不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林林分生長(zhǎng)的影響

龍忠于， 周開(kāi)德， 王華東

(1.瀏陽(yáng)市大瑤資源林政管理站， 湖南 瀏陽(yáng) 410312； 2.瀏陽(yáng)市林木種苗管理站， 湖南 瀏陽(yáng) 410399；3.東阿縣林業(yè)局， 山東 聊城 252299)

不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林林分生長(zhǎng)的影響

龍忠于1， 周開(kāi)德2， 王華東3

(1.瀏陽(yáng)市大瑤資源林政管理站， 湖南 瀏陽(yáng) 410312； 2.瀏陽(yáng)市林木種苗管理站， 湖南 瀏陽(yáng) 410399；3.東阿縣林業(yè)局， 山東 聊城 252299)

為探明不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木林生長(zhǎng)的影響，以瀏陽(yáng)地區(qū)4種間伐強(qiáng)度(20%，30%，40%和50%)下的杉木人工林為對(duì)象，樣地內(nèi)每木標(biāo)尺，連續(xù)3年測(cè)量林木胸徑和樹(shù)高，對(duì)比分析不同間伐強(qiáng)度下平均胸徑和樹(shù)高變化。結(jié)果表明： 不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑連年生長(zhǎng)量的影響差異顯著，當(dāng)間伐強(qiáng)度為40%時(shí)，可促進(jìn)胸徑連續(xù)性增長(zhǎng)，并合理控制樹(shù)體高度；不同間伐強(qiáng)度之間樹(shù)高的差異均不顯著。從經(jīng)濟(jì)效益分析，間伐強(qiáng)度40%的整體增長(zhǎng)趨勢(shì)較明顯，具有連續(xù)性，適合當(dāng)?shù)夭捎谩?/p>

間伐強(qiáng)度； 杉木人工林； 胸徑； 樹(shù)高

森林是國(guó)際戰(zhàn)略資源，是國(guó)家生態(tài)安全基礎(chǔ)資源、綠色發(fā)展重要資源[1]。通過(guò)建設(shè)全國(guó)木材戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備林，提高森林經(jīng)營(yíng)水平，構(gòu)建木材安全保障體系是保障我國(guó)木材穩(wěn)定供給、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，對(duì)于創(chuàng)新林業(yè)治理體系、推進(jìn)生態(tài)文明和美麗中國(guó)建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義[2-5]。

瀏陽(yáng)地區(qū)是湖南省重要的杉木用材林自然分布區(qū)，由于過(guò)度砍伐導(dǎo)致該地區(qū)杉木自然林遭到嚴(yán)重破壞。進(jìn)入21世紀(jì)后，國(guó)家不斷出臺(tái)新的政策控制過(guò)度砍伐現(xiàn)象[6-8]，如封山育林、退耕還林政策[9-10]。瀏陽(yáng)地區(qū)種植了大量的杉木人工林，由于種植密度過(guò)大，導(dǎo)致其胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)緩慢。通過(guò)控制間伐強(qiáng)度調(diào)節(jié)林分密度，對(duì)于實(shí)現(xiàn)大徑材是一種有效的手段，一方面能夠?yàn)榱帜旧L(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，另一方面，通過(guò)影響森林的生物多樣性以及森林功能，為實(shí)現(xiàn)林分的最大的生態(tài)效益提供有效途徑[11-12]。本文通過(guò)研究不同的間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑和樹(shù)高的影響，以期獲得最佳疏伐密度，為該地區(qū)促進(jìn)杉木人工林林分生長(zhǎng)提供理論基礎(chǔ)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1研究區(qū)概況

本研究區(qū)域位于瀏陽(yáng)大圍山西南側(cè)的瀏陽(yáng)湖國(guó)有林場(chǎng)(東經(jīng)113°61′12″，北緯28°16′55″)，地處湘東山區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，降水豐沛，年降雨量1552.3 m，光照較足，年均輻射總量442.1 kJ/cm2，氣候變化隨山地垂直差異明顯，全年平均氣溫17.5 ℃。地貌類(lèi)型以丘陵為主，地帶性土壤以紅壤為主[13]。

