为过磷酸钙和钙镁磷，分别为6.8 %和5.4 %［124］．张文峤报导广西花岗岩立地上杉木幼林施肥的生长效应［125］，杜化堂报导杉木北带（河南鸡公山）施肥以N、P、K混合施用为好，单施N肥优于单施P肥［126］．吴立潮报导杉木中龄林施肥效应，认为N、P、K组合施肥中以单施N肥，内部收益率最高，N、P、K混合施用，蓄积量增加虽大，但收益率低［127］．连友钦等报导施用稀土可提高杉木幼林生长量及矿质元素的积累［128］柴修武、李贻铨等报导施肥对杉木材性的影响，表明杉木林施肥后，树高、胸径、年龄宽度、木材密度、顺纹抗压、抗弯强度均有不同程度提高，尤其施钙镁和氯化钾后，木材密度和强度提高更为明显．晚材率、管胞胞腔、化学组成、抗弯弹性模量无明显变化规律［129］．吴晓芙等报导杉木林施肥有效的立地指数区间为12～18，区间以外，施肥无必要，利用肥效方程式得到目标增量系数，建立最佳经济效益，目标增量通式，显示出施肥最佳目标增量与立地指数、单位产出价值成正相关，与不施肥时的产量、优势木平均养分浓度以及单位投入价值成负相关［130］．
2.8 农林复合经营
杉木林地间种作物历史悠久，经验丰富，近年在间作种类、模式上有很大发展，而研究的深度和广度上也更加深入．作物种类包括粮食、油料、纤维、药材和绿肥等30余种．研究内容包括间作模式、种类筛选、间作群落的生物量、经济效益、生态效益、光能利用、地上、地下部分相互关系、林地土壤的肥力变化等．杨玉盛等比较系统地研究了杉木—山苍子—农作物；杉木—油桐—仙人草等模式的生物量、土壤肥力、小气候及水文效应．指出杉木—山苍子—黄豆模式最优，综合效益最高．杉木—油桐—仙人草模式对提高光能利用和土地利用率有利，地上地下生物量分别达53.21 t.hm-2和12 t.hm-2，是对照的1.69、1.20倍,细根量是对照的1.42倍,经济效益最高［131～135］．林开敏等报导了杉木3年桐幼林的生物量结构，指出套种的幼林提早1～2 a郁闭，提高了光能和土壤的营养空间利用率，4～5 a时总生物量分别为纯林的1.26、1.61倍［135］．刘桂华等研究杉木——三桠套种模式的生态效应指出：该模式的树冠、根系均呈垂直上的成层性和水平上的镶嵌性，同化面积增大，吸收范围扩大，种群关系协调，林下小气候有利于三桠的生长，土壤肥力得到改善［136］．黄寿坡报导不同林茶栽培模式的小气候，指出杉茶间作茶园比纯茶园光强减少，气温下降，相对湿度提高6 %，茶叶质量提高［137］．梁宏温、温远光报导杉木套种西瓜对幼林生产力和林地质量的影响［138］．刘晓应鸟、汪一鸣、郭晓敏等分别报导了杉木与黄连、杉木与绞股蓝和草珊瑚，杉木与美国籽粒苋间作的生物量、经济和社会效益［139～141］．马祥庆、何智英等报导，从30种绿肥作物中，在杉木林地套种2 a后根据生物量、覆盖度及对杉木生长的影响，筛选出羽扁豆、决明豆和日本草为杉木林地适用绿肥［142］．
中国杉木90年代的研究进展，分3部分报道：Ⅰ.杉木研究的特点及有关基础研究的综述［143］；Ⅱ.杉木造林和经营的研究综述；Ⅲ.杉木病虫害及材性研究综述和今后研究方向.此文为第2部分内容.
