杉木是广东省南岭山区传统优势造林树种，但现有林分以中幼林为主，且经营模式单一、集约化程度低，与周边省份相比，杉木林分生产力与自然资源优势潜力尚未充分发挥^[21]。本研究对广东省南岭山区范围内仅存为数不多、保存完好的杉木大径材林分进行调查，以空间代替时间，基于现有样本数据挖掘大径材形成的主导生态环境因子和林分控制因子并探究其影响规律，以期为广东省杉木大径材培育和经营提供理论指导。

立地指数是指林分中在基准年龄时自由生长的优势木平均高度值，可考察林地生产某一类型林木的生产潜力，常作为指导人工林培育最直观的指标^[16]。惠刚盈等^[9]认为在材种形成过程中，无论有何种保留密度，只要立地指数过低，在目的材种的培育期限内，就无法产生需要的材种。立地指数越高，林木生长速度越快，林分内活立木间的竞争也越大，成熟时期林分内保留木的株数也相对越低，大径材出材率也相对越高^[22-23]。现有研究普遍以立地指数16、18作为培育不同杉木目标材种的划分标准^{[4, 6, 9, 24-25]}。在南岭山区，杉木大径材成材各相关指标也是随立地指数的增加均呈显著增加的趋势(P<0.01)，在立地指数16~22范围内，相邻立地指数的大径材蓄积量和大径材出材量增幅为30%左右，立地指数18的林地生产大径材株数比立地指数16的提高近100%，大径材出材率超过40%。可见，立地指数是南岭山区杉木大径材材种形成的重要限制因子，立地指数18及以上适宜培育杉木大径材。

土壤肥力是土壤的本质属性，对林木的长势和品质有直接影响^[26-27]。土壤肥力评价能够揭示土壤利用与功能有关的土壤内在属性之间的异同，科学地确定森林土壤肥力指标并进行评价，对立地生产力和多目标森林经营的研究也具有重要价值^[28]。本研究采用土壤综合肥力指数作为土壤整体响应特征考察不同土壤对杉木大径材生长的影响。研究发现，大径材成材各相关指标随土壤综合肥力指数的增加均呈增加的趋势，与大径材蓄积量、大径材出材量、大径材株数比例等指标的相关性达显著水平(P<0.05)。据主成分分析结果，土壤综合肥力指数的权重贡献率较大的是土壤物理性质、土壤N含量和有机质含量。土壤物理性质密切影响根系的生长、最大扎根深度和水分的有效吸收^[28]，是与南岭山区杉木大径材的形成紧密相关的土壤指标，在进行杉木大径材经营时，应首先选择土壤孔隙度和持水量较高的立地。土壤有机质在提供林木生长所需要养分的同时，能有效改良土壤结构，使土壤变得疏松，促进土壤形成水稳性团聚体，增加土壤持水和保肥能力，有利于根系的生长、土壤微生物和土壤动物活动^[29-30]；土壤全氮和水解氮绝大部分是以有机态的形式积累和贮存在土壤有机质中，与土壤有机质相关性更密切，相关系数分别为9.07和0.87^[31]，因此，土壤有机质是与杉木大径材成材密切相关的又一重要土壤指标。

坡向、坡位、坡度、坡形等是形成林地微地形的主要因素，南岭山区杉木大径材成材各相关指标随着微地形指数的增加，均呈显著增加的趋势(P<0.01)。不同坡向、坡位、坡度、坡形等微地形要素会形成不同的山区小气候，东北坡向等阴坡接受太阳直接辐射较少，主要以地面散射为主，日温差较小、林分相对湿度高^[32]；坡位和坡度对水土流失和集聚都有影响，坡形则与风速和蒸腾强度有关^[32]，都直接影响到土层的厚度和含水量，故微地形指数最大的东北坡向、下坡位、坡度低于35°凹坡的土层较深厚，排水良好，所形成的小气候最有利于净光合产物长期积累。杉木是亚热带树种，温暖湿润、多雾静风的气候环境以及深厚、排水良好的土壤条件有利于杉木生长，而水湿条件对杉木径向生长的影响非常大，因此杉木大径材的形成对小气候的要求十分严格。南岭山区属于杉木产区分区中产力水平最高的中带东区^[16]，气候温暖而不炎热，太阳辐射和水湿条件等微地形因素对杉木大径材形成是比温度更重要的限制因子。

林分密度是通过影响林分直径结构进而影响林分材种结构的^[33-34]，保持合理的林分密度也是杉木大径材培育的关键。林分密度与林分直径呈负相关关系已达成共识^[35]，关于如何对林分密度进行合理的调控，从而获得较高大径材出材量和出材率，并平衡单位面积整体木材产量，已有很多学者对此展开了广泛的研究。佟金权^[24]、刘春燕等^[36]认为保留密度为1200~1300 株·hm⁻²时，林分整体胸径最大，较为适合杉木大径材的培育；惠刚盈等^[9]、涂育合等^[4]根据不同立地指数提出了不同的保留密度范围，认为立地指数16~18、保留密度1050~1350株·hm⁻²时适宜培育中大径材，立地指数越大保留密度应越低。本研究发现，大径材蓄积量和大径材出材量均随保留密度的增加呈先缓慢上升后缓慢下降的平缓二次项曲线趋势，相关性达显著水平(P<0.01)；大径材株数比例和大径材出材率随保留密度的增加，先平缓下降，然后下降幅度逐渐增大，但相关性不显著。南岭山区18以上立地指数，保留密度在1100~1300株·hm⁻²范围内时，大径材成材各指标均达到较大值区间。

本研究以Schumacher收获模型为基础，构建杉木大径材出材量(O_l)预测模型：O_l= \begin{document}${{\rm{e}}^{{\rm{5}}{\rm{.781 + 0}}{\rm{.004SI + 5}}{\rm{.004}}{A^{{\rm{ - 1}}}}{\rm{ + 0}}{\rm{.261}}\ln D{\rm{ - 45}}{\rm{.151S}}{{\rm{I}}^{{\rm{ - 1}}}}}}$\end{document}(R=0.62，P<0.01)，可利用该模型初步预测评估南岭山区20~30年生杉木林分的大径材收获量，据此指导南岭山区杉木大径材培育和经营。