不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林林分結構的影響

楊阿莉

甘肅省小隴山林業(yè)保護中心高橋林場，甘肅 隴南 742304

0 引言

人工林是指由人工種植方式營造和培育而成的森林，具有成活率高、林木生長速度快、開發(fā)方便及經(jīng)濟效益顯著等特點，是我國林業(yè)生態(tài)重要的組成部分［1］。第九次全國森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)顯示，我國森林面積已達到2.2億hm2，森林蓄積量為175.6億m3，其中人工林面積達到了227.94 萬hm2，已成為世界上人工林面積最大的國家［2］。但近幾年，林木質量不高、生長周期長等問題已成為制約馬尾松人工林發(fā)展的主要因素?；诖?，筆者以馬尾松人工林為研究對象，在高橋林場內(nèi)選取研究樣地，探究不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林林分結構的影響，以尋求馬尾松人工林合適的經(jīng)營方式，助力我國人工林事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)域概況

選擇甘肅省小隴山林業(yè)保護中心高橋林場作為試驗區(qū)域。該區(qū)域位于小隴山中部，北接李子、觀音、黨川林場，南鄰榆樹林場，東與左家林場接壤，西與麻沿林場相連，屬秦嶺南坡，地處隴南市徽縣境內(nèi)，地理位置為東經(jīng)105°50′01″～106°15′16″，北緯33°57′33″～34°09′40″。研究區(qū)為東西走向（長39 km），南北寬15 km，整體氣候條件呈大陸性季風氣候，年平均氣溫12.5 ℃，年降水量可達738.9 mm，年平均日照時間1 562 h，年無霜期約185 d。地質構造上屬于秦嶺褶皺地帶，土壤主要為褐色土及棕壤，該區(qū)域在呈較明顯的垂直分布。當?shù)爻Ｒ姌浞N有華山松、杉木、油松、白皮松、云杉、冷杉及側柏等。

2 研究方法

2.1 樣地設置

經(jīng)探查，在高橋林場內(nèi)選擇林分與環(huán)境條件基本一致的馬尾松人工林作為研究樣地。此次研究共設置目標樹經(jīng)營、傳統(tǒng)撫育經(jīng)營（蓄積間伐強度與株數(shù)）及不做采伐（CK）3 種經(jīng)營方式。目標樹經(jīng)營方式有2 個水平，每個樣地目標樹設置6株、14株2個密度，采伐干擾樹后經(jīng)折算蓄積間伐強度為6.6%、17.5%，分別記作A1、A2。傳統(tǒng)撫育經(jīng)營有2種間伐方式，一種是與目標樹經(jīng)營方式保持相同的蓄積間伐強度（6.6%、17.5%），分別記作B1、B2；另一種是與目標樹經(jīng)營方式保持相同的采伐株數(shù)，經(jīng)折算后株數(shù)間伐強度為13.8%、21.2%，分別記作C1、C2。此試驗共7個處理，每個處理設3個重復。其中，目標樹為生命力強、長勢旺、干形通直、材質優(yōu)良、表面無損傷的馬尾松苗木；干擾樹則為對目標樹的生長產(chǎn)生負面影響的樹，如與目標樹間隔較小、壓彎目標樹1/3樹冠的樹等［3］。試驗共布設30 m×30 m固定樣地21個，并依次編號。在樣地四周設置圍擋，保證各樣地邊界明確，同時詳細記錄各樣地的地形因子和馬尾松生長情況（見表1）。

表1 樣地地形因子和馬尾松生長情況

2.2 研究指標

布設樣地后，于2022 年8—11 月對競爭木和間伐木進行采伐。采伐后30 d，通過測定林分空間結構指數(shù)（包括混交度、競爭指數(shù)、開敞度等），分析不同林業(yè)經(jīng)營方式下馬尾松人工林林分空間結構特征［4］。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2020 和AcrGIS 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。