1.2研究方法

1.2.1 樣方設(shè)置 于2000年開(kāi)始造林，面積約為48 hm2，選擇坡向、坡度、立地條件、林分密度、林相相對(duì)一致的地段，林分內(nèi)設(shè)置了5個(gè)20 m×20 m固定實(shí)驗(yàn)樣地，每個(gè)樣地分為4個(gè)10 m×10 m的樣方，以10 m×10 m的樣方為基本單位進(jìn)行群落生態(tài)學(xué)調(diào)查，對(duì)林分本地進(jìn)行群落樣方調(diào)查。2011年，在樣地內(nèi)選擇生長(zhǎng)較優(yōu)良的杉木作為目標(biāo)樹(shù)，按間伐強(qiáng)度20%、30%、40%和50% 4種不同間伐強(qiáng)度疏伐去生長(zhǎng)不良的干擾樹(shù)。后期進(jìn)行修枝、撫育等管理，2012—2014年連續(xù)3年對(duì)杉木林的胸徑及樹(shù)高進(jìn)行調(diào)查。林分樣地基本概況如表1。

表1 樣地基本情況Tab.1 Sampleplotbasicsituation樣地編號(hào)樣地面積(m×m)間伐前株數(shù)間伐后株數(shù)間伐強(qiáng)度(%)樣120×201189520樣220×201268930樣320×201217340樣420×201326650CK20×20128128未間伐

20%間伐強(qiáng)度采用每隔4株間伐1株，30%間伐強(qiáng)度采用每隔3株間伐1株，40%間伐強(qiáng)度采用每隔2株間伐1株，50%間伐強(qiáng)度采用每隔1株間伐1株[14]。胸徑測(cè)定利用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定，樹(shù)高利用測(cè)高器進(jìn)行測(cè)定，對(duì)每個(gè)樣地每株樹(shù)進(jìn)行測(cè)量，并得出平均值。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析 單因素方差分析(one Way-ANOVA)檢驗(yàn)不同間伐強(qiáng)度的胸徑、樹(shù)高生長(zhǎng)等的差異性，運(yùn)用Excel和SPSS等軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑的影響

通過(guò)對(duì)間伐后杉木人工林連續(xù)測(cè)定(見(jiàn)圖1)，經(jīng)間伐后，其林分胸徑一般隨林齡的增大，比相應(yīng)不間伐有所增大。至2014年，林分平均總生長(zhǎng)為2.94～5.97 cm。間伐強(qiáng)度為50%時(shí)，其胸徑增長(zhǎng)量最大，分別增長(zhǎng)了1.54 cm，2.29 cm和2.14 cm，可見(jiàn)間伐強(qiáng)度對(duì)胸徑影響力度為50%>40%>30%>20%>未間伐。

圖1 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林胸徑的變化Fig.1 Diameter variation of different thinning intensity of Cunninghamia lanceolata plantation

通過(guò)分析間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑連年生長(zhǎng)量的影響(見(jiàn)圖2)，間伐強(qiáng)度為20%時(shí)，胸徑連年生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)為間伐后3年>間伐后1年>間伐后2年，間伐強(qiáng)度為30%時(shí)，變化趨勢(shì)與20%間伐強(qiáng)度相似，只是增長(zhǎng)量略有不同，說(shuō)明輕度間伐時(shí)，間伐后第1年胸徑增長(zhǎng)量較大，但是間伐后第2年變緩，主要是由于密度較大，一定程度限制了其生長(zhǎng)。間伐后第3年增長(zhǎng)量有明顯增大，可能是由于間伐效果產(chǎn)生的階段性反應(yīng)，預(yù)測(cè)在其后生長(zhǎng)過(guò)程中不會(huì)有太大的變化。間伐強(qiáng)度為40%時(shí)，胸徑連年生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)為間伐后1年>間伐后3年>間伐后2年，40%間伐強(qiáng)度屬于中度間伐，間伐后第1年就體現(xiàn)出間伐效果，雖然間伐后第2年出現(xiàn)減小趨勢(shì)，但整體增長(zhǎng)趨勢(shì)較為明顯。間伐強(qiáng)度為50%時(shí)，胸徑連年生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)為間伐后2年>間伐后3年>間伐后1年，第1年增長(zhǎng)量變化不明顯，第2年和第3年增長(zhǎng)明顯，50%間伐強(qiáng)度屬于強(qiáng)度間伐，密度過(guò)稀，胸徑增長(zhǎng)較快，但是從經(jīng)濟(jì)角度，強(qiáng)度間伐也是不可取的。從增長(zhǎng)連續(xù)性方面，40%間伐強(qiáng)度較為緊湊，適合當(dāng)?shù)夭捎谩?/p>

