1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验地位于广西壮族自治区国有博白林场（21°39′—22°30′ N，109°38′—110°17′ E），林地地貌以丘陵为主，有少量的低山和平原。该地属北热带向南亚热带过渡季风性气候区，雨热丰富，年均气温21.9 ℃，年均降水量1 756.2 mm，年均日照时数1 778.3 h。成土母岩主要是砂岩，土壤主要是赤红壤[6]。
1.2 试验设计
采用单因素随机区组设计，设置6个造林密度处理，分别为825、990、1 155、1 333、1 560和1 667株/hm²，每个处理设置3个重复小区。供试苗木为同一批次培育的黑木相思无性系苗，苗高22 cm以上，地径0.7 cm以上，生长健壮且无病虫害。造林时间为2020年4月，采用穴状整地，穴规格为40 cm×40 cm×30 cm，每穴施入有机肥（有机质含量≥45%）作为基肥。苗木定植一般在4月底前完成，雨后定植坑湿透即可定植[7]。
1.3 测定指标及方法
在造林后每年12月测量树高（H）与胸径（D），采用测高仪测量树高，精确至0.1 m；使用胸径尺测量胸径（离地1.3 m处），精确至0.1 cm。每小区固定标记20株标准木进行测量，计算平均值。
V（m3）=0.667 054×10-4×D 1.847 954 50×H 0.966 575 09
蓄积量（m3）=平均单株立木材积×株数
单位面积材积（m3/hm²）=V×造林密度
1.4 数据分析
采用SPSS 24.0统计软件进行数据分析，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）比较不同密度处理间的差异，多重比较采用LSD法。
2 结果与分析
2.1 不同造林密度对树高生长的影响
由表1可知，在2年生幼林阶段，其中1 560株/hm²密度下树高均值达6.55 m，较825株/hm²处理提升10.83%，差异具有统计学意义（P<0.05），表明中等偏高密度通过个体间适度竞争促进了早期垂直生长；1 667株/hm²密度处理下树高为4.98 m，较1 560株/hm²下降23.97%，差异具有统计学意义（P<0.05），印证了冠层过早郁闭对光资源的竞争性抑制。
表1 不同造林密度下黑木相思人工林的树高生长动态 |
| 密度/（株/hm2） | 树高/m | |
|---|---|---|
| 2年生 | 4年生 | |
| 825 | 5.91±0.70 b | 10.74±0.08 b |
| 990 | 5.45±0.62 c | 10.93±0.11 b |
| 1 155 | 6.31±0.65 a | 11.31±0.08 a |
| 1 333 | 5.42±0.70 c | 9.81±0.11 d |
| 1 560 | 6.55±0.10 a | 10.66±0.07 bc |
| 1 667 | 4.98±0.73 d | 10.46±0.13 c |
|
在4年生幼林阶段，1 155株/hm²密度处理下树高最高（11.31 m），较2年生阶段增长79.24%，且高于4年生阶段1 560株/hm²密度（10.66 m）与1 667株/hm²密度（10.46 m）的树高。990、825株/hm²密度下树高分别为10.93和10.74 m，二者差异无统计学意义（P>0.05），说明当密度低于1 155株/hm²时，单株光资源获取已非生长限制因子。综合表明，随着林龄增长，低密度（≤1 155株/hm²）林分可通过弱化植株间空间竞争，持续释放林木生长潜力；而高密度林分受长期光照胁迫，树木生长速率放缓。
2.2 不同造林密度对胸径生长的影响
林木胸径生长与林分密度整体呈现典型的单峰响应规律。由表2可知，2年生时，1 560株/hm²密度下胸径达8.14 cm，较825株/hm²密度提升8.39%，差异具有统计学意义（P<0.05），表明中等密度通过激发个体竞争潜力促进了早期径向生长；1 667株/hm²密度胸径为5.64 cm，较1 560株/hm²密度下降30.71%，差异具有统计学意义（P<0.05），反映出高密度下根系养分竞争与地上部光竞争的协同抑制效应。
表2 不同造林密度下黑木相思人工林的胸径生长动态 |
| 密度/（株/hm2） | 胸径/cm | |
|---|---|---|
| 2年生 | 4年生 | |
| 825 | 7.51±0.19 b | 12.21±0.17 b |
| 990 | 6.49±0.11 c | 12.56±0.15 ab |
| 1 155 | 7.17±0.12 b | 12.88±0.21 a |
| 1 333 | 6.41±0.15 c | 12.68±0.19 ab |
