承德市木蘭圍場(chǎng)不同強(qiáng)度間伐對(duì)油松人工林生長(zhǎng)的影響

趙渺

（遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng)110122）

油松（Pinustabuliformis）是華北地區(qū)重要的造林樹種，在其生長(zhǎng)過程中只有進(jìn)行撫育才能取得好的經(jīng)營(yíng)效果。撫育間伐是森林經(jīng)營(yíng)過程中非常重要的經(jīng)營(yíng)措施。撫育間伐是從幼林郁閉起，至主伐前一個(gè)齡級(jí)止，在森林中重復(fù)且定期地伐除部分林木，為留存的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)、符合經(jīng)營(yíng)目的要求的林木創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，促使保留木更快、更好地生長(zhǎng)，以達(dá)到森林經(jīng)營(yíng)的最終目的，實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。撫育間伐既是培育森林的措施，又是獲得木材的手段。間伐可促進(jìn)保留木生長(zhǎng)，通過撫育間伐，增強(qiáng)保留木的生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)面積，改變林地的光照、溫度和濕度條件，改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)微生物的活動(dòng)，從而促進(jìn)保留木的快速生長(zhǎng)，縮短培育期限。未加人為干預(yù)的森林，有35%～50%的林木會(huì)因自然稀疏而枯死。這些枯死木未必都是材質(zhì)低劣的，而留存木也未必都是材質(zhì)優(yōu)良的。因此，應(yīng)實(shí)施間伐，用人工選擇來代替自然稀疏，即通過撫育間伐，調(diào)節(jié)林木組成，使其形成良好的層次結(jié)構(gòu)及各種林分結(jié)構(gòu)，以便充分利用營(yíng)養(yǎng)空間，改善林分品質(zhì)，提高林木質(zhì)量。與皆伐相比，間伐林分的自然更新效果更好，有利于森林可持續(xù)發(fā)展。

但是間伐涉及多方面的問題，如首次間伐的樹木年齡、間伐強(qiáng)度、間伐周期以及間伐后取得的效果及其如何進(jìn)行評(píng)價(jià)等都是相關(guān)的重要問題。

本試驗(yàn)通過設(shè)計(jì)間伐強(qiáng)度梯度進(jìn)行間伐后油松生長(zhǎng)情況的探索，主要通過比較其胸徑、樹高和冠幅的變化趨勢(shì)和差異，通過其數(shù)值大小進(jìn)行綜合分析，得出合理的油松人工林間伐強(qiáng)度數(shù)據(jù)，為林業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)對(duì)間伐強(qiáng)度是否應(yīng)有一定限制進(jìn)行探索

1 試驗(yàn)地概況

圍場(chǎng)是河北省承德市北部的縣級(jí)城鎮(zhèn)，位于116°32′—118°14′E，40°35′—42°40′N，處于內(nèi)蒙古高原與華北平原的過渡地區(qū)，主要分布在內(nèi)蒙古高原的延伸地帶，海拔1 000～1 500m，總面積9 131 km2。

木蘭圍場(chǎng)自然保護(hù)區(qū)坐落于華北地區(qū)著名河流—灤河的上游地區(qū)，集中分布在河北省承德市圍場(chǎng)縣的西部，總面積5萬余hm2，是以保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)和瀕危珍稀野生動(dòng)植物為主的森林生態(tài)類型自然保護(hù)區(qū)。

圍場(chǎng)處于河北特有植物三大集中分布區(qū)之一，即以霧靈山為核心的冀東北山地。另外兩個(gè)集中分布區(qū)分別是以小五臺(tái)山為中心，冀西北山地地區(qū)和太行山南段的內(nèi)丘至武安一線的低山丘陵區(qū)。

木蘭圍場(chǎng)自然保護(hù)區(qū)共有種子植物793種，隸屬90科371屬，分別占河北植物區(qū)系總數(shù)的36.9%，70.3%，52.0%。其中，裸子植物3科7屬共11種，即松科（Pinaceae）、柏科（Cupressaceae）；被子植物87科364屬共782種，雙子葉植物76科293屬653種，單子葉植物11科71屬129種，其中物種較多的科為禾本科（Gramineae）、薔薇科（Rosaceae）、菊科（Compositae）、豆科（Leguminoceae）等。該區(qū)植物大科較少而小科較多，單屬科僅有4科。在屬的組成上，小型屬及區(qū)域單種屬占核心地位，約占總屬數(shù)的88.1%，占總種數(shù)的66.4%。在生活型方面，草本植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，藤本植物最少。該區(qū)種子植物區(qū)系成分較為復(fù)雜和豐富，體現(xiàn)了典型的溫帶性質(zhì)。

圍場(chǎng)內(nèi)分布的河北特有植物：河北柳、河北烏頭、霧靈香花芥、河北巖風(fēng)、多歧沙參。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