圖2 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林胸徑連年生長(zhǎng)量的變化Fig.2 DBH successive growth changes of different thinning intensity of Cunninghamia lanceolata plantation

2.2不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林樹(shù)高的影響

間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林樹(shù)高的影響見(jiàn)圖3，間伐后其林分樹(shù)高一般隨林齡增大，比相應(yīng)不間伐增長(zhǎng)要大。2014年林分平均總生長(zhǎng)為0.94～3.64 cm，其中間伐強(qiáng)度為20%和30%時(shí)(即輕度間伐)，樹(shù)高生長(zhǎng)較快，輕度間伐在一定程度促進(jìn)了樹(shù)高生長(zhǎng)，由于密度較大，樹(shù)高增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸明顯，40%和50%間伐強(qiáng)度對(duì)樹(shù)高的影響與未間伐相似。通過(guò)對(duì)比不同間伐強(qiáng)度杉木人工林樹(shù)高連年生長(zhǎng)量的變化趨勢(shì)(見(jiàn)圖4)，輕度間伐(20%和30%)樹(shù)高連年生長(zhǎng)量變化較大，中度間伐(40%)樹(shù)高連年生長(zhǎng)量變緩，而強(qiáng)度間伐(50%)樹(shù)高連年生長(zhǎng)量與未間伐相似，因此，充分考慮經(jīng)濟(jì)性及連續(xù)性，中度間伐(40%)可以合理的控制樹(shù)體高度。

圖3 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林樹(shù)高的變化Fig.3 Height variation of different thinning intensity of Cunninghamia lanceolata

圖4 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林樹(shù)高連年生長(zhǎng)量的變化Fig.4 Height successive growth changes of different thinning intensity of Cunninghamia lanceolata

2.3不同間伐強(qiáng)度杉木人工林連年生長(zhǎng)量方差分析

通過(guò)不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑和樹(shù)高連年生長(zhǎng)量方差分析(表2)，平均胸徑F=10.72>F0.01，sig=0，說(shuō)明該地區(qū)杉木人工林胸徑連年生長(zhǎng)量差異極顯著。平均樹(shù)高F=3.45

表2 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林胸徑和樹(shù)高連年生長(zhǎng)量方差分析Tab.2 VarianceanalysisoftreeheightandDBHgrowthofdifferentthinningintensityofCunninghamialanceo-lataplantation指標(biāo)差異來(lái)源自由度離差平方和均方F值顯著性組間30.3150.15810.72**0.000平均胸徑組內(nèi)160.0070.004總和190.322組間31.7690.8843.450.038平均樹(shù)高組內(nèi)160.0420.076總和191.811

表3 不同間伐強(qiáng)度杉木人工林胸徑連年生長(zhǎng)量差異性分析Tab.3 DifferenceanalysisoftheDBHsuccessivegrowthofdifferentthinningintensitiesofCunninghamialance-dataplantation間伐強(qiáng)度x1x1-x4x1-x3x1-x2樣10.630.27*0.38**0.54樣20.670.260.22樣30.450.17樣40.71

