間伐對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)的短期影響1)

張鵬　　　　　　　　王新杰　韓金　盧妮妮

(北京林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，北京，100095)　　　(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué)))

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間伐對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)的短期影響1)

張鵬王新杰韓金盧妮妮

(北京林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，北京，100095)(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué)))

為了研究杉木人工林在不同經(jīng)營(yíng)密度下的生長(zhǎng)情況，以福建將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)杉木人工林為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)間伐強(qiáng)度為50%、33%、25%、20%以及未間伐5個(gè)不同強(qiáng)度的間伐試驗(yàn)，分析在不同間伐強(qiáng)度下胸徑生長(zhǎng)、樹(shù)高生長(zhǎng)以及蓄積量的變化。結(jié)果表明：適度的間伐能夠伐除小徑階的林木，直徑分布曲線(xiàn)左偏型減弱。間伐強(qiáng)度為20%、25%、33%、50%的林分年平均胸徑生長(zhǎng)量分別是0.99、1.05、1.25、1.30 cm，比未間伐的生長(zhǎng)量0.83 cm都高，且各個(gè)間伐強(qiáng)度下林木胸徑生長(zhǎng)由大到小依次為優(yōu)勢(shì)木、中庸木、劣勢(shì)木；間伐強(qiáng)度為20%、25%、33%、50%強(qiáng)度間伐的林分樹(shù)高生長(zhǎng)量分別是0.94、0.91、0.89、1.01 m，未間伐的生長(zhǎng)量為0.92 m，差異均不顯著。林分蓄積結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)，間伐后1 a，林分的蓄積生長(zhǎng)率隨著間伐強(qiáng)度的增加而增加。

杉木人工林；間伐強(qiáng)度；林分生長(zhǎng)

With the Chinese fir plantations on Jiangle State-owned Forest Farm in Fujian, we took four different thinning intensity by 50%, 33%, 25% and 20% management measures and no-thinning to study the growth of DBH, height and volume structure in different thinning intensities. The moderate thinning trees can cut small grade, and the diameter distribution curve of left type weakened. The growth of stand average diameter at breast height with the thinning intensities of 20%, 25%, 33% and 50% were 0.99, 1.05, 1.25, and 1.30 cm, respectively, greater than the growth of no thinning of 0.83 cm, and in the different thinning intensity, DBH growth descending order was the dominant outweigh, medium outweigh and inferior wood. The growth of stand average height after thinning intensity of 20%, 25%, 33% and 50% were 0.94, 0.91, 0.89, and 1.01 m, respectively, and the growth of no thinning was 0.92 m, no difference with each other. The stand density had no effect on the growth of tree height. By stand volume structure analysis, after 1-year thinning, the volume growth rate was increased with the increasing thinning intensity.

杉木(Cunninghamialanceolata)作為中國(guó)南方大量種植的用材樹(shù)種，具有生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、產(chǎn)量高、病蟲(chóng)害少并且用途廣的特點(diǎn)[1]。林分密度控制作為營(yíng)林活動(dòng)中的一個(gè)重要經(jīng)營(yíng)措施，中幼齡林的撫育間伐，一方面能夠?yàn)榱帜旧L(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，另一方面，通過(guò)影響森林的生物多樣性以及森林功能，為實(shí)現(xiàn)林分的最大生態(tài)效益提供途徑[2]。間伐對(duì)林木胸徑的影響在學(xué)術(shù)界有著較一致的結(jié)論，即在一定程度上間伐強(qiáng)度越大，平均胸徑也越大[3-5]；但間伐對(duì)樹(shù)高是否有促進(jìn)作用卻沒(méi)有一致的結(jié)論，馬履一等[6]對(duì)北京山區(qū)油松林的研究表明，間伐后林分的平均樹(shù)高明顯高于未間伐，而董希斌[7]通過(guò)對(duì)落葉松的調(diào)查則認(rèn)為，間伐因素對(duì)落葉松的樹(shù)高生長(zhǎng)影響不顯著，童方平等[8]、徐有明等[9]分別通過(guò)對(duì)火炬松、濕地松的生長(zhǎng)進(jìn)行研究后指出，間伐對(duì)林木的胸徑和材積有極顯著影響，能顯著地促進(jìn)林木胸徑和單株材積的生長(zhǎng)，有利于大徑木材的培育。肖書(shū)平等[10]以13年生杉木人工林為研究對(duì)象，進(jìn)行間伐試驗(yàn)，結(jié)果表明撫育間伐能明顯促進(jìn)林分的生長(zhǎng)。本研究以福建將樂(lè)林場(chǎng)杉木人工林為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)不同間伐強(qiáng)度下林分生長(zhǎng)變化的分析，為林場(chǎng)杉木多目標(biāo)經(jīng)營(yíng)(大、中、小徑材)提供理論基礎(chǔ)。

