随着人口急剧增长,人类经济社会发展对木材资源的大量需求和中国森林资源总量不足、质量较低、分布不均、结构失衡的矛盾日渐突出。通过密度调控促进林木生长、优化林分结构是解决此问题的重要措施。马尾松是中国南方荒山造林的先锋树种和主要用材树种,其优良家系林分生长特性优、综合效益好、应用范围广。但相关研究报道较少,因此,如何科学合理地进行马尾松优良家系人工林的经营是重要的科学问题。本文以马尾松优良家系人工林4种造林密度(2500株/hm2、3300株/hm2、4500株/hm2和6000株/hm2)连续13a跟踪调查的生长数据为基础,同时采集凋落物及土壤的理化性质数据,研究不同造林密度马尾松优良家系人工林生长特性、直径分布、干形特征、自然稀疏、经济效益、森林成熟、地力养分及水源涵养的差异,在此基础上总结马尾松优良家系人工林的培育经营模式,旨在为其定向培育技术和可持续经营研究提供理论依据。主要研究结果如下:(1)造林密度对马尾松优良家系人工林的树高和林分蓄积量的影响不显著,其与林分平均胸径和单株材积呈显著负相关关系。马尾松优良家系人工林具有优良的速生特性和高产特性。各函数及生长方程均能较好地拟合和描述生长因子与林龄的依赖关系。其中幂函数对树高生长的拟合精度最高;指数函数、幂函数和二次函数能较好地拟合胸径生长;Logistic生长方程、幂函数和指数函数对单株材积的拟合适用性较强;二次函数和幂函数对林分蓄积量演变特征的拟合优度稍高。(2)马尾松优良家系人工林的高径比、胸高形数和实验形数随造林密度减小和林龄增加而降低;合理密植能一定程度降低树干的尖削度。马尾松树干形状为孔兹干曲线式中的抛物线体。二次函数和指数函数对干形变化的拟合结果与实际状况契合度较高。(3)连年自然稀疏强度和连年枯损量测定结果表明:较高强度的自然稀疏主要集中在林分郁闭后的3-5年。总自然稀疏强度随造林密度增大而增大,造林密度高的林分自然稀疏时间较早、强度较大。Reineke’s和Yoda’s自然稀疏模型拟合精度较高,最大密度线斜率随造林密度增大分别逐渐偏离-2和逐渐趋近-3/2;2个模型均较好地反映了马尾松优良家系人工林在中龄期随造林密度增大自然稀疏加重的情况。(4)马尾松优良家系人工林直径结构分布的拟合效果为:Gamma分布=Beta分布﹥Lognormal分布﹥Normal分布﹥Weibull分布。林分直径结构的分布曲线为双峰或平顶峰;直径分布的变异系数随造林密度增大而增大;高密度林分直径分布的偏度随林龄增大而减小,低密度林分则逐渐增加且在17a后大于高密度林分。造林密度越小,林分直径分化程度越低,直径分布越集中,直径结构的数量分布率所在径阶越高,大、中径级林木数量越多。(5)马尾松优良家系人工林的总出材量、规格材出材量、木材产值和净现值均表现为:4500株/hm2﹥6000株/hm2﹥2500株/hm2﹥3300株/hm2,其数量成熟龄分别为12a、11a、13a、12a。小径材的工艺成熟龄在14-17a之间,且随造林密度增大而推迟;贴现率为6%-12%时,2500株/hm2和3300株/hm2林分净现值经济成熟龄在12-16a之间,4500株/hm2和6000株/hm2林分在12-19a之间,净现值经济成熟龄随贴现率增大而提前。综上认为,造林密度低的林分经济收获期为16a,造林密度高的林分为14a。(6)典型相关分析表明马尾松优良家系人工林生长特性与凋落物养分和土壤理化性质的相关性较强。造林密度对不同分解程度凋落物的理化指标和不同土层深度土壤的理化性质的影响不一致,但各指标的总量在不同密度林分之间均无显著差异。基于灰色关联分析的可持续经营综合评价指数表明:3300株/hm2林分的凋落物理化特性评价最高;6000株/hm2林分的林地生产力维续较好;4500株/hm2林分的生长特性评价较高。4500株/hm2林分稳定性强、可持续水平最高、林分结构平衡、土壤孔隙性状优良、具有较强缓解地表径流和防止水土流失的能力,更适宜长周期的培育经营。(7)造林密度为6000株/hm2的林分投入成本高、木材产量低,3300株/hm2林分材种结构不佳,这在生产上不宜采用。培育短周期工业用材林和小径材宜采用4500株/hm2,最终保留密度分别为2972株/hm2和1912株/hm2,采伐年龄分别为14a和17a;培育中、大径材均可采用2500株/hm2或4500株/hm2,最终保留密度分别为982株/hm2和1297株/hm2,中、大径材的轮伐期分别为24a和30a。