| 1 560 | 8.14±0.02 a | 12.09±0.21 b |
| 1 667 | 5.64±0.14 d | 11.05±0.21 c |
4年生时，1 155株/hm²密度下的胸径最大（12.88 cm），较2年生阶段增长79.64%，且高于1 667株/hm²（11.05 cm）密度的胸径，差异具有统计学意义（P<0.05）。1 333株/hm²密度下胸径（12.68 cm）与1 155株/hm²密度下胸径差异无统计学意义（P>0.05），提示该密度在中期仍能维持生长潜力，但长期可能因竞争加剧出现衰退风险。
2.3 不同造林密度对材积的影响
由表3可知，1 560株/hm²密度下，2年生单株材积达0.020 m3，明显高于其他密度处理，差异具有统计学意义（P<0.05）；1 155株/hm²密度下，4年生单株材积达0.053 m3，较1 667株/hm²密度上升29.27%。由图1可知，群体水平上，4年生时，1 333株/hm²密度下林木单位面积材积达67.39 m3/hm²，较825株/hm²密度处理提升45.46%。1 560株/hm²密度下单位面积材积（66.46 m3/hm²）与1 333株/hm²密度处理差异无统计学意义（P>0.05），但单株材积明显降低，表明高密度下“株数补偿效应”主导群体生产力。此外，1 667株/hm²密度下单位面积材积（64.91 m3/hm²）较1 333株/hm²密度处理下降3.68%，说明密度超过1 333株/hm²后，株数增加已无法抵消单株衰退损失，群体生产力进入边际递减阶段。
表3 不同造林密度下黑木相思人工林的单株材积 |
| 密度/（株/hm2） | 单株材积/m3 | |
|---|---|---|
| 2年生 | 4年生 | |
| 825 | 0.017±0.001 b | 0.048±0.002 b |
| 990 | 0.016±0.002 c | 0.051±0.005 a |
| 1 155 | 0.018±0.002 b | 0.053±0.001 a |
| 1 333 | 0.016±0.004 c | 0.050±0.004 ab |
| 1 560 | 0.020±0.001 a | 0.044±0.002 b |
| 1 667 | 0.015±0.004 d | 0.041±0.004 c |
3 结论与讨论
3.1 讨论
3.1.1 密度与资源竞争的关系
3.1.2 单株与群体生产力的平衡
单株材积与单位面积材积的矛盾关系表明，需根据经营目标选择造林密度。以培育大径材为目标时，应采用低密度（如1 155株/hm²），以保障单株有充足的生长空间，实现个体生物量的最大化积累；而以短期木材产量为目标时，可采用高密度（1 333株/hm²），利用株数补偿效应提高单位面积材积，但高密度林分在4年生时可能出现生长衰退迹象，长期维持高密度可能不利于林分稳定，如病虫害暴发概率增加、抗风能力下降等。因此，在高密度林分生长至一定阶段（如3—4年生）时进行适度疏伐，移除生长势弱的个体，优化林分结构，平衡竞争压力，有助于实现可持续经营[10]。
3.2 结论
本研究分析了不同造林密度对黑木相思人工林早期生长的影响，揭示了密度调控下资源竞争与株数补偿效应的双重作用机制。结果表明，树高生长呈现明显的阶段性密度响应。在2年生时，中等偏高密度（1 560株/hm²）通过适度竞争促进早期垂直生长，而高密度（1 667株/hm²）因冠层郁闭抑制树高增长；至4年生时，偏低密度（1 155株/hm²）因提供充足生长空间成为树高生长的最优密度，高密度下树高增长趋缓。胸径对密度的敏感性高于树高，呈“单峰”曲线变化。2年生时1 560株/hm²密度促进胸径生长，高密度抑制作用显著；4年生时1 155株/hm²密度处理下胸径生长最优，低密度环境更有利于胸径的持续增长。单株材积与单位面积材积呈现相反的密度响应趋势。4年生林分的单株材积在低密度下表现优异，而单位面积材积随密度增加持续上升，直至密度超过1 333株/hm²后进入边际递减阶段，株数补偿效应在高密度下主导单位面积材积增长，但单株生长衰退明显[8]。偏低密度（1 155株/hm²）有利于单株生长，适合以生态效益为优先目标的林分；中等密度（1 333株/hm²）可通过株数补偿最大化群体产量，需结合中期疏伐管理以避免长期竞争风险[8]。本研究仅分析了黑木相思人工林早期（2年生和4年生）的生长数据，缺乏对中、长期生长动态的监测。未来研究可延长观测周期，进一步探讨密度对林分碳汇能力、土壤理化性质、生物多样性等指标的影响，完善密度效应的多维度评价体系。此外，本研究未涉及不同立地条件下的造林密度适应性分析，后续可开展密度与立地因子的交互作用研究，为不同区域的黑木相思人工林营造提供更精准的技术指导。