1　研究區(qū)概況

將樂(lè)縣(117°05′～117°40′E，26°26′～27°04′N(xiāo))位于福建省西北部，地處武夷山脈東南部，境內(nèi)地勢(shì)復(fù)雜，以中、低山為主。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有海洋性和大陸性氣候特點(diǎn)，年平均氣溫為18.7 ℃，年平均降水量1 669 mm，年平均蒸發(fā)量1 204 mm，無(wú)霜日287 d，境內(nèi)氣溫較高，夏季時(shí)間長(zhǎng)，冬天較溫暖，霜凍較少，生長(zhǎng)期長(zhǎng)。土層深厚，土壤肥沃，以紅壤為主，并分布有黃紅壤，且水濕條件比較好，適宜培育杉木、馬尾松等林木。本實(shí)驗(yàn)區(qū)位于將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)元檔工區(qū)，66林班02大班010小班，面積約為3 hm2，坡度平均30°，立地質(zhì)量地位級(jí)1級(jí)肥沃級(jí)，平均林齡為8 a，郁閉度>0.9。

2　數(shù)據(jù)與方法

2.1資料收集與整理

本試驗(yàn)的研究對(duì)象為2007年種植的杉木幼齡林，以極強(qiáng)度間伐(株數(shù)強(qiáng)度)50%、強(qiáng)度間伐33%、中度間伐25%、輕度間伐20%，以及未進(jìn)行間伐作為對(duì)照，間伐木的選擇采用機(jī)械方法，即極強(qiáng)度間伐每隔1棵樹(shù)間伐1棵，強(qiáng)度間伐為每隔2棵樹(shù)伐1棵，中度間伐為每隔3棵樹(shù)伐1棵，輕度間伐為每隔4棵樹(shù)伐1棵，并于2013年7月對(duì)林分間伐，2014年7月進(jìn)行間伐后1 a的調(diào)查。每個(gè)間伐強(qiáng)度分別上、中、下坡位設(shè)置3個(gè)對(duì)照，共15塊標(biāo)準(zhǔn)地，樣地信息見(jiàn)表1。

表1　樣地基本信息

2.2研究方法

相對(duì)直徑：根據(jù)每一個(gè)林分每木調(diào)查的結(jié)果，起測(cè)徑為5 cm，采用1 cm徑階距，樣地直徑分布進(jìn)行整化分析，列出各徑階的林木株數(shù)，利用林分平均直徑(Dg)及各徑階上限值和下限值計(jì)算出相應(yīng)的相對(duì)直徑值(Ri)。

Ri=di/Dg。

式中:Ri為第i株樹(shù)木的相對(duì)直徑值；di為第i株樹(shù)木的實(shí)際直徑值；Dg為林分平均直徑。

并且通過(guò)繪制株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)，繪制方法以相對(duì)直徑(Ri)為橫坐標(biāo)、株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制散點(diǎn)圖，根據(jù)散點(diǎn)圖趨勢(shì)，繪制出一條均勻圓滑的曲線(xiàn)，即株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)[11]。通過(guò)該曲線(xiàn)，可求出小于某一直徑的林木占林分總株數(shù)的百分?jǐn)?shù)，也可以根據(jù)株數(shù)累計(jì)百分?jǐn)?shù)值，算出所對(duì)應(yīng)的林木直徑。

