油松、銳齒櫟林撫育前后林木徑階分布變化分析與研究

王海利，楊愛芬

1 研究的目的意義

森林撫育是培育森林的一項(xiàng)重要手段，是在未成熟的森林中，定期的伐除部分林木，促進(jìn)保留木生長，縮短成熟期，改善森林衛(wèi)生狀況，提高林分質(zhì)量和生長量，增強(qiáng)林木抵抗自然災(zāi)害的能力，維護(hù)生態(tài)平衡［1－5］。并通過撫育可以獲得一部分木材，所以說森林撫育具有雙重意義，即是培育森林的方法，又是獲得木材的手段。

撫育間伐作為森林經(jīng)營的主要措施，影響到森林的多個(gè)方面，包括林分生長、總收獲量、林分結(jié)構(gòu)等，它為林木創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，提高了林木質(zhì)量，改善了森林的生態(tài)功能。因此，研究撫育間伐對(duì)森林的影響是科學(xué)確定森林撫育具體措施的重要依據(jù)，對(duì)整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營也具有重要意義［5－11］。本文通過系統(tǒng)的分析和整理就撫育間伐對(duì)油松和銳齒櫟林林木徑階分布的變化進(jìn)行了總結(jié)，為進(jìn)行合理科學(xué)的間伐活動(dòng)提供依據(jù)，對(duì)于維持林地的生態(tài)作用以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的森林經(jīng)營戰(zhàn)略具有重要的指導(dǎo)意義。

2 研究區(qū)概況

旬陽壩林場（33°14′～ 33°50′N，108°16′～108°56′E）位于陜西省寧陜縣境內(nèi)寧東林業(yè)局駐地旬陽壩，地處秦嶺中心地帶——秦嶺中段南坡。南北長約66.8km，，東西寬約47.3km?？偯娣e12 737.8公頃，區(qū)內(nèi)最低海拔為1 250m，最高海拔為2 889m。

火地塘林區(qū)（33°25′～ 33°29′N，108°25′～108°30′E）地處秦嶺南坡中山地帶中部，位于陜西省寧陜縣境內(nèi)。林區(qū)面積2 037公頃，海拔1 470～2 473m。氣候?yàn)榕瘻貛駶櫳降貧夂颉?月份平均氣溫－2.8℃，7月份平均氣溫為23.8℃，年平均氣溫為8.0℃；年平均降水量為1 130 mm，多集中于7～9月，降雪從10月末到次年4月初；平均相對(duì)濕度為77.1%，無霜期199d。林區(qū)地形陡峻，坡度一般為30°～35°。土壤類型主要為山地棕壤、山地暗棕壤和山地草甸土，土層平均厚度50cm左右，成土母巖主要為花崗巖、片麻巖、變質(zhì)砂巖和片巖。現(xiàn)有森林是原生植被在20世紀(jì)六七年代主伐后恢復(fù)起來的天然次生林，主要成林樹種有銳齒櫟、油松、華山松（Pinus armandi）、紅樺 （Betulaalbo－sinensis）、光皮樺（Betula luminifera）、青扦（Picea wilsonii）、巴山冷杉（Abies fargesii）、山楊（Populus davidiana）等。

3 研究材料和方法

3.1 樣地選擇

通過查閱資料和現(xiàn)場踏查等方式，在全面了解油松林和銳齒櫟林資源分布的基礎(chǔ)上，選擇立地條件基本一致、林相完整、有代表性的樣地。采用典型選樣法，于2010年7月，在旬陽壩林場的91號(hào)林班和炸藥庫溝選擇了5塊20m×30m以油松為優(yōu)勢(shì)樹種的固定樣地，在火地塘林區(qū)選擇了5塊（表1）20m×30m以銳齒櫟為優(yōu)勢(shì)樹種的固定樣地。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)四角及中心設(shè)立1m×1m灌木小樣方5塊。

3.2 樣地調(diào)查

樣地選定后，開展林分和樣地調(diào)查，對(duì)樣地內(nèi)的喬木進(jìn)行每木檢尺，記錄其樹種、樹高、胸徑和健康狀況。調(diào)查每個(gè)小樣方灌木和草本的植物種類、高度、蓋度及個(gè)體數(shù)量，并做好記錄。

