近自然經營對杉木人工林生長的影響

徐清乾, 許忠坤*, 張 勰, 羅藝偉

(1.湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004； 2.北京林業(yè)大學, 北京 100083)

近自然經營對杉木人工林生長的影響

徐清乾1, 許忠坤1*, 張 勰1, 羅藝偉2

(1.湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004； 2.北京林業(yè)大學, 北京 100083)

通過伐除競爭木、間伐過密木、擇伐達標木、開窗補植等一系列營林措施培育目標樹，研究杉木人工中齡純林近自然經營前期效果。結果表明：隨著間伐、擇伐強度的增加，目標樹樹高、胸徑增長效果越來越顯著。林分密度每667 m2保留100、120、140、150、160、170、180株相對220株(CK)，目標樹平均樹高增長率分別提高3.08%、2.77%、2.52%、2.27%、1.77%、1.50%、1.21%，目標樹平均胸徑增長率分別提高4.26%、3.61%、3.04%、2.58%、2.18%、1.67%、1.12%；開窗直徑6 m、7 m、8 m相對不開窗(CK)，目標樹樹高增長率分別提高0.54%、0.96%、1.37%，目標樹胸徑增長率分別提高1.32%、1.85%、2.53%。

近自然； 經營； 人工林； 杉木

近自然森林經營是指充分利用森林生態(tài)系統內部的自然生長發(fā)育規(guī)律，不斷優(yōu)化森林經營過程[1]，從而優(yōu)化森林的結構和功能，使生態(tài)與經濟需求最佳結合的一種真正接近自然的森林經營模式[2]。當前，湖南省人工林主要以純林為主,純林的短期經濟效益好[3]，但林分結構差，林地肥力下降，生態(tài)效益差，生物多樣性低[4]。杉木人工林近自然經營就是針對項目區(qū)杉木人工純林現狀，借鑒森林近自然林業(yè)理論，改變杉木人工純林演替方向，使現有杉木人工純林向針闊混交林演替，以增強林分的穩(wěn)定性和抗逆性，提高林分生產力和經濟效益[5]。

1 試驗地概況

杉木人工林近自然經營試驗示范點設于湖南省慈利縣景龍橋鎮(zhèn)聯合村，地理坐標東經110°55′、北緯29°08′。該地屬雪峰山脈北端中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫16.3 ℃,年降水量1 440 mm，年無霜期280天，年日照1 790 h，雨水充沛，日照充足。土壤為板頁巖發(fā)育的紅黃壤，造林前植被為馬尾松、殼斗科為主的天然針、闊混交林。

2 材料與方法

2.1 試驗樣地

慈利縣景龍橋鎮(zhèn)聯合村1996年春營造的杉木人工純林，造林密度220株/667 m2，面積8 hm2。

2.2 試驗設計

在樣地內設置18塊20 m×30 m固定標準地，標準地內標記目標樹、競爭木、間伐木、擇伐木，差樹、一般林木不作標記[6]。以標準地為單位，進行間伐、擇伐、開窗、補植設計[7]。各標準地試驗作業(yè)設計如表1所示。

2.3 試驗方法

2.3.1 標準地林木利用類型劃分 從林木利用的角度出發(fā)，將標準地的林木分成以下幾類[8]： ①目標樹： 長期保留、完成天然林下更新并達到目標直徑后才采伐利用的林木。選擇目標樹的標準為： 樹種材質較好，經濟價值較高；樹干通直，尖削度小，不能是雙叉木；樹干枝下高或只帶細枝的樹干高度達到6 m以上；樹冠發(fā)育良好，冠幅應為樹高的25%～35%之間，不偏冠；樹枝細，否則就是霸王木；沒有因為生物或非生物因素造成的損傷;不位于林道、集材道周邊和林緣。②特殊目標樹：為增加混交樹種、保持林分結構或生物多樣性等目的而需要保護的林木。③競爭木：與目標樹競爭陽光和向上生長空間，影響目標樹生長的林木。④差樹：火燒、斷梢、雙叉、腐爛、萌條、蟲害、霸王木等不良木。⑤間伐木：雖然不是競爭木，但在林分密度過大的地方，為促進未來目標樹的生長，增加林中透光，促進林下更新而需伐除一部分的林木。⑥擇伐木：已達目標胸徑，需采伐以獲得一定經濟收益的林木。⑦一般林木：其它保留在林中不作特別標記的林木[9]。

