順昌縣杉木用材林密度現(xiàn)狀及采伐影響

歐文勝

(南平市林業(yè)局，福建 南平 354200)

杉木是我國(guó)南方主要造林樹種之一[1]，根據(jù)第九次全國(guó)森林資源清查結(jié)果顯示，杉木林分面積在全國(guó)喬木林中排名第二[2]，杉木林分的經(jīng)營(yíng)情況直接影響我國(guó)森林資源可持續(xù)經(jīng)營(yíng)成效。杉木用材林以生產(chǎn)木材為主要目的，林分密度調(diào)控是森林經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)保持地力、提高林木產(chǎn)量和提升森林生態(tài)功能具有重要意義[3]，林分密度過高，林木之間發(fā)生互斥競(jìng)爭(zhēng)，林分將會(huì)出現(xiàn)自然稀疏現(xiàn)象；密度合理的林分既能充分利用林地、空氣、水肥等自然資源又不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)枯死現(xiàn)象；低密度的林分不能充分利用資源和發(fā)揮資源最大作用，造成資源的浪費(fèi)。前人對(duì)杉木林分經(jīng)營(yíng)密度模型[4-5]、密度控制圖研制及模擬應(yīng)用[6-7]、密度控制連續(xù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃研究[8-9]等方面的理論研究較多，但對(duì)林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中杉木用材林林分密度現(xiàn)狀和采伐調(diào)控情況的分析、評(píng)價(jià)和存在問題等方面的研究甚少。本研究結(jié)合杉木用材林經(jīng)營(yíng)管理實(shí)際，合理選用杉木林分經(jīng)營(yíng)密度模型對(duì)杉木用材林林分密度現(xiàn)狀和采伐管理進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，對(duì)密度調(diào)控提出經(jīng)營(yíng)建議，以期為提高杉木林分經(jīng)營(yíng)管理水平提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

順昌縣位于福建省中部偏北，閩江上游金溪、富屯溪交匯處，地理坐標(biāo)為東經(jīng)117°29′—118°14′、北緯26°38′—27°121′，面積1985 km2。地處武夷山脈東南麓，是杉嶺東伸支脈。屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，同時(shí)又受大陸性氣候的影響，年均氣溫19.2 ℃，年均無霜期289 d，年均降水量2144.2 mm，氣候溫和濕潤(rùn)，雨量充沛。順昌縣自然資源豐富，生態(tài)條件優(yōu)越，是我國(guó)南方重點(diǎn)林區(qū)和林業(yè)重點(diǎn)縣，全縣有林地面積1527 km2，林木總蓄積量達(dá)1400萬m3，森林覆蓋率達(dá)82.8%，其中，杉木林分面積753 km2、林分蓄積量1028萬m3。順昌縣于2005年被授予全國(guó) “中國(guó)杉木之鄉(xiāng)” 的稱號(hào)，是全國(guó)杉木中心產(chǎn)區(qū)的核心區(qū)，良種繁育水平世界領(lǐng)先。

1.2 研究方法

1.2.1 監(jiān)測(cè)樣地與采伐山場(chǎng)數(shù)據(jù)收集 監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)據(jù)采用順昌縣第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查(簡(jiǎn)稱二類調(diào)查)杉木用材林純林?jǐn)?shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)樣地為20世紀(jì)80年代設(shè)置的間距1 km×2 km的固定樣地，樣地邊長(zhǎng)25.82 m×25.82 m，面積666.67 m2，順昌縣共有縣級(jí)固定樣地900多個(gè)。根據(jù)福建省林業(yè)局統(tǒng)一安排部署，順昌縣于2016年開展第四次二類調(diào)查，當(dāng)年年底完成縣級(jí)樣地調(diào)查工作，對(duì)樣地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析篩選，隨機(jī)抽取林種為用材林的杉木純林樣地200個(gè)，其中，幼齡林標(biāo)準(zhǔn)樣地68個(gè)，中齡林標(biāo)準(zhǔn)樣地52個(gè)，近熟林標(biāo)準(zhǔn)樣地36個(gè)，成過熟林標(biāo)準(zhǔn)樣地44個(gè)。采伐山場(chǎng)數(shù)據(jù)從福建省林業(yè)網(wǎng)上審批系統(tǒng)收集，隨機(jī)抽取順昌縣2016—2017年650塊杉木用材林純林采伐山場(chǎng)伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。其中，撫育采伐山場(chǎng)數(shù)據(jù)300份，主伐擇伐山場(chǎng)數(shù)據(jù)50份，主伐皆伐山場(chǎng)數(shù)據(jù)300份。