相對(duì)樹(shù)高也采用同樣的算法，以1 m劃分樹(shù)高級(jí)，計(jì)算間伐前后以及間伐后1 a的樹(shù)高結(jié)構(gòu)變化。

直徑偏峰度：采用1 cm徑階距，對(duì)樣地直徑分布進(jìn)行整化分析，計(jì)算各樣地直徑分布的變動(dòng)系數(shù)、偏度及峰度，說(shuō)明林分直徑分布的特征。其中變動(dòng)系數(shù)(C)反映分布范圍的大小，值越大表明林木直徑越離散；偏度KS表征非對(duì)稱(chēng)的偏斜方向和程度，KS>0表示正偏或右偏；KS<0表示負(fù)偏或左偏。峰度K表示分布曲線(xiàn)的尖峭程度，其中K>0表示尖峭。其計(jì)算公式為：

蓄積結(jié)構(gòu)：根據(jù)夏忠勝等[13]所擬合的杉木單木材積公式分別對(duì)間伐前后，以及不同間伐強(qiáng)度下的蓄積結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，并分別大徑級(jí)和小徑級(jí)比較其蓄積結(jié)構(gòu)的變化。

V=0.000 070 619 8×D1.742 77×H1.093 99。

式中:V為林分蓄積量，D為林木胸徑，H為林木樹(shù)高。

3　結(jié)果與分析

3.1間伐對(duì)林分結(jié)構(gòu)的影響

3.1.1不同間伐強(qiáng)度下相對(duì)直徑結(jié)構(gòu)的變化

相對(duì)直徑法表示林分直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律能使不同平均直徑、不同株數(shù)量的林分在同一尺度上進(jìn)行比較，并能夠在一定程度上反映各個(gè)單株在林分中的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力的大小。

通過(guò)計(jì)算分析，在間伐前，林分內(nèi)最大林木的相對(duì)直徑Rmax=1.49～1.56,最小林木的相對(duì)直徑Rmin=0.35～0.36，經(jīng)過(guò)間伐之后，最大林木的相對(duì)直徑Rmax=1.45～1.53,最小林木的相對(duì)直徑Rmin=0.34～0.36，經(jīng)過(guò)1年的生長(zhǎng)之后，最大林木的相對(duì)直徑Rmax=1.41～1.55,最小林木的相對(duì)直徑Rmin=0.31～0.34，對(duì)比間伐前以及間伐后1年的最大、最小相對(duì)直徑，發(fā)現(xiàn)間伐后1 a的最大、最小相對(duì)直徑都小于間伐前，這說(shuō)明間伐能促進(jìn)林分整體的生長(zhǎng)，由于相對(duì)直徑是實(shí)際直徑值與平均直徑的比值，其值減小說(shuō)明分母(平均胸徑)增加速率大于分子(單株實(shí)際胸徑)增加速率，有利于林分整體的生長(zhǎng)。

通過(guò)繪制在株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)中，相對(duì)直徑Ri=1處的值為小于林分平均直徑的林木占林分總株數(shù)的百分?jǐn)?shù)，通過(guò)繪制株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)，在間伐前后以及間伐后1 a，林分平均直徑R=1株數(shù)累計(jì)分布曲線(xiàn)上的位置在51%～62%。