表1 慈利標準地試驗作業(yè)設計Tab.1 Cilistandardtestoperationdesign處理標地號標地內總株數間、擇伐株數保留密度(株/667m2)開窗直徑(m)窗內補植1慈139761008楠木、光皮樺各6株2慈6131201208光皮樺12株3慈10140191307楠木、光皮樺各5株4慈11157271407光皮樺10株5慈14157271406光皮樺8株6慈1615091506楠木8株7慈15154131508慈1179271609慈51772716010慈171701017011慈181741317012慈420030180CK2慈916401908楠木12株CK2慈317101907楠木10株CK2慈1218601906楠木、光皮樺各4株CK1慈21950220CK1慈72010220CK1慈82040220

2.3.2 標準地營林活動 按試驗設計的密度要求，于2011年12月對標準地進行間伐擇伐作業(yè)，部分目標樹周邊開窗作業(yè)和補植造林作業(yè)： ①伐除競爭木。優(yōu)先考慮伐除競爭木，以促進目標樹的生長[10]。②間伐。在林分密度過大的地方，需伐除一部分林木。③擇伐。采伐一部分已達到目標胸徑的林木。④開窗、補植[11]。開窗直徑6 m、7 m、8 m，窗內分別補植8株、10株、12株光皮樺[12]或楠木。

2.3.3 數據采集 2011年10月，標準地內每木調查樹高、胸徑作為試驗前基數；2013年12月再每木調查樹高、胸徑作為試驗后統計數據。

3 結果與分析

3.1 不同保留密度對林分平均胸徑、樹高增長率的影響

不同保留密度林分平均胸徑、樹高的基數和現值如表2所示。

表2 不同保留密度林分樹高、胸徑平均值Tab.2 TheaveragetreeheightandDBHofdifferentden-sitystand保留密度(株/667m2)林分平均胸徑(cm)林分平均樹高(m)基數現值基數現值10013.1115.1211.1312.2712012.7214.5510.8811.9414012.3914.0610.7111.7015012.2213.7710.5811.5316011.6813.0810.3711.2817011.2112.4810.1611.0218010.6911.849.8810.70190(CK)10.4711.559.7710.57220(CK)10.1911.169.6910.40

以表2中9種保留密度類型分別計算平均樹高、胸徑現值相對2年前基數增長率，結果如圖1、圖2所示。

圖1 不同保留密度林分平均樹高相對基數增長率Fig.1 The growth rate of tree height relative to the base in different density stand

圖2 不同保留密度林分平均胸徑相對基數增長率Fig.2 The growth rate of DBH relative to the base in different density stand

從圖1和圖2可知，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株、190株(CK2)、220株(CK1)林分平均樹高相對基數增長率分別為10.24%、9.78%、9.22%、8.98%、8.77%、8.46%、8.26%、8.20%、7.28%；林分平均胸徑增長率分別為15.32%、14.41%、13.48%、12.71%、11.99%、11.32%、10.82%、10.33%、9.51%。

進一步與對照比較，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株，相對CK2(190株/667 m2，開窗口，不間伐、擇伐)林分平均樹高增長率分別提高2.04%、1.58%、1.02%、0.78%、0.57%、0.26%、0.06%，林分平均胸徑增長率分別提高4.99%、4.08%、3.15%、2.38%、1.66%、0.99%、0.49%；相對CK1(不作任何作業(yè))，林分平均樹高增長率分別提高2.96%、2.50%、1.94%、1.70%、1.49%、1.18%、0.98%，林分平均胸徑增長率分別提高5.81%、4.90%、3.97%、3.20%、2.48%、1.81%、1.31%。說明隨著間伐、擇伐強度的增加，林分平均樹高、胸徑增長率相比對照增長率的增值越來越大，對林分總體生長平均值的提高效果越來越顯著。

3.2 不同保留密度對目標樹平均樹高、胸徑增長率的影響

不同保留密度目標樹平均樹高、胸徑的基數和現值如表3所示。

表3 不同保留密度目標樹樹高、胸徑平均值Tab.3 TheaverageheightandDBHoftargettreewithdif-ferentdensity保留密度(株/667m2)目標樹平均胸徑(cm)目標樹平均樹高(m)基數現值基數現值10019.8223.1313.9115.4912020.4723.7614.2215.7914018.6021.4813.4414.8915018.1120.8313.1314.5116018.5421.2513.4514.8017017.8620.3813.0814.3618018.6621.1913.4014.67190(CK)18.5721.0013.3614.56220(CK)18.1120.3613.1814.27

依表3數據分別計算目標樹平均樹高、胸徑現值相對2年前基數增長率，結果如圖3、圖4所示。

圖3 不同保留密度目標樹平均樹高相對基數增長率Fig.3 The height growth rate of target tree relative to the base with different density

圖4 不同保留密度目標樹平均胸徑相對基數增長率Fig.4 The DBH growth rate of target tree relative to the base with different density