1.2.2 采伐類型和采伐方式 采伐類型分為主伐和撫育采伐，主伐是為獲取木材而對(duì)用材林中成熟林和過熟林分所進(jìn)行的采伐作業(yè)；撫育采伐是從幼林郁閉起，到主伐前為止，為促進(jìn)留存林木的生長(zhǎng)，對(duì)部分林木進(jìn)行的采伐，采伐蓄積強(qiáng)度不超過50%，伐后保留木分布均勻，不造成天窗。主伐的采伐方式分為皆伐和擇伐，皆伐是將伐區(qū)上的林木一次全部伐除或幾乎全部伐除的主伐方式，采伐蓄積強(qiáng)度100%；擇伐是在一定地段上，每隔一定時(shí)期，單株或群狀地采伐達(dá)到一定徑級(jí)或具有一定特征的成熟林木的主伐方式，擇伐蓄積強(qiáng)度不超過40%，伐后保留木分布均勻，不造成天窗。

2 結(jié)果與分析

2.1 杉木用材林林分密度分布現(xiàn)狀

順昌縣杉木用材林林分密度分布現(xiàn)狀見表1。由表1可知，杉木林分平均密度為2638株·hm-2，幼齡林平均密度最高，成過熟林最低，林分平均密度隨齡組增加逐漸減少，高密度、合理密度、低密度林分平均密度也是隨齡組增加逐漸減少；杉木林分平均胸徑為12.6 cm，幼齡林平均胸徑最小，林分平均胸徑隨齡組增加而增加，高密度、合理密度、低密度林分平均胸徑也是隨齡組增加而增加。從幼齡林到中齡林，林分平均密度降低15.4%，林分平均胸徑提高41.3%；從中齡林到近熟林，林分平均密度降低25.3%，林分平均胸徑提高37.7%；從近熟林到成過熟林，林分平均密度降低7.0%，林分平均胸徑提高6.7%?？梢?，在中齡林階段的撫育采伐對(duì)林分密度的調(diào)整強(qiáng)度最大，幼齡林次之，近熟林最小。杉木林分中高密度林分比例最大，達(dá)55.0%；合理密度林分次之；低密度林分比例最低。從幼齡林到中齡林，低密度林分比例逐漸下降到11.6%，主要是因?yàn)榈兔芏攘址稚L(zhǎng)為合理密度林分，合理密度林分的比例基本保持穩(wěn)定；高密度林分的比例提高21.0%，主要是因?yàn)楹侠砻芏攘址稚L(zhǎng)為高密度林分。從中齡林到近熟林，低密度林分比例小幅下降；通過加強(qiáng)對(duì)中齡林的撫育采伐，高密度林分的比例下降15.1%；同時(shí)合理密度林分的比例提高18.4%。從近熟林到成過熟林，低密度林分比例小幅上升，在林分生長(zhǎng)和采伐的共同作用下，合理密度林分的比例下降14.4%；同時(shí)高密度林分的比例上升13.6%。杉木用材林林分密度分布情況較為不合理，合理密度林分比例小而高密度林分比例大，主要原因是林農(nóng)造林積極性高，造林平均密度大于3268株·hm-2；順昌縣作為杉木的中心產(chǎn)區(qū)，杉木林分生長(zhǎng)快，但是相應(yīng)的撫育采伐管理不到位。

表1 杉木用材林林分密度分布現(xiàn)狀

2.2 撫育間伐對(duì)杉木用材林林分密度的影響

杉木用材林撫育間伐前后林分密度見表2。由表2可知，采取撫育間伐措施的林分中高密度林分比例最高，約占比四分之三；合理密度林分占比22.0%；低密度林分極少。杉木用材林撫育間伐前林分平均密度為2868株·hm-2，伐后林分平均密度為1948株·hm-2，林分撫育采伐平均株數(shù)采伐強(qiáng)度為32.1%。通過撫育間伐后，高密度林分比例降低70.0%，合理密度林分占比提升52.0%，低密度林分比例上升18.0%，撫育間伐可以有效調(diào)整林分密度分布。高密度林分撫育間伐后，有88.4%的林分密度達(dá)到合理狀態(tài)，有9.9%的林分密度仍然過高，僅1.7%的林分密度降低為低密度林分，撫育間伐對(duì)調(diào)整高密度林分密度成效明顯。合理密度林分撫育間伐后，有17.9%的林分密度仍處于合理狀態(tài)，而82.1%的林分密度過低，對(duì)林分密度結(jié)構(gòu)造成不良影響，因此合理密度林分不宜進(jìn)行撫育間伐。撫育采伐后形成的高密度林分相較撫育采伐前高密度林分，林分平均密度降低20.1%，平均胸徑提高9.6%；撫育采伐后形成的合理密度林分相較撫育采伐前合理密度林分，林分平均密度提高5.2%，平均胸徑降低8.0%；撫育采伐前低密度林分相較伐后形成的低密度林分，林分平均密度提高4.0%，平均胸徑降低8.0%。高密度林分、合理密度林分和低密度林分撫育間伐后形成的低密度林分，其平均密度依次降低。