3.1.2間伐對(duì)直徑偏度、峰度的影響

直徑變動(dòng)系數(shù)是反映林分直徑分布的離散程度的一種指標(biāo)。從表2可以看出，在間伐前，各個(gè)間伐帶直徑分布的變動(dòng)系數(shù)在21%～23%的小范圍波動(dòng)，經(jīng)過(guò)間伐之后，各間伐帶直徑分布的變動(dòng)系數(shù)在16%～23%之間波動(dòng)，在不同的間伐強(qiáng)度下基本表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，間伐后各帶直徑分布的變動(dòng)系數(shù)都出現(xiàn)下降，不同的間伐強(qiáng)度下下降的程度有所差異，表現(xiàn)為50%間伐強(qiáng)度>33%間伐強(qiáng)度>20%間伐強(qiáng)度>25%間伐強(qiáng)度>未間伐，間伐后經(jīng)過(guò)1 a的生長(zhǎng)，各個(gè)間伐帶直徑分布的變動(dòng)系數(shù)在19%～22%之間，分布范圍明顯縮小。而MinowaMitsuhiro(1984)研究日本柳杉同齡林直徑分布時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著林分的發(fā)育，林分直徑變動(dòng)系數(shù)趨于一個(gè)穩(wěn)定值，該值與林分的株數(shù)密度無(wú)關(guān)，本研究結(jié)果與上述結(jié)論相一致[3]。

表2　杉木人工林間伐前后各間伐帶的偏峰度值

偏度是指反映頻數(shù)分布偏態(tài)方向和程度的測(cè)度。從表2可以看出，各間伐帶在間伐前和間伐后偏度值均<0，呈左偏，表明幼齡林林分中小徑級(jí)的林木占多數(shù)。經(jīng)過(guò)間伐之后，各帶直徑分布的偏度系數(shù)總體出現(xiàn)下降(除33%強(qiáng)度)，適度的間伐能夠伐除小徑階的林木，直徑分布曲線(xiàn)左偏型減弱。間伐后經(jīng)過(guò)1 a的生長(zhǎng)，不同的間伐強(qiáng)度下，各間伐帶的偏度系數(shù)值變化有所差異，未間伐的林帶和間伐強(qiáng)度較小的(20%和25%)間伐帶，其偏度系數(shù)值減小，而33%間伐強(qiáng)度和50%間伐強(qiáng)度的間伐帶直徑分布偏度值增大。偏度是反映頻數(shù)分布偏態(tài)方向和程度的無(wú)綱量，且其絕對(duì)值越大，則偏斜程度越大。總體來(lái)看，未間伐的林分其偏度值絕對(duì)值最大，隨著間伐強(qiáng)度的增加，偏度值的絕對(duì)值在減小，這主要是由于未間伐的情況下，林木間競(jìng)爭(zhēng)激烈，林分生長(zhǎng)受阻，因此林分中小徑階的林木株數(shù)較多，林分表現(xiàn)出較強(qiáng)的左偏，通過(guò)間伐，調(diào)整了林分結(jié)構(gòu)，改善了林分生長(zhǎng)環(huán)境，林分生長(zhǎng)加快，且有一部分小徑階的林木被伐除，所以林分偏度絕對(duì)值會(huì)隨著間伐強(qiáng)度的加大而減小。

采用濾紙片法測(cè)定了目標(biāo)化合物的抑菌活性。將待測(cè)藥劑配制成濃度為10 mg／mL的丙酮溶液，用微量注射器取上述丙酮溶液 2.0 μL于直徑為4.0 mm 的濾紙片上（20 μg／disc）。 硫酸鏈霉素用經(jīng)過(guò)滅菌的去離子水配制，濾紙片載藥量同樣為20 μg／disc。待溶劑揮干后，將濾紙片置于帶菌牛肉膏培養(yǎng)基平板上，4℃冰箱放置30 min后，將平板于37℃恒溫箱中培養(yǎng)5～8 h，用十字交叉法測(cè)量菌落生長(zhǎng)直徑，每處理重復(fù)3次，計(jì)算抑菌圈平均直徑。

峰度是一個(gè)表征分布曲線(xiàn)尖峭程度的指標(biāo)。從表2可以看出，總體上，經(jīng)過(guò)間伐之后，峰度隨時(shí)間的增長(zhǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。間伐前，各間伐帶峰度值有的是正值，有的是負(fù)值，說(shuō)明林分胸徑分布曲線(xiàn)的尖峭程度不統(tǒng)一。通過(guò)間伐措施，除了20%間伐強(qiáng)度外，其它的林分直徑分布曲線(xiàn)峰度值都是正值，間伐生長(zhǎng)1 a之后，各間伐帶的林分直徑分布峰度值都明顯增加，且都大于0，這與姚能昌等[14]的結(jié)論：峰度值發(fā)生大量自然稀疏以后有增大趨勢(shì)相一致。即間伐后1 a直徑分布曲線(xiàn)更陡峭，林分直徑在某一徑階范圍內(nèi)株數(shù)量分布更集中。