3 結果與分析

3.1 不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林樹種隔離程度的影響

經(jīng)數(shù)據(jù)匯總計算，不同林業(yè)經(jīng)營方式下各樣地馬尾松人工林中馬尾松與柏木的混交頻率分布及均值如表2 所示。由表2 可知，①在CK 經(jīng)營方式下，馬尾松處于零度混交狀態(tài)的林木比例為72.1%，處于弱度混交和中度混交狀態(tài)的林木比例為27.9%，處于強度混交和極強度混交狀態(tài)的林木比例為0。這說明未經(jīng)間伐撫育處理，人工林林分內(nèi)大多為馬尾松，僅有少量柏木混交其間，樹種異質度較低。②在目標樹經(jīng)營方式下，馬尾松處于零度混交狀態(tài)的林木比例有所下降，下降幅度為0.077～0.105；處于弱度混交和強度混交狀態(tài)的林木比例均有上升，上升幅度分別為0.071～0.073 與0.013～0.017。同時，馬尾松平均混交度隨著目標樹保留株數(shù)的增加呈上升趨勢［5］。③在蓄積-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，馬尾松處于零度混交與中度混交狀態(tài)的林木比例均有所下降，下降幅度分別為0.043～0.087 與0.001～0.099；處于弱度混交和強度混交狀態(tài)的比例雖有小幅度上升，但也隨著采伐強度的加大表現(xiàn)出下降趨勢；處于極強度混交狀態(tài)的林木比例變化最為明顯，由0.005 下降至0。④在株數(shù)-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，馬尾松處于零度混交和中度混交狀態(tài)的林木比例均有所下降，下降幅度為0.037～0.046 與0.033～0.037；處于弱度混交狀態(tài)的林木比例呈上升狀態(tài)，上升幅度為0.051～0.083［6］。由此可見，此次研究所選取的3 種不同林業(yè)經(jīng)營方式，在同一對比處理下，馬尾松平均混交度表現(xiàn)為A＞B＞C，說明采取目標樹經(jīng)營后，馬尾松人工林混交度表現(xiàn)出了明顯增加趨勢，有效改善了林分內(nèi)馬尾松樹種與柏木樹種的隔離程度，提升了林分的整體穩(wěn)定性。

表2 不同林業(yè)經(jīng)營方式下各樣地馬尾松與柏木混交頻率分布及均值

3.2 不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林透光條件的影響

經(jīng)數(shù)據(jù)匯總計算，不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林透光條件即開敞度的分布頻率與均值如表3 所示。由表3 可知，①在CK 經(jīng)營方式下，馬尾松人工林林分開敞度均值達到0.170，且僅有2.1%的馬尾松林木所需生長空間得到滿足，大部分林木的生長空間正處于不足或嚴重不足的狀態(tài)。②在目標樹經(jīng)營方式下，馬尾松林木生長空間得到了有效改善，各處理林分平均開敞度均得到不同程度的提高；尤其是A2處理，17.2%的馬尾松林木所需生長空間得到了滿足，林內(nèi)開敞度得到明顯提高［7］。③在傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，馬尾松林木各處理林分平均開敞度相較于CK 經(jīng)營方式均得到了小幅度提升；但在蓄積-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，各處理林分平均開敞度分布頻率在（0.3，0.4］的樹木不到22%；在株數(shù)-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，各處理林分平均開敞度在（0.3，0.4］的樹木不到19%。由此可見，在同一對比處理下，馬尾松人工林林分開敞度表現(xiàn)為A＞B＞C。這說明在目標樹經(jīng)營方式下，馬尾松人工林林分透光條件得到明顯優(yōu)化，且隨著對干擾樹間伐強度的加大，林分開敞度也呈現(xiàn)上升趨勢［8］。雖然蓄積、株數(shù)兩種傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式也可提高馬尾松人工林林分開敞度，但總體數(shù)值要小于目標樹經(jīng)營方式。因此，相較于傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式，目標樹經(jīng)營方式更能提高林分開闊程度，使樹木在生長過程中得到更多的生長空間與光照資源，適用于大徑材的培育［9］。

