中国人工林面积居世界第一，但森林质量仍较低，单位面积蓄积量不到林业发达国家1/2，木材对外依存度逾50%，林产品附加值仅为发达国家1/3，资源总量与质量远满足不了人民日益增长的对林产品和生态产品的需求。其中大径级用材结构性短缺已成为制约我国林业高质量发展的瓶颈性问题，国家速丰林、储备林基地建设、森林质量提升及长期生产力维护等多目标需求亟需长周期大径级用材林的高质量培育。深入探讨大径材林生长发育规律及其成材机制是解决这一问题的重要理论与技术途径。由于我国人工林生长定位观测起步晚，而大径材形成周期较长的原因，已有研究存在试验周期短、考虑因子较为单一、立地级未区分或数量少且多采用临时样地调查数据等缺陷，致使大径材成材机理一直未能得到可靠解释。
我所人工林定向培育研究团队针对我国人工乔木林面积与蓄积均居第一的杉木人工林的材种形成机制问题，基于福建邵武40余年杉木长期定位观测试验林数据，从立地控制、密度控制及轮伐期控制等关键技术入手，系统解析了一个轮伐期杉木人工林立地、密度、林龄与材种形成的关系规律。
研究结果表明：（1）立地质量对大径材成材具有决定作用。在相同初植密度下，规格材总出材、大径材出材量和出材率随立地指数级增大而增大；随立地指数增大，中、小径材也更早达到出材量峰值和出材率峰值；立地对大径材成材的影响程度明显受到初植密度的作用，低密度更有利于立地作用的发挥。（2）12-16指数级立地，大径材出现林龄较晚，初植密度对大径材出材量和出材率影响较小，而更显著作用于中径材出材量；20-22指数级立地，初植密度作用显著，初植密度越小，大径材形成时间及大径材快速增长启动林龄愈早，主伐林龄越小，且立地质量越好，低密度对大径材生长的促进作用越强，高密度对大径材出材量产生严重制约作用；同时，密度越低，中径材出材量峰值出现越早且更早更快地向大径材转变。（3）初植密度和立地指数及其交互作用对杉木大、中径材出材量的影响在该材种形成后的前一阶段达显著水平；立地指数对大径材、中径材形成的显著作用效应较初植密度持续时间更长。研究结果为杉木人工林目标材种全周期优化定向培育技术模式的构建提供了坚实理论与技术支撑。
相关论文以“Long-term effects of planting density and site quality on timber assortment structure based on a 41-year plantation trial of Chinese fir”为题发表在Trees, Forests and People上。我所博士研究生李晓燕为论文第一作者，段爱国研究员、张建国研究员指导研究工作。该研究得到了“十四五”国家重点研发计划“揭榜挂帅”项目“杉木用材林定向培育技术研究（2021YFD2201301）”的资助。（李晓燕/林业所）
图1: 41年生不同立地指数下杉木林分规格材种出材量的密度控制动态效应
图2: 41年生不同立地指数下杉木林分规格材种出材率的密度控制动态效应
表1 杉木不同规格材种形成关键节点的初植密度与立地指数效应方差分析结果