3.1.3不同間伐強(qiáng)度下相對(duì)樹(shù)高結(jié)構(gòu)

通過(guò)計(jì)算間伐前后以及間伐后1 a的相對(duì)樹(shù)高和株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)，可以看出，在間伐前，林分內(nèi)最大林木的相對(duì)樹(shù)高Rmax=1.42～1.48,最小林木的相對(duì)樹(shù)高Rmin=0.45～0.56，經(jīng)過(guò)間伐之后，最大林木的相對(duì)樹(shù)高Rmax=1.40～1.46,最小林木的相對(duì)樹(shù)高Rmin=0.45～0.55，經(jīng)過(guò)1 a的生長(zhǎng)之后，最大林木的相對(duì)樹(shù)高Rmax=1.32～1.41，最小林木的相對(duì)樹(shù)高Rmin=0.49～0.51，與直徑相比,樹(shù)高變動(dòng)幅度較小。通過(guò)繪制株數(shù)累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)，在間伐前后以及間伐后1 a，林分平均樹(shù)高Ri=1的株數(shù)累計(jì)分布曲線(xiàn)上的位置在40%～55%，接近于50%。

3.2間伐對(duì)胸徑生長(zhǎng)的影響

3.2.1間伐對(duì)平均胸徑生長(zhǎng)的影響

通過(guò)計(jì)算間伐后以及間伐后1 a的平均胸徑，以及計(jì)算各個(gè)間伐強(qiáng)度下的胸徑生長(zhǎng)量，如表3所示，從表中可以看出，隨著間伐強(qiáng)度的不斷增大，林分平均胸徑的生長(zhǎng)量在不斷的增加，未間伐的林分平均胸徑生長(zhǎng)量為0.83 cm，間伐強(qiáng)度為20%的林分平均胸徑生長(zhǎng)量為0.99 cm，間伐強(qiáng)度為25%的林分平均胸徑生長(zhǎng)量為1.05 cm，間伐強(qiáng)度為33%的林分平均胸徑的生長(zhǎng)量為1.25 cm，間伐強(qiáng)度為50%的林分平均胸徑生長(zhǎng)量為1.30 cm，經(jīng)過(guò)比較分析可以看出，間伐處理后，間伐強(qiáng)度20%、25%、33%、50%的林分平均胸徑生長(zhǎng)量比未間伐情況下的林分胸徑生長(zhǎng)量分別大19.27%、26.51%、50.60%和56.63%。

表3　杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下的胸徑生長(zhǎng)量

以常用的普雷斯勒公式計(jì)算樹(shù)木胸徑生長(zhǎng)率，從表3可以看出，未間伐的、間伐強(qiáng)度20%、25%、33%、50%的各帶林分年生長(zhǎng)率分別為6.49%、7.45%、7.68%、9.00%和9.64%，間伐后的胸徑生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)率都大于未間伐的，并且間伐強(qiáng)度越大，林分生長(zhǎng)率也越大，隨著間伐強(qiáng)度的增加，胸徑生長(zhǎng)率由7.45%增加到9.64%，影響林分胸徑生長(zhǎng)率不同的原因，主要原因是在初植后未進(jìn)行經(jīng)營(yíng)的條件下，未間伐林分是在生長(zhǎng)空間基本飽和的情況下進(jìn)行的，而間伐后的林分密度減小，保留林木的生長(zhǎng)空間都有一定程度的增加，光照和水分的競(jìng)爭(zhēng)都會(huì)減小，有利于林分的生長(zhǎng)，通常這時(shí)會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間的急劇生長(zhǎng)，因此，經(jīng)過(guò)間伐之后，林分胸徑生長(zhǎng)率會(huì)增大，且間伐強(qiáng)度越大生長(zhǎng)率增加的越大。