3.3 研究方法

采用對(duì)比分析的方法，將撫育（本次試驗(yàn)采用20%的間伐強(qiáng)度）前后樣地的樹種組成、平均胸徑、平均樹高、健康狀況以及林分的質(zhì)量進(jìn)行比較，從而探討森林撫育對(duì)徑階分布和樹高的影響，進(jìn)而為進(jìn)行合理科學(xué)的森林撫育提供依據(jù)。

表1 樣地設(shè)置情況

4 結(jié)果與分析

4.1 撫育間伐前后油松林的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4.1.1 撫育間伐前后油松林的垂直結(jié)構(gòu) 油松林的林木組成簡單，基本上是以油松為主組成單一優(yōu)勢(shì)樹種的純林。撫育間伐前的油松林，其層次結(jié)構(gòu)為喬木層、灌木層和草本層3層，喬木層除稀疏分布有銳齒櫟、梾木（Cornus macrophylla）、漆樹（Toxicodendron vernicifluum）等闊葉樹種外（闊葉樹種尚占不到2成），為油松純林。林分平均胸徑19.6cm，平均高19m，郁閉度0.85。灌木蓋度40%，高0.3m，樹種有繡線菊（Spiraea salicifolia）、南蛇藤（Celastrus orbiculatus）、刺五加（Radix Acanthopanacis Senticosl）、薔薇（Rosa multiflora）、忍冬（Lonicera Japonica）。草本層高0.1m～0.15m，蓋度25%，常見有風(fēng)毛菊（Saussurea mongolica）、懸 鉤 子 （Rubus corchorifolius）、茜草（Rubia cordifolia）等。

間伐后，群落主要還是喬木層、灌木層和草本層3層。喬木層樹種為油松、華山松、銳齒櫟、梾木和漆樹，間伐后闊葉樹株數(shù)保持原狀不變，但油松的株數(shù)減少，林相較為整齊合理，油松沒有明顯的被壓木存在，平均胸徑18.7cm，平均樹高18 m，郁閉度0.65（表2）。

表2 間伐后樣地林分的狀況

4.1.2 間伐前后油松林分的樹種組成 間伐前，林分主要由油松和華山松等針葉樹種組成，稀分布著銳齒櫟、梾木、漆樹等闊葉樹種。間伐后，闊葉樹種基本不變，油松株數(shù)減少，使得林相較為整齊，油松沒有明顯的被壓木存在。

4.1.3 間伐前后油松林木在各徑階上的株數(shù)分布 分別統(tǒng)計(jì)撫育前后油松林木在各徑階上的株數(shù)分布情況。我們可以看到，撫育間伐前，油松林木在各徑階上的株數(shù)分布接近標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線，符合自然狀態(tài)下的林木生長規(guī)律。但是林分密度較大，隨著林分的生長與發(fā)展，林木個(gè)體之間對(duì)營養(yǎng)空間的競爭日益顯著，林分分化也漸趨顯著，這樣不利于林分的長遠(yuǎn)發(fā)展。

撫育間伐后，林分密度降低，林木在各徑階上的株數(shù)分布變?yōu)轫敺迤蟮那€形狀（圖1），為保留木創(chuàng)造了適宜的生長空間。

圖1 不同藥劑處理防治效果差異顯著性分析

圖2 間伐前后油松在各徑階上樹木的平均高

4.1.4 間伐前后油松在各徑階上的林木平均樹高的變化 間伐前后，在一定的徑階范圍內(nèi)，油松林木的平均樹高都隨徑階的增大而增高，超過一定徑階范圍后，油松林木的平均樹高達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的程度，不再增高。通過對(duì)比撫育前后油松林的平均樹高，發(fā)現(xiàn)撫育對(duì)林木樹高的影響不顯著。

間伐前后油松在各徑階上樹木平均高的分布如圖2所示。由圖2可以看出，間伐后，一些干形差的油松、枯立木以及老狼木被伐除，一部分徑階上林木的平均高有略微的增高或降低，但大部分基本無變化。

