省級(jí)森林經(jīng)營樣板建設(shè)對大英縣森林質(zhì)量的影響評價(jià)

嚴(yán)麗平，陳 鈺，賈澤旭，賈 晨*

（1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610000；2.大英縣自然資源和規(guī)劃局，四川大英 515600；3.大英縣鹽井街道農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，四川大英 515600）

森林經(jīng)營是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。為貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記“著力提高森林質(zhì)量”重要指示精神和全國森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升會(huì)議精神，深入推進(jìn)大規(guī)模綠化全川，促進(jìn)全省森林經(jīng)營機(jī)制創(chuàng)新、先進(jìn)理念和典型經(jīng)驗(yàn)技術(shù)推廣，四川省林業(yè)和草原局（原四川省林業(yè)廳）自2017年起在全省10個(gè)縣（單位）開展省級(jí)森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)，大英縣被列入首批建設(shè)名單之一。大英縣位于川中丘陵區(qū)，該區(qū)域的森林樹種以柏木（Cupressus funebris）為主，且多為人工林[1]。撫育間伐通過去除低品質(zhì)和生長緩慢的林木，對促進(jìn)林分的生長，增加森林生物多樣性，改善森林林分結(jié)構(gòu)具有重要的作用[2-4]。大英縣自然資源和規(guī)劃局組織開展了柏木與天然闊葉樹混生樣板林培育和柏木與人工補(bǔ)植針闊混交樣板林培育建設(shè)工作。為了分析評價(jià)省級(jí)森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)效果，本研究以樣板基地為對象，通過營建固定監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)地，調(diào)查監(jiān)測森林資源和結(jié)構(gòu)變化，以期為當(dāng)?shù)啬酥寥∩纸?jīng)營樣板基地建設(shè)實(shí)施提供決策基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

大英縣位于四川盆地腹心地帶，介于東經(jīng)105°03'26″～105°29'20″，北緯30°25'47″～30°46'42″之間，面積70 105.65 hm2。地勢西向東傾斜，海拔300～450 m。境內(nèi)地貌以丘陵為主。氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，全年四季分明，日照和無霜期長。年平均氣溫17.3 ℃，年平均降水量為801.0 mm，年平均相對濕度79%～85%；多年平均日照時(shí)間1 382 h。全縣森林植被屬于亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，川東盆地偏濕性常綠闊葉林亞帶。項(xiàng)目區(qū)的林分以柏木人工中齡林為主，因缺乏撫育經(jīng)營，林分存在著密度大、郁閉度高、林木生長緩慢等特點(diǎn)，林分生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益低。

1.2 研究對象

大英縣省級(jí)森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施區(qū)位于該縣象山鎮(zhèn)和蓬萊鎮(zhèn)。在象山鎮(zhèn)鳳陽村和無神村、蓬萊鎮(zhèn)的山溪口村營建了柏木與天然闊葉樹混生樣板基地177.87 hm2和柏木與人工補(bǔ)植針闊混交樣板基地57.67 hm2。柏木與天然闊葉樹混生樣板基地主要是對柏木人工林進(jìn)行撫育間伐，去除劣質(zhì)木、調(diào)整林分密度，促進(jìn)天然闊葉樹木生長，培育林分形成針闊混交林。本研究以柏木與天然闊葉樹混生樣板基地建設(shè)的柏木人工林為研究對象。

1.3 研究方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

在項(xiàng)目區(qū)選擇典型林分設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地8 個(gè)，規(guī)格為20 m×20 m（400 m2），四角栽植白色PVC 管作為地樁。調(diào)查記錄標(biāo)準(zhǔn)地坐標(biāo)、坡位、坡度、坡向、海拔、土壤類別、土層厚度等基本因子。采用圍尺對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的胸徑≥5 cm 的所有喬木樹種進(jìn)行每木檢尺，用測高儀實(shí)測樹高，目測法確定林分郁閉度。在標(biāo)準(zhǔn)地四個(gè)角內(nèi)部各設(shè)置1 個(gè)5 m×5 m 樣方，調(diào)查灌草層植物種類、數(shù)量及蓋度。

本研究在項(xiàng)目區(qū)共營建8 個(gè)固定標(biāo)準(zhǔn)地，分別布設(shè)在無神村2個(gè)、山溪口村3個(gè)和鳳陽村3個(gè)，其中標(biāo)準(zhǔn)地1～7 號(hào)為不同間伐強(qiáng)度的處理樣地，標(biāo)準(zhǔn)地8 號(hào)為對照樣地。各標(biāo)準(zhǔn)地基本因子見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本因子