不同的間伐強(qiáng)度對(duì)胸徑的生長(zhǎng)有很大的作用，其凈生長(zhǎng)量隨間伐強(qiáng)度的增加而增加的趨勢(shì)十分明顯，其主要原因是林分經(jīng)撫育間伐后，林分密度降低，林分中林木有了更大的生長(zhǎng)空間，而且林冠疏開(kāi)，光照、空氣、溫度等影響林分生長(zhǎng)的因子都有利于林分生長(zhǎng)，為林木創(chuàng)造了更好的生長(zhǎng)空間，因此林木直徑的生長(zhǎng)量有了顯著的提高。

3.2.2間伐對(duì)各等級(jí)林木的胸徑生長(zhǎng)的影響

將間伐后以及間伐后1 a的胸徑數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分別對(duì)間伐當(dāng)年5種不同間伐強(qiáng)度下的胸徑大小進(jìn)行排序，將胸徑最大的5株林木作為該密度下的優(yōu)勢(shì)木，胸徑最小的5株林木作為劣勢(shì)木，以處于胸徑分布中值相鄰的5株作為平庸木，根據(jù)林木編號(hào)得到間伐后1 a的調(diào)查數(shù)據(jù)，分別優(yōu)勢(shì)木、中庸木和劣勢(shì)木計(jì)算胸徑生長(zhǎng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下各等級(jí)林木的胸徑生長(zhǎng)情況

林木等級(jí)林木胸徑生長(zhǎng)量/cm未間伐間伐強(qiáng)度20%間伐強(qiáng)度25%間伐強(qiáng)度33%間伐強(qiáng)度50%優(yōu)勢(shì)木1.10a1.15a1.30ab1.72ab2.00b中庸木1.01a1.05a1.11a1.22a1.54a劣勢(shì)木0.30a0.55ab0.50abc0.70bc0.90c

注：同列不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

從表4分析可以得出，在5種不同間伐強(qiáng)度下的林分中，林木胸徑生長(zhǎng)有大到小為優(yōu)勢(shì)木、中庸木、劣勢(shì)木，優(yōu)勢(shì)木處于林分中有利的競(jìng)爭(zhēng)地位，能夠充分的利用生長(zhǎng)所需要的各種營(yíng)養(yǎng)，而劣勢(shì)木處于激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，由于生長(zhǎng)所需要的各種營(yíng)養(yǎng)得不到充分的供給，因此生長(zhǎng)處于不利地位。

通過(guò)分析不同間伐強(qiáng)度下的各等級(jí)林木的生長(zhǎng)，除了中庸木外，優(yōu)勢(shì)木和劣勢(shì)木在不同的密度條件下，生長(zhǎng)有差異。優(yōu)勢(shì)木在未間伐和20%的間伐強(qiáng)度下，胸徑生長(zhǎng)1.10和1.15 cm，在50%的間伐強(qiáng)度下，生長(zhǎng)達(dá)到了2 cm，間伐強(qiáng)度大和小表現(xiàn)出顯著的差異。劣勢(shì)木在未間伐和20%的間伐強(qiáng)度下，胸徑生長(zhǎng)僅為0.30和0.55 cm，而在50%的間伐強(qiáng)度下為0.9 cm，有明顯的差異。中庸木在未間伐的情況下胸徑生長(zhǎng)1.01 cm，在50%的間伐強(qiáng)度下為1.54 cm，在5種不同的間伐強(qiáng)度下，胸徑生長(zhǎng)差異不顯著。

3.3間伐對(duì)樹(shù)高生長(zhǎng)的影響

經(jīng)過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，間伐前后以及間伐后1 a的平均樹(shù)高見(jiàn)表5，平均樹(shù)高生長(zhǎng)量來(lái)看，林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量與間伐強(qiáng)度的關(guān)系不顯著，未間伐的林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量為0.92 m，間伐強(qiáng)度為20%的林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量為0.94 m，間伐強(qiáng)度為25%的林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量為0.91 m，間伐強(qiáng)度為33%的林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量為0.89 m，間伐強(qiáng)度為50%的林分平均樹(shù)高的生長(zhǎng)量為1.01 m，由此可見(jiàn)，密度對(duì)樹(shù)高的生長(zhǎng)沒(méi)有影響。

