林木分化特指在森林群落发育中,同一树种同龄个体间产生的形态与生理性状的系统性差异。其典型特征包括:
树高变异系数可达25%-35%,冠幅差异率普遍超过40%[1]
胸径离散度随林龄增长而扩大[1]
光响应曲线斜率差异显著,优势木光合效率较受压木高
这种差异性在纯林中表现尤为明显,混交林因树种生态位分化会削弱种内竞争强度[1] 。
速生阳性树种(如杨树、杉木)较耐荫树种(如云杉)分化进程更早且剧烈。例如杉木人工林在栽植后第3年即出现明显分层,而红松林通常在第8-10年才开始显著分化。林木分化是在森林生长发育过程中,同一树种邻近的相同年龄植株所体现的个体大小和生活力强弱差异现象[1] 。
肥沃土壤会加速个体竞争,干旱贫瘠环境反而抑制分化。实验数据显示,Ⅰ类立地油松林的胸径变异系数达32.5%,而Ⅳ类立地仅19.8%[1] 。
初始造林密度每增加100株/公顷,分化发生时间提前0.8-1.2年。高密度(3000株/公顷)马尾松林在造林第5年即出现自然稀疏,较常规密度林分提早3年。
林木分化本质是对有限环境资源的再分配过程。通过竞争淘汰部分个体,使留存木获得充足生长空间。但这种自然稀疏形成的密度(称为环境容纳密度)并非最优经营密度,人工干预间伐可提高目标树种保存率。
现代林学研究通过激光雷达扫描发现,同一林分内优势木与受压木的叶面积指数差异可达3.2倍。分子生物学证据显示,部分树种(如桉树)的氮素转运蛋白基因表达量差异是导致养分竞争能力分化的遗传基础[1] 。
林木分化的图片