為了確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在設(shè)置樣地時(shí)盡量保證除變量外的林分因子、地形因子和土壤條件保持一致。進(jìn)行試驗(yàn)的油松林均是樹齡為28a的油松人工純林，且其已經(jīng)經(jīng)過第一次撫育間伐，現(xiàn)在密度為1 815株·hm－2；所選調(diào)查樣地均是海拔1 220 m左右，坡度25°～35°的陽(yáng)坡山地，土壤類型均為棕色森林土。

在此次油松人工林的間伐試驗(yàn)中設(shè)置了4個(gè)間伐強(qiáng)度，在原密度為1 815株·hm－2的林分中分別進(jìn)行弱度（27.3%）Ⅰ、中度（40.5%）Ⅱ、強(qiáng)度（50.4%）Ⅲ、超強(qiáng)度（67.8%）Ⅳ間伐，并用原密度林分作為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)中設(shè)置20m×20m大小的樣地，每個(gè)間伐強(qiáng)度均設(shè)置3個(gè)樣地作為重復(fù)。下文分別以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和CK代表弱度、中度、強(qiáng)度、超強(qiáng)度間伐和對(duì)照。

在2009年進(jìn)行不同強(qiáng)度間伐試驗(yàn)（表1）。由于是中齡林，樹木按一定的株行距栽植且長(zhǎng)勢(shì)均勻，因此，沒有按照五級(jí)木劃分法對(duì)林木進(jìn)行劃分，采伐時(shí)機(jī)械選擇性疏伐的方法，而是按照間伐強(qiáng)度制定采伐計(jì)劃。在2010年7—8月進(jìn)行第一次間伐后生長(zhǎng)情況的調(diào)查。

表1 樣地概況

2.2 調(diào)查和計(jì)算方法

林分生長(zhǎng)：在樣地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，得到樹木胸徑、樹高和冠幅的數(shù)據(jù)并計(jì)算各指標(biāo)平均值，比較不同間伐強(qiáng)度情況下各指標(biāo)的差異和變化趨勢(shì)。利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并使用LSD多重比較法確定不同間伐強(qiáng)度間林分各指標(biāo)的差異。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分生長(zhǎng)的影響

3.1.1 不同間伐強(qiáng)度油松林分各指標(biāo)的差異 根據(jù)不同間伐強(qiáng)度下油松林生長(zhǎng)情況，分別對(duì)對(duì)照和四個(gè)間伐梯度油松的胸徑、樹高、南北冠幅和東西冠幅進(jìn)行平均值比較，利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行差異性分析，得到結(jié)果見表2。

由表2可以分析得出進(jìn)行間伐后油松林中胸徑、樹高、南北冠幅和東西冠幅之間均有顯著差異。

比較對(duì)照和各間伐梯度胸徑的差異。與對(duì)照相比，各間伐梯度均與其有顯著差異；弱度間伐和其他間伐梯度之間均有顯著差異；中度間伐和強(qiáng)度、超強(qiáng)度間伐之間差異均不顯著，而強(qiáng)度和超強(qiáng)度間伐之間差異顯著?？梢钥闯觯g伐后的林木胸徑均有提高，在中度間伐后各間伐梯度之間差異不明顯。

表1 不同間伐強(qiáng)度下油松林木生長(zhǎng)狀況

比較對(duì)照和各間伐梯度樹高的差異?？梢钥闯鰧?duì)照與間伐后的林分均有顯著差異，其中弱度、中度和超強(qiáng)度間伐后樹高差異不明顯，而強(qiáng)度間伐與其他相比差異明顯，且樹高減少。

南北方向平均冠幅大于東西方向冠幅。其中南北冠幅進(jìn)行縱向比較，間伐后冠幅均有生長(zhǎng)，且與對(duì)照差異顯著；除強(qiáng)度間伐外，各間伐梯度之間差異均不明顯。東西方向冠幅進(jìn)行縱向比較，弱度間伐與對(duì)照之間差異不顯著，而與其他間伐強(qiáng)度梯度之間有顯著差異；中度、強(qiáng)度和超強(qiáng)度間伐之間均無顯著差異。

3.1.2 不同間伐強(qiáng)度油松胸徑生長(zhǎng)的趨勢(shì) 通過比較不同間伐強(qiáng)度胸徑生長(zhǎng)情況（見圖1），得到隨著間伐強(qiáng)度的增強(qiáng)胸徑的生長(zhǎng)趨勢(shì)。與對(duì)照相比，各間伐強(qiáng)度情況下林分胸徑都有所提高，雖然中度、強(qiáng)度和超強(qiáng)度間伐梯度下胸徑差異不顯著，但是其弱度、中度、強(qiáng)度和超強(qiáng)度間伐分別提高7.7%，22.7%，28.9%和18.1%，說明間伐有助于林分胸徑生長(zhǎng)量的增加。胸徑的生長(zhǎng)按照弱度間伐＜中度間伐＜強(qiáng)度間伐的趨勢(shì)在逐漸上升，在超強(qiáng)度間伐情況下林分胸徑有所下降，但仍高于弱度間伐。超強(qiáng)度間伐時(shí)林分胸徑并不是最高，說明撫育間伐對(duì)胸徑生長(zhǎng)的影響并不是強(qiáng)度越大越好。