綜上所述，該研究建立的凡納濱對(duì)蝦血細(xì)胞蛋白質(zhì)雙向電泳體系：裂解液提取血細(xì)胞蛋白質(zhì)，10%TCA/丙酮沉淀法制備蛋白質(zhì)樣品，采用17 cm pH值5～8的預(yù)制IPG膠條進(jìn)行第一向等電聚焦，濃度為12.5%的凝膠進(jìn)行第二向SDS-PAGE電泳，采用銀染染色法制備凝膠圖譜。采用該體系能夠?qū)⒎布{濱對(duì)蝦血細(xì)胞蛋白質(zhì)充分分離，得到斑點(diǎn)清晰、分辨率高的雙向電泳圖譜，為凡納濱對(duì)蝦血細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

4.1.5 撫育間伐前后油松林的林分質(zhì)量變化森林在自然稀疏的過程中，被淘汰的個(gè)體未必都材質(zhì)低劣，保留者也并非干形都良好。因此，通過撫育采伐，有目的地選擇保留木，這樣就提高了林木質(zhì)量，增加了單位面積上的木材利用率。

由圖3可以看出，撫育后，油松林干形優(yōu)良所占總株數(shù)的百分?jǐn)?shù)，比之撫育前的有一定的提高。說明，撫育間伐后，油松林的林分質(zhì)量有了一定程度的提高。

圖3 間伐前后油松干形優(yōu)良木所占百分比

4.1.6 間伐前后油松林林分的健康狀況 撫育間伐清除了林內(nèi)枯死木、病蟲害木以及風(fēng)折、風(fēng)倒、雪折木、改善了林分衛(wèi)生狀況、改良了林內(nèi)光照和通風(fēng)條件，既減少了病蟲害與火災(zāi)發(fā)生、蔓延的可能性，又可提高保留木對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力。

從圖4中可以看出，通過森林撫育，油松林內(nèi)枯立木和有病蟲害的林木所占比例明顯下降。通過森林撫育清除林內(nèi)的枯死木、病害木、風(fēng)折木，風(fēng)倒木和雪折木，達(dá)到了改善林分衛(wèi)生狀況、改良林內(nèi)通風(fēng)和光照條件的效果，減少了病蟲危害蔓延，提高森林對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力，改善了林分衛(wèi)生狀況，增強(qiáng)了林分抗性，為保留木提供了一個(gè)良好的生長空間。

圖4 間伐前后油松林枯損和有病蟲害的林木所占百分比

4.2 撫育間伐前后銳齒櫟林的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4.2.1 撫育間伐前后銳齒櫟林的垂直結(jié)構(gòu) 銳齒櫟林的林木組成比較復(fù)雜，是以銳齒櫟、槭樹和華山松為主要優(yōu)勢(shì)樹種組成的混交林。撫育間伐前的銳齒櫟林，其層次結(jié)構(gòu)為喬木層、灌木層和草本層3層，喬木層主要為銳齒櫟、槭樹和華山松，另外還稀疏分布著漆樹、木姜子（Laurus cubeba）、榛子（Corylus chinensis）等闊葉樹種。林分平均胸徑16.7cm，平均高17m，郁閉度0.95。灌木蓋度30%，高0.4m，樹種有菝葜（Smilax china）、牛 奶 子 （Elaeagnus umbellata）、胡 枝 子（Leapedeza bicolor）、衛(wèi)矛（Euonymus alatus）、南蛇藤等。草本層高0.1m～0.15m，蓋度40%，常見種類有風(fēng)毛菊、懸鉤子、茜草等。

間伐后，群落還是喬木層、灌木層和草本層3層。喬木層樹種為銳齒櫟、華山松、槭樹、漆樹、木姜子，間伐后銳齒櫟株數(shù)減少，其他樹種數(shù)量基本不變，林相較為整齊，銳齒櫟沒有明顯的被壓木存在，平均胸徑15.9cm，平均高16m，郁閉度0.65（表3）。

表3 間伐后樣地林分的狀況

4.2.2 間伐前后銳齒櫟林分的樹種組成 間伐前的林分是以銳齒櫟、槭樹和華山松為主要優(yōu)勢(shì)樹種組成的混交林。間伐后銳齒櫟株數(shù)減少，其他樹種數(shù)量基本不變，使得林相較為整齊，銳齒櫟沒有明顯的被壓木存在。