表5　杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下樹(shù)高的生長(zhǎng)

以普雷斯勒公式計(jì)算樹(shù)木樹(shù)高生長(zhǎng)率，從表5可以看出，未間伐的、間伐強(qiáng)度20%、25%、33%、50%的各帶林分樹(shù)高年生長(zhǎng)率分別為8.85%、8.92%、8.44%、8.58%和9.65%，通過(guò)方差分析，不同間伐強(qiáng)度下樹(shù)高生長(zhǎng)差異不顯著，即不同密度對(duì)樹(shù)高生長(zhǎng)沒(méi)有影響。

3.4間伐對(duì)林分蓄積的生長(zhǎng)影響

蓄積是判定森林生產(chǎn)力的主要指標(biāo)，單位面積的蓄積量標(biāo)志著林地的生產(chǎn)力，在森林資源中，木材資源仍作為最大的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。因此，蓄積為森林經(jīng)營(yíng)和釆伐利用提供了重要的依據(jù)。

表6　杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下的總蓄積量

通過(guò)對(duì)不同間伐強(qiáng)度下杉木林分蓄積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表6)表明，在間伐前，林分蓄積主要在180～240 m3/hm2，經(jīng)過(guò)間伐之后，蓄積發(fā)生了較大的變化，50%間伐強(qiáng)度的蓄積為129.61 m3/hm2，間伐后經(jīng)過(guò)1 a的生長(zhǎng)，不同強(qiáng)度的間伐條件下蓄積生長(zhǎng)量不同，生長(zhǎng)量在38～50 m3/hm2，運(yùn)用普雷斯勒式計(jì)算蓄積生長(zhǎng)率，從表6可以看出，隨著間伐強(qiáng)度的增加，蓄積生長(zhǎng)率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，50%間伐強(qiáng)度的蓄積生長(zhǎng)率達(dá)到了29.67%。

通過(guò)計(jì)算林分中平均胸徑，將林分中胸徑小于平均胸徑的林木劃分為小徑級(jí)林木，大于平均胸徑的林木為大徑級(jí)林木。表7分析了小徑級(jí)林木蓄積結(jié)構(gòu)，小徑級(jí)的林木蓄積占到總蓄積的25%～30%，經(jīng)過(guò)間伐之后，不同間伐強(qiáng)度下生長(zhǎng)量在8.66～11.09 m3/hm2，生長(zhǎng)率在14.10%～28.48%。

從表8中可以看出不同間伐強(qiáng)度下，林分中大徑級(jí)林木蓄積變化。在間伐前，大徑級(jí)的林木蓄積占到總蓄積的70%～75%，間伐之后林分蓄積分布在90.68～136.67 m3/hm2，間伐后1 a的蓄積在118.04～186.12 m3/hm2，生長(zhǎng)量在27.36～38.98 m3/hm2，生長(zhǎng)率在25.22%～30.18%，與小徑級(jí)的生長(zhǎng)率相比，各個(gè)間伐強(qiáng)度下，都是大徑級(jí)的林木蓄積生長(zhǎng)率大于小徑級(jí)林木的生長(zhǎng)率，不同強(qiáng)度的間伐較有利于大徑級(jí)林木的蓄積變化。

表7　杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下的小徑級(jí)林木蓄積量

表8　杉木人工林不同間伐強(qiáng)度下的大徑級(jí)林木蓄積量

4　結(jié)論與討論

對(duì)比間伐前以及間伐后1 a的最大、最小相對(duì)直徑，發(fā)現(xiàn)間伐后1 a的最大、最小相對(duì)直徑都小于間伐前，繪制株數(shù)量累積百分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)，在間伐前后以及間伐后1 a，林分平均直徑R=1株數(shù)累計(jì)分布曲線(xiàn)上的位置在51%～62%。經(jīng)過(guò)間伐撫育后，間伐強(qiáng)度20%、25%、33%、50%的林分平均胸徑生長(zhǎng)量分別是0.99、1.05、1.25、1.30 cm，比不間伐的林分胸徑生長(zhǎng)量0.83 cm大，且間伐強(qiáng)度大的林分生長(zhǎng)率大于間伐強(qiáng)度小的林分。