圖1 不同間伐強(qiáng)度胸徑生長(zhǎng)情況比較

3.1.3 不同間伐強(qiáng)度油松樹高生長(zhǎng)的趨勢(shì) 由圖2可以看出，不同間伐強(qiáng)度樹高生長(zhǎng)與胸徑生長(zhǎng)趨勢(shì)略有不同。與對(duì)照相比，各處理分別提高了8.9%，10.8%，4.4%和11.4%。樹高變化的總趨勢(shì)是不斷增大，但在強(qiáng)度間伐時(shí)突然變小。

圖2 不同間伐強(qiáng)度樹高生長(zhǎng)情況比較

3.1.4 不同間伐強(qiáng)度油松冠幅生長(zhǎng)的趨勢(shì) 由圖3可看出，油松的南北方向冠幅略大于東西方向，但冠幅變化趨勢(shì)一致。南北方向冠幅比對(duì)照分別增加34.8%，37.3%，53.3%和38.2%，除強(qiáng)度間伐外變化幅度不大。與對(duì)照相比，按照從弱度間伐到超強(qiáng)度間伐的次序，東西方向冠幅分別增加5.4%，13.0%，37.3%和25.4%，變化幅度比較明顯。不論南北還是東西方向冠幅均呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，與胸徑變化趨勢(shì)相似，超強(qiáng)度間伐時(shí)冠幅出現(xiàn)減小的情況。

圖3 不同間伐強(qiáng)度冠幅生長(zhǎng)情況比較

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

通過比較不同間伐強(qiáng)度時(shí)胸徑生長(zhǎng)情況，得到胸徑的生長(zhǎng)量呈現(xiàn)弱度間伐＜中度間伐＜強(qiáng)度間伐的趨勢(shì)，在超強(qiáng)度間伐情況下林分胸徑有所下降，但仍高于弱度間伐。但超強(qiáng)度間伐時(shí)林分胸徑并不是最高，說明撫育間伐對(duì)胸徑生長(zhǎng)的影響并不是強(qiáng)度越大越好。樹高變化的總趨勢(shì)是不斷增大，但在強(qiáng)度間伐時(shí)突然變小。不論南北還是東西方向冠幅均呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，與胸徑變化趨勢(shì)相似，超強(qiáng)度間伐時(shí)冠幅出現(xiàn)減小的情況。

考慮樹木生長(zhǎng)，得到在中度以上間伐強(qiáng)度有利于樹木生長(zhǎng)和林分健康，但不能高于超強(qiáng)度間伐強(qiáng)度。因此，間伐強(qiáng)度在中度到強(qiáng)度之間效果最好，保留木為900～1 000株·hm－2，間伐強(qiáng)度為40%～50%。

4.2 討論

人工油松林存在著結(jié)構(gòu)單一的問題。要想發(fā)揮高效的生態(tài)效益，必須科學(xué)經(jīng)營(yíng)。對(duì)間伐后的油松人工林林分生長(zhǎng)研究表明：間伐改變了林分的密度，調(diào)整了林木之間的關(guān)系，改善了林分的生長(zhǎng)環(huán)境，從而促進(jìn)林分生長(zhǎng)，且隨著間伐強(qiáng)度的增大，林分的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著增加。這與曹云等（2005）研究撫育6年后21年生的油松人工林林分生長(zhǎng)狀況得出的結(jié)論一致。

本研究通過設(shè)置超強(qiáng)度間伐這一梯度，得到了間伐強(qiáng)度并不是越大越好的結(jié)論，為油松人工林的撫育間伐提供了理論依據(jù)，對(duì)于此密度的林分，間伐強(qiáng)度控制在40%～50%最好。本研究過程中采用機(jī)械間伐方式，取得了好的試驗(yàn)結(jié)果，說明此方法適用于林分生長(zhǎng)比較均勻的林分。在以后的實(shí)踐中可以對(duì)相似林分進(jìn)行應(yīng)用，以減少工作時(shí)間，并能避免人力、物力的浪費(fèi)。

[1]賀利中.論中幼齡林撫育間伐與七溪嶺林場(chǎng)林業(yè)發(fā)展[J].江西林業(yè)科技，2001（增刊）：26－28

[2]曾憲林.什么叫森林撫育間伐[J].陜西林業(yè)科技，1984（2）：78

[3]孫玉軍，劉中柱，王忠民.油松人工林皆伐間伐后天然更新狀況調(diào)查[J].河北林業(yè)科技，2001（3）：24，26

[4]李景一.關(guān)于油松人工中幼齡坑木林撫育間伐及對(duì)資源增長(zhǎng)影響的研究[J].林業(yè)資源管理，1994（4）：56－58

[5]Kammesheidt L.Effect of selective logging on tree species diversity in a seasonally wet tropical forest in Venezuela.Forestarchiv，1996，67（1）：14－24

[6]曹云，宋炳煜.人工撫育措施對(duì)油松生長(zhǎng)及結(jié)構(gòu)特征的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)，2005，16（3）：397－402