從圖3和圖4可知，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株、190株(CK2)、220株(CK1)，目標樹平均樹高相對基數增長率分別為11.33%、11.02%、10.77%、10.52%、10.02%、9.75%、9.46%、8.98%、8.25%；目標樹平均胸徑增長率分別為16.07%、16.05%、15.48%、15.02%、14.62%、14.11%、13.56%、13.06%、12.44%。

進一步與對照比較，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株相對CK2(開窗口但不間伐、擇伐)，目標樹平均樹高增長率分別提高2.35%、2.04%、1.79%、1.54%、1.04%、0.77%、0.48%，目標樹平均胸徑增長率分別提高3.64%、2.99%、2.42%、1.96%、1.56%、1.05%、0.50%；相對CK1(不作任何作業(yè))，目標樹平均樹高增長率分別提高3.08%、2.77%、2.52%、2.27%、1.77%、1.50%、1.21%，目標樹平均胸徑增長率分別提高4.26%、3.61%、3.04%、2.58%、2.18%、1.67%、1.12%。說明隨著間伐、擇伐強度的增加，目標樹平均樹高、胸徑增長率相比對照增長率的增值越來越大，對目標樹樹高、胸徑平均值的提高效果越來越顯著[13]。

3.3 不同開窗直徑對目標樹胸徑、樹高增長率的影響

在目標樹周邊進行直徑6 m、7 m、8 m的開窗處理，對照為不開窗處理。4個開窗處理目標樹樹高、胸徑的基數和現值如表4所示。

表4 不同開窗直徑目標樹樹高、胸徑Tab.4 TheheightandDBHoftargettreewithdifferentwindowdiameter開窗直徑(m)胸徑(cm)樹高(m)基數現值基數現值不開窗19.722.713.915.36.021.825.414.816.47.020.123.514.015.68.021.325.114.616.3

依表4數據分別計算目標樹樹高、胸徑現值相對2年前基數增長率，結果如圖5、圖6所示。

從圖5和圖6可知，開窗直徑6 m、7 m、8 m與不開窗(CK)目標樹樹高相對基數增長率分別為10.82%、11.24%、11.65%、10.28%；目標樹胸徑增長率分別為16.45%、16.98%、17.66%、15.13%。

圖5 不同開窗直徑目標樹樹高相對基數增長率Fig.5 The height growth rate of target tree relative to the base with different window diameter

圖6 不同開窗直徑目標樹胸徑相對基數增長率Fig.6 The DBH growth rate of target tree relative to the base with different window diameter

進一步與對照比較，開窗直徑6 m、7 m、8 m相對不開窗(CK)，目標樹樹高增長率分別提高0.54%、0.96%、1.37%，目標樹胸徑增長率分別提高1.32%、1.85%、2.53%。說明隨著目標樹周邊開窗直徑的增大，目標樹樹高、胸徑生長速度的提高效果越來越顯著[14]。

4 結論與討論

隨著間伐、擇伐強度的增加，林分平均樹高、胸徑增長效果越來越顯著，目標樹平均樹高、胸徑增長效果越來越顯著。隨著目標樹周邊開窗直徑的增大，目標樹樹高、胸徑生長速度的提高效果越來越顯著。

間伐、擇伐及目標樹周邊開窗、補植等近自然經營措施，對林分植被結構、林地土壤養(yǎng)分的影響[15]尚需作進一步研究。

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(文字編校：張 珉)

Effectofclose-to-naturalmanagementonthegrowthofChinesefir

XU Qingqian1, XU Zhongkun1*, ZHANG Xie1， LUO Yiwei2

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

By cutting competitive wood, thinning high density wood, felling standard wood and fenestration replanting measures to cultivate target tree, the effect of close-to-natural management on the growth of Chinese fir was researched. The results showed that, with the increase of thinning and felling intensity, the height and DBH growth effect of target tree was more remarkable. Stand density remained 100，120，140，150，160，170，180 strains per 667 m2compared with 220 strains(CK)，the height growth rate of target tree increased 3.08%, 2.77%, 2.52%, 2.27%, 1.77%, 1.50% and 1.21% respectively，and the DBH growth rate increased 4.26%, 3.61%, 3.04%, 2.58%, 2.18%, 1.67% and 1.12% respectively. Opening window diameter of 6m, 7 m and 8m compared with no opening window(CK)，the height growth rate of target tree increased 0.54%,0.96% and 1.37% respectively , and the DBH growth rate increased 1.32%, 1.85% and 2.53% respectively.

close to nature; management; plantation; Chinese fir

2014-03-27

中德財政合作項目“湖南近自然森林經營試驗與示范”(2012-HNLYKY-03)。

* 為通訊作者

S 75

A

1003 — 5710(2014)03 — 0071 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 03. 017