將林木等級(jí)分為優(yōu)勢(shì)木、中庸木和劣勢(shì)木，對(duì)比分析不同間伐強(qiáng)度下各等級(jí)林木的生長(zhǎng)量，在5種不同間伐強(qiáng)度下，林木胸徑生長(zhǎng)由大到小為優(yōu)勢(shì)木、中庸木、劣勢(shì)木，且在優(yōu)勢(shì)木和劣勢(shì)木兩個(gè)等級(jí)下，間伐強(qiáng)度大的林分生長(zhǎng)與間伐強(qiáng)度小的林分有顯著差異，中庸木差異不顯著。

各間伐帶在間伐前和間伐后偏度值均<0，呈左偏，經(jīng)過(guò)間伐之后，各帶直徑分布的偏度系數(shù)總體出現(xiàn)下降(除33%強(qiáng)度)，適度的間伐能夠伐除小徑階的林木，直徑分布曲線(xiàn)左偏型減弱。間伐后經(jīng)過(guò)1a的生長(zhǎng)，不同的間伐強(qiáng)度下，各間伐帶的偏度系數(shù)值變化有所差異，林分偏度絕對(duì)值會(huì)隨著間伐強(qiáng)度的加大而減小。間伐前，各間伐強(qiáng)度下峰度值有正有負(fù)，林分尖峭平坦程度不一。通過(guò)間伐措施，除了間伐強(qiáng)度20%外，其它的林分直徑分布曲線(xiàn)峰度值都是正值，間伐生長(zhǎng)1a之后，各間伐帶的林分直徑分布峰度值都明顯增加，且都大于0，即間伐后1a直徑分布曲線(xiàn)更陡峭，林分直徑在某一徑階范圍內(nèi)株數(shù)量分布更集中。

經(jīng)過(guò)間伐撫育后，間伐強(qiáng)度20%、25%、33%、50%的林分樹(shù)高生長(zhǎng)量分別是0.94、0.91、0.89、1.01 m，生長(zhǎng)率分別為8.92%、8.44%、8.58%和9.65%，與未間伐的林分樹(shù)高生長(zhǎng)量0.92 m，生長(zhǎng)率8.85%相比，差異性不大，林分密度對(duì)樹(shù)高生長(zhǎng)沒(méi)有影響。

對(duì)林分蓄積結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)間伐后以及間伐后1 a，林分的蓄積量均小于未間伐的林分，運(yùn)用普雷斯勒式計(jì)算蓄積生長(zhǎng)率，可得隨著間伐強(qiáng)度的增加，蓄積生長(zhǎng)率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。由于時(shí)間及工作量的原因，本研究?jī)H是對(duì)間伐后1 a的林分生長(zhǎng)變化做了分析，由于樹(shù)木生長(zhǎng)周期的原因，僅用1 a的數(shù)據(jù)說(shuō)明間伐對(duì)于林分生長(zhǎng)的影響是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要持續(xù)的調(diào)查和分析。

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Short-term Effect of Thinning on the Growth of Chinese Fir Plantation//

Zhang Peng

(Experimental Forest Farm of Beijing Forestry University, Beijing 100095, P. R. China); Wang Xinjie, Han Jin, Lu Nini(The Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(2)：6-10,14.

Chinese fir plantation; Thinning intensity; The growth of stand

張鵬，男，1991年2月生，北京林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，研究實(shí)習(xí)員。E-mail：pengzh0211@163.com。

王新杰，省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，副教授。E-mail:xinjiew@bjfu.edu.cn。

2015年9月10日。

S753.5

1)“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃(2012BAD22B0502)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助(BLJD200907、JD2010-2)。

責(zé)任編輯：潘華。