1.3.2 立木材積計(jì)算

不同樹種的單株材積計(jì)算采用二元立木材積公式計(jì)算，公式：v=a·db·hc，其中：d為胸徑，h為樹高，a、b、c為常數(shù)。

柏木：a=0.000 057 173 591，b=1.881 330 5，c=0.995 688 45；

四川和滇西北闊葉樹：a=0.000 052 750 716，b=1.945 032 4，c=0.938 853 3。

1.3.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel 2010 和SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各標(biāo)準(zhǔn)地的林分生長情況

經(jīng)撫育間伐后，7 個(gè)處理組林分的密度在1 995～2 820 株·hm-2，明顯低于對照林分的密度3 870 株·hm-2；撫育間伐林分的公頃蓄積為99.09～170.48 m3，均高于對照林分的公頃蓄積96.74 m3；撫育間伐林分的平均胸徑為10.64～11.70 cm，高于對照林分的平均胸徑8.38 cm；撫育間伐林分的平均樹高為8.39～11.10 m，均高于對照林分的平均樹高7.92 m；撫育間伐林分的平均單株材積為0.046 5～0.069 9 m3，明顯高于對照林分的平均單株材積0.024 9 m3，詳見表2。

表2 各標(biāo)準(zhǔn)地的林分生長情況

2.2 不同經(jīng)營密度林分的生長性狀差異

不同撫育間伐強(qiáng)度處理后形成了不同經(jīng)營密度的林分，以此將8 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地按照不同經(jīng)營密度分為四個(gè)等級(jí)，分別為低經(jīng)營密度（即A密度）：經(jīng)營密度為S≤2 100 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地1號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)地6號(hào)；中低經(jīng)營密度（即B密度）：經(jīng)營密度為2 100＜S≤2 500 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地2號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)地3號(hào)；中高經(jīng)營密度（即C密度）：經(jīng)營密度為2 500＜S≤2 900 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地4 號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)地5 號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)地7 號(hào)；高經(jīng)營密度（即D密度，對照樣地），其經(jīng)營密度S＞2 900 株·hm-2。

不同經(jīng)營密度對林分的胸徑、樹高和單株材積的影響顯著性差異（P＜0.05）（見表3）。A密度林分的平均胸徑最大，為11.18 cm，其次B 密度、C 密度，D 密度林分的胸徑最小為8.38 cm；A 密度的林分的平均樹高最大，為10.58 m，D 密度樹高最小為7.92 m；A 密度的林分的單株材積最大，為0.062 2 m3，D 密度林分的單株材積最小為0.026 6 m3。多重比較表明，A 密度林分、B 密度林分和C 密度林分之間的胸徑生長量差異不顯著，但均與對照組D 密度林分存在顯著差異；就樹高性狀，A密度林分與其他林分間差異顯著，B密度林分和C 密度林分間差異不顯著，但與對照組差異顯著；就單株材積性狀，A 密度林分、B 密度林分和C 密度林分之間差異不顯著，但均與對照組D 密度林分存在顯著差異。表明柏木人工林經(jīng)營密度越大，林分平均胸徑、平均樹高和單株材積越小。

表3 不同經(jīng)營密度林分生長性狀多重比較表

2.3 不同經(jīng)營密度對林分水平結(jié)構(gòu)的影響

由表4 知，不同經(jīng)營密度的柏木人工林分中，從小徑階到大徑階的植株數(shù)量有所波動(dòng)；隨著經(jīng)營密度的增大，林分中的大徑階植株的比例呈降低變化，而小徑級(jí)植株的比例呈升高趨勢。A 密度林分中徑級(jí)在8＜d≤14 cm 的植株比例為73.91%，而D 密度林分中該徑階的植株比例為54.85%，表明隨著經(jīng)營密度增加，該徑階內(nèi)的植株比例逐漸降低，且其中的小徑級(jí)植株比例逐步增加。A 密度、B 密度和C 密度林分中徑級(jí)d＞14 cm的植株比例在13.04%～17.13%，而D密度林分中該徑級(jí)植株比例僅為0.65%。綜上，柏木人工林的經(jīng)營密度越高，林分的小徑級(jí)植株越多，而中徑級(jí)植株越少，即高經(jīng)營密度有利于培育小徑級(jí)木材而不利于培育中大徑級(jí)木材。

表4 林分水平結(jié)構(gòu)