表2 杉木用材林撫育間伐前、后林分密度

2.3 主伐擇伐對(duì)杉木用材林林分密度的影響

杉木用材林主伐擇伐前后密度見表3。由表3可知，杉木成過熟林分主伐擇伐的林分中，高密度林分比例最高，其次為合理密度林分，低密度林分最低，差別明顯。杉木成過熟林分主伐擇伐前平均密度為2314株·hm-2，伐后林分平均密度為1471株·hm-2，林分主伐擇伐平均株數(shù)采伐強(qiáng)度為36.4%。杉木成過熟林分主伐擇伐后，高密度林分降低66.0%，合理密度林分比例提升36.0%，低密度林分比例提高30.0%，總體上主伐擇伐對(duì)調(diào)整成過熟林分密度分布效果一般。高密度林分主伐擇伐后，有97.0%的林分密度達(dá)到合理狀態(tài)，只有3.0%的林分密度過低，主伐擇伐對(duì)調(diào)整高密度成過熟林分密度成效明顯。合理密度和低密度林分主伐擇伐后，林分密度均為低密度狀態(tài)，對(duì)林分密度結(jié)構(gòu)造成不良影響，因此不宜對(duì)合理密度和低密度的杉木成過熟林分采取擇伐措施。

表3 杉木用材林主伐擇伐前、后密度

2.4 主伐皆伐杉木用材林林分密度分布

杉木成過熟林主伐皆伐林分密度分布見表4。由表4可知，主伐皆伐林分中，高密度林分比例最低，僅19.0%；合理密度林分次之；低密度林分比例最高，為46.7%。過熟林與成熟林?jǐn)?shù)量比例為1.0∶6.5，主伐皆伐以成熟林為主。成熟林高密度林分、合理密度林分比例比過熟林分別高7.4%、14.7%，而低密度林分比例比過熟林低22.1%。成熟林林分平均密度比過熟林高25.5%，過熟林林分平均胸徑比成熟林高4.8%，可見進(jìn)入成熟林后杉木胸徑生長(zhǎng)緩慢，杉木采伐在成熟林階段完成可獲得更多木材。

表4 杉木成過熟林主伐皆伐林分密度

3 結(jié)論與討論

本研究以杉木林分經(jīng)營(yíng)密度模型為標(biāo)準(zhǔn)，分析杉木林分密度現(xiàn)狀和采伐前、后林分密度分布情況。研究發(fā)現(xiàn)：①順昌縣杉木用材林林分平均密度為2638株·hm-2，林分平均胸徑為12.6 cm，林分平均密度隨齡組增加逐漸減少，林分平均胸徑隨齡組增加而增加，主要是隨著林分生長(zhǎng)采取撫育采伐、主伐擇伐等措施，使林分的平均密度降低，平均胸徑增大，這與林長(zhǎng)安的研究結(jié)果一致[13]。②高密度林分比例大，低密度林分和合理密度林分比例小，林分經(jīng)營(yíng)密度不夠合理，經(jīng)營(yíng)管理水平有待提高，應(yīng)及時(shí)采取有效經(jīng)營(yíng)措施逐步優(yōu)化林分密度。杉木林分中高密度林分比例達(dá)55.0%，通過撫育采伐或主伐擇伐后形成合理密度林分比例分別為88.4%、97.0%，采伐措施對(duì)高密度林分的密度調(diào)整成效明顯，因此有效調(diào)整林分密度的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確選定高密度林分并實(shí)施適當(dāng)強(qiáng)度采伐。③撫育采伐的林分中，高密度林分比例達(dá)86.7%，伐后高密度林分比例下降67.7%，合理密度林分比例提升54.3%，效果明顯；主伐擇伐林分中，高密度林分比例為60.0%，比監(jiān)測(cè)樣地成過熟林分中高密度林分比例63.6%還低，主伐擇伐的對(duì)象選擇不夠合理，擇伐強(qiáng)度偏大，調(diào)整林分密度效果不高。④主伐皆伐林分中，高密度林分比例僅19.0%，明顯低于監(jiān)測(cè)樣地成過熟林分中高密度林分比例，而合理密度和低密度林分則相反，主伐皆伐實(shí)施對(duì)象選擇不合理。進(jìn)入成熟林后杉木胸徑生長(zhǎng)緩慢，過熟林林分平均胸徑僅比成熟林高4.8%，因此成過熟杉木林分應(yīng)科學(xué)評(píng)估其立地條件和生長(zhǎng)潛力，對(duì)于立地條件好、生長(zhǎng)潛力高的林分，采取合理經(jīng)營(yíng)措施，培育高品質(zhì)的大徑材[14]，否則實(shí)施皆伐措施，及時(shí)更新造林。⑤隨著林業(yè)的主要任務(wù)由木材生產(chǎn)向著森林多功能的轉(zhuǎn)變，林分密度經(jīng)營(yíng)在考慮木材生產(chǎn)的同時(shí)，也要最大程度地發(fā)揮森林的生態(tài)效益和社會(huì)效益。