表3 不同林業(yè)經(jīng)營方式下馬尾松人工林開敞度頻率分布及均值

3.3 不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林林木競爭的影響

經(jīng)數(shù)據(jù)匯總計算，不同林業(yè)經(jīng)營方式下馬尾松人工林林木競爭指數(shù)如表4所示。由表4可知，①各研究樣地林木平均競爭指數(shù)具有明顯差異，分布范圍在2.518～3.554。其中，在CK 經(jīng)營方式下，林木競爭指數(shù)最高（3.554）；其次為C1、C2經(jīng)營方式，A2林木平均競爭指數(shù)最低（2.518）。②在目標樹經(jīng)營方式下，林木競爭指數(shù)隨著干擾樹間伐強度的加大而降低，且林木競爭指數(shù)最大值也明顯降低，A2經(jīng)營方式相較于CK 經(jīng)營方式林木競爭指數(shù)最大值下降了7.411。③在蓄積-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，林木競爭指數(shù)最小值相對于CK經(jīng)營方式有所降低，但變化幅度較小，下降區(qū)間為0.072～0.331，且競爭指數(shù)最大值也隨著間伐強度的加大呈現(xiàn)下降趨勢。④在株數(shù)-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式下，各處理林木競爭指數(shù)最小值有所上升，上升區(qū)間為0.029～0.195，林木競爭指數(shù)的最大值呈現(xiàn)出了先下降后上升的趨勢。由此可見，在同一對比處理下，馬尾松人工林林木競爭指數(shù)表現(xiàn)為A＜B＜C，即目標樹經(jīng)營方式＜蓄積-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式＜株數(shù)-傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式。這說明目標樹經(jīng)營方式降低馬尾松人工林林木間競爭的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式，可有效降低林木間競爭激烈態(tài)勢，激發(fā)林木生長活力［10］。

表4 不同林業(yè)經(jīng)營方式下馬尾松人工林林木競爭指數(shù)

4 結論與討論

筆者在甘肅省小隴山林業(yè)保護中心高橋林場選取林分與環(huán)境條件基本一致的馬尾松人工林作為試驗地，采用目標樹經(jīng)營、傳統(tǒng)撫育經(jīng)營（分為株數(shù)與間伐強度）及不做采伐3 種經(jīng)營方式，探究不同林業(yè)經(jīng)營方式對馬尾松人工林林分結構影響，研究結果如下。

第一，在同一對比處理下，馬尾松平均混交度表現(xiàn)為A＞B＞C。這說明采用目標樹經(jīng)營方式后，馬尾松人工林混交度表現(xiàn)出了明顯增加趨勢，且馬尾松平均混交度也隨著目標樹保留棵數(shù)的增加逐年上升，有效改善了林分內(nèi)馬尾松樹種與柏木樹種的隔離程度，提升了林分的整體穩(wěn)定性。

第二，在同一對比處理下，馬尾松人工林林分平均開敞度表現(xiàn)為A＞B＞C。這說明在目標樹經(jīng)營方式下，馬尾松人工林林分透光條件得到明顯優(yōu)化，且隨著對干擾樹間伐強度的加大，林分開敞度也呈現(xiàn)出上升趨勢。雖然蓄積、株數(shù)兩種傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式也可提高馬尾松人工林林分開敞度，但總體數(shù)值要小于目標樹經(jīng)營方式。因此，相較于傳統(tǒng)撫育經(jīng)營，目標樹經(jīng)營方式更能提高林分開闊程度，使樹木在生長過程中得到更多的生長空間與光照資源，適用于大徑材的培育。

第三，在同一對比處理下，馬尾松人工林林木競爭指數(shù)表現(xiàn)為A＜B＜C。這說明目標樹經(jīng)營方式在降低馬尾松人工林林木間競爭方面的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式，可有效緩解當前馬尾松人工林培育過程中的林木競爭壓力，助力林木成長。

此次研究通過對比目標樹經(jīng)營與傳統(tǒng)撫育經(jīng)營兩種方式對馬尾松人工林林分結構的影響可以發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)撫育經(jīng)營方式，目標樹經(jīng)營方式可以取得更加良好的效果。因此，在馬尾松人工林后期撫育工作中，林業(yè)人員可采用目標樹經(jīng)營方式提高馬尾松林質量，使其林分結構趨近理想狀態(tài)，從而為我國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻積極力量。