2.4 不同經(jīng)營密度對林分垂直結(jié)構(gòu)的影響

由表5 可知，不同經(jīng)營密度林分中樹高≤6 m 的植株比例存在著隨經(jīng)營密度的增加而“先升后降”的趨勢，而樹高級(jí)距在8～10 m 間的植株比例變化與此相同；不同經(jīng)營密度林分中樹高級(jí)距在6～8 m 間的植株比例存在著隨經(jīng)營密度的增加而升高的趨勢，且在D密度林分中該比例達(dá)到54.84%，說明一半以上的植株樹高在此范圍內(nèi)；不同經(jīng)營密度林分中樹高級(jí)距在10～12 m和樹高大于12 m的植株比例存在隨著經(jīng)營密度的增加而降低的變化。在低經(jīng)營密度時(shí)，林分中樹高值大的植株比例多，而在高經(jīng)營密度時(shí)，林分中樹高值小的植株比例多。綜上，對柏木人工林開展合理的撫育間伐，調(diào)整林分經(jīng)營密度，可以促進(jìn)植株的垂直生長。

表5 林分垂直結(jié)構(gòu)

2.5 不同經(jīng)營密度對林分材積結(jié)構(gòu)的影響

由表6 可知，在A 密度和B 密度經(jīng)營下，林分中單株材積由小到大的植株比例呈現(xiàn)“先升后降”的趨勢，而在C 密度和D 密度經(jīng)營時(shí)，其變化為直線下降趨勢。不同經(jīng)營密度林分中，單株材積v≤0.03 m3的植株比例呈現(xiàn)隨著經(jīng)營密度的增加而升高的變化，對于單株材積v＞0.03 m3的植株比例卻呈現(xiàn)隨著經(jīng)營密度的增加而降低的變化。D 密度林分中的單株材積沒有超0.09 m3，而3 個(gè)經(jīng)撫育間伐而調(diào)小經(jīng)營密度林分的單株材積大于0.09 m3的植株比例在11.21%～14.13%，說明撫育間伐調(diào)整密度能促進(jìn)單株材積生長。綜上，隨著柏木人工林經(jīng)營密度的降低，林分中的大材積的植株比例會(huì)增加，且中小材積的植株比例會(huì)減少。因此，可以通過撫育間伐來降低柏木人工林經(jīng)營密度，改善林分空間，促進(jìn)材積生長，培育柏木大徑級(jí)木材。

表6 林分材積結(jié)構(gòu)

2.6 不同經(jīng)營密度對灌草植物種類的影響

由表7 可知，本研究區(qū)內(nèi)柏木人工林中的灌木層以黃荊（Vitex negundo）、馬桑（Coriaria nepalensis）、小葉女貞（Ligustrum quihoui）、火棘（Pyracantha fortuneana）、鐵仔（Myrsine africana）等植物種類為主；草本層為白茅（Imperata cylindrica）、地瓜藤（Caulis Fici）、栗褐薹草（Carex brunnea）、蛇 莓（Duchesnea indica）、鐵線蕨（Adiantum capillus-veneris）、蜈蚣草（Eremochloa ciliaris）、野青茅（Deyeuxia pyramidalis）等植物種類為主。

表7 撫育間伐后物種種類、植被蓋度、優(yōu)勢種

經(jīng)過撫育間伐而降低林分密度后，7 個(gè)處理樣地的灌草層物種數(shù)6～11 個(gè)，灌草蓋度15%～25%，而對照樣地內(nèi)的灌草層物種數(shù)為3 個(gè)，灌草蓋度僅5%。表明對林分實(shí)施撫育間伐后，林分中的植物物種數(shù)量顯著增加，灌草層蓋度顯著提高，群落結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，林下植被得到較好恢復(fù)。

3 結(jié)論與建議

大英縣實(shí)施省級(jí)森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)后，項(xiàng)目區(qū)柏木人工林的森林結(jié)構(gòu)和質(zhì)量得到了顯著改善，有效降低了林分密度，增加了林木生長空間，明顯改變了林分的水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和單株材積結(jié)構(gòu)。同時(shí)，項(xiàng)目區(qū)林分中的植物物種數(shù)量顯著增加，物種多樣性得以顯著提高，灌草層蓋度顯著提高，群落結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，群落穩(wěn)定性增強(qiáng)，林下植被得到較好恢復(fù)。

大英縣森林資源以柏木人工純林為主，由于經(jīng)營不到位，林分處于密度高、林木生長緩慢、林下植被少等狀態(tài)，林分多為低產(chǎn)低效林。因此，大英縣借鑒本次省級(jí)森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)的成效與經(jīng)驗(yàn)，在未來應(yīng)積極爭取各級(jí)財(cái)政項(xiàng)目資金針對全縣柏木人工林加強(qiáng)中幼林撫育管理，定期編制森林撫育設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)實(shí)施。同時(shí)，對已有的柏木人工純林要積極調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)，使其盡快向混交林方向發(fā)展，逐步提高全縣混交林的比例，培育形成完整性好、穩(wěn)定性強(qiáng)的森林。