圖5 間伐前后每公頃銳齒櫟（650株）在各徑階上的

4.2.4 間伐前后銳齒櫟在各徑階上的林木平均樹高的變化 間伐前后，在一定的徑階范圍內(nèi)，銳齒櫟林木的平均樹高都隨徑階的增大而增高，超過一定徑階范圍后，銳齒櫟林木的平均樹高達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的程度，不再增高。通過對(duì)比撫育前后銳齒櫟林木的平均樹高，發(fā)現(xiàn)撫育對(duì)林木樹高的影響不顯著。

間伐前后，銳齒櫟在各徑階上的樹高平均高的分布如下圖6所示。由圖6可以看出，間伐后，一些干形差的銳齒櫟、枯立木以及老狼木被伐除，一部分徑階上林木的平均高有略微的增高或降低，但大部分基本無變化。

圖6 間伐前后銳齒櫟在各徑階上樹木的平均高

4.2.5 撫育間伐前后銳齒櫟林林分的質(zhì)量變化森林在自然稀疏的過程中，被淘汰的個(gè)體未必都材質(zhì)低劣，保留者也并非干形都良好。因此，通過撫育采伐，有目的地選擇保留木，這樣就提高了林木質(zhì)量，增加了單位面積上的木材利用率。

由圖7可以看出，撫育后，銳齒櫟林干形優(yōu)良所占總株數(shù)的百分?jǐn)?shù)，比之撫育前的有一定的提高。說明，撫育間伐后，銳齒櫟林的林分質(zhì)量有了一定程度的提高。

圖7 間伐前后銳齒櫟干形優(yōu)良木所占百分比

4.2.6 間伐前后銳齒櫟林林分的健康狀況 撫育間伐清除了林內(nèi)枯死木、病蟲害木以及風(fēng)折、風(fēng)倒、雪折木、改善了林分衛(wèi)生狀況、改良了林內(nèi)光照和通風(fēng)條件，既減少了病蟲害與火災(zāi)發(fā)生、蔓延的可能性，又可提高保留木對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力。

由圖8可以看出，間伐后林分內(nèi)銳齒櫟風(fēng)折、枯立木、病株和瀕死木占總株數(shù)的百分?jǐn)?shù)，比之間伐前的有較大幅度的降低。說明，間伐后的銳齒櫟林分健康狀況得到了較大的改善。

圖8 間伐前后銳齒櫟各徑階上枯損和有病蟲害的株數(shù)所占百分比

5 結(jié)論

森林撫育不改變油松和銳齒櫟林的樹種組成，撫育前后油松和銳齒櫟株數(shù)減少，其它樹種數(shù)量基本不變，但林相更為整齊合理，沒有明顯被壓木存在［12－21］。

撫育前油松、銳齒櫟林分密度較大，隨著林分的生長與發(fā)展，林木個(gè)體之間對(duì)營養(yǎng)空間的競爭日益顯著，林分分化也漸趨顯著，這樣不利于林分的長遠(yuǎn)發(fā)展［21－29］。撫育間伐后，林分密度降低，林木在各徑階上的株數(shù)分布由正態(tài)分布變?yōu)轫敺迤蟮那€形狀，為保留木創(chuàng)造了適宜的生長空間［30－31］。

在油松和銳齒櫟林分內(nèi)，在一定范圍里，林分中的林木胸徑越大，林木也越高，超過某個(gè)臨界值后，樹高不再隨著胸徑的變化而變化；通過對(duì)比撫育前后油松和銳齒櫟林木的平均樹高，發(fā)現(xiàn)撫育對(duì)林木樹高的影響不顯著。

通過森林撫育，油松、銳齒櫟林內(nèi)的優(yōu)質(zhì)木所占比例明顯增加，說明森林撫育提高了林分的質(zhì)量。

通過森林撫育，油松和銳齒櫟林內(nèi)枯立木和有病蟲害的林木所占比例明顯下降。森林撫育清除了林內(nèi)的枯死木、病害木、風(fēng)折木，風(fēng)倒木和雪折木，達(dá)到了改善林分健康狀況的效果。

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