3 結(jié)論與討論

3.1不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木林分生長(zhǎng)的影響

間伐處理通過(guò)改變林分結(jié)構(gòu)，影響林木生長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明，間伐3年后，不同間伐強(qiáng)度平均胸徑存在顯著差異，并隨著間伐強(qiáng)度的增大，杉木的胸徑逐漸增加，但輕度間伐(20%和30%)并不能顯著改變林分的胸徑大小。間伐后杉木平均胸徑出現(xiàn)明顯增大，可能與間伐后單株杉木間的競(jìng)爭(zhēng)變小，獲取的光照更充足，提高了林木的生長(zhǎng)速率并有利于其生物量的積累，這與前期許多研究結(jié)果相似[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn)間伐處理對(duì)樹(shù)高的生長(zhǎng)并無(wú)顯著的促進(jìn)作用，這與張水松[17]等對(duì)間伐20年杉木生長(zhǎng)效應(yīng)研究結(jié)果相似，認(rèn)為間伐可有效促進(jìn)胸徑生長(zhǎng)，但不能有效促進(jìn)樹(shù)高生長(zhǎng)。其原因可能是與間伐后林內(nèi)空間富余，杉木枝葉器官將向四周空間伸展，這會(huì)導(dǎo)致根系吸收的大量養(yǎng)分消耗，削弱樹(shù)干往上生長(zhǎng)的速度。而未間伐林分由于一直保持高郁閉狀態(tài)，林木枝葉生長(zhǎng)空間小，只能不斷往上生長(zhǎng)。

3.2杉木人工林間伐強(qiáng)度選擇

間伐是人工林近自然化改造的必要措施，保留合理的林分密度不僅可以在短期內(nèi)促進(jìn)林木生長(zhǎng)獲取間伐木材，也可以提高大徑材的培育速度。不同立地條件、間伐強(qiáng)度以及間伐后持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短均可能影響林木的生長(zhǎng)。針對(duì)現(xiàn)有林分，采取何種間伐處理能讓人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)效果更佳一直是人工林近自然經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文認(rèn)為綜合各種林分因素，中度間伐(40%)是較合理的間伐強(qiáng)度選擇。張水松等[17]通過(guò)對(duì)杉木林不同間伐強(qiáng)度試驗(yàn)20年生長(zhǎng)效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，就生長(zhǎng)效果而言，杉木林實(shí)行占株數(shù)40% 左右的間伐強(qiáng)度為宜，這與本研究的結(jié)果相似。

(1) 不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林胸徑年均生長(zhǎng)量有極顯著影響，對(duì)平均樹(shù)高沒(méi)有顯著影響。40%間伐強(qiáng)度和未間伐對(duì)杉木人工林的平均胸徑連年生長(zhǎng)量差異極顯著；50%與20%間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林平均胸徑連年生長(zhǎng)量的影響差異顯著。

(2) 間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林樹(shù)高的影響不明顯，輕度間伐(20%和30%)時(shí)，樹(shù)高連年生長(zhǎng)量的變化較大，一定程度促進(jìn)了樹(shù)高生長(zhǎng)，由于密度較大，樹(shù)高增長(zhǎng)趨勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯。中強(qiáng)度間伐(40%和50%)與未間伐樹(shù)高變化趨勢(shì)相似，其中40%間伐強(qiáng)度可以合理的控制樹(shù)體高度。

(3) 從經(jīng)濟(jì)效益分析，50%間伐強(qiáng)度以上不可取，當(dāng)間伐強(qiáng)度為40%時(shí)，伐后第1年就體現(xiàn)出間伐效果，雖然間伐后第2年出現(xiàn)減小趨勢(shì)，但整體增長(zhǎng)趨勢(shì)較明顯，具有連續(xù)性，適合當(dāng)?shù)夭捎谩?/p>

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EffectsofintermediatecuttingintensitiesongrowthofplantedCunninghamialanceolataforests

LONG Zhongyu1, ZHOU Kaide2, WANG Huadong3

(1.Dayao Forest Resources Management Station of Liuyang, Liuyang 410312, China;2.Liuyang Forestry Seedling Management Station, Liuyang 410399, China; 3.Forestry Bureau of Dong′e County, Liaocheng 252299, China)

In order to verify the effect of different thinning intensities on the growth ofCunninghamialanceolataplantations ,four thinning intensities(20%，30%，40%，50%) in Liuyang district as the object,an investigation was conducted on the DBH and tree height.The results showed that the DBH of 40% thinning intensity was significantly higher than other groups. There was no difference in the tree height ofCunninghamialanceolataplantations among four thinning intensities and CK plots.For what it was worth,analysis suggested that adopting the thinning intensity of 40% has obrious growth and suitable to the local development.

thinning intensity;Cunninghamialanceolata; DBH; tree height

2016-08-22

國(guó)家林木種質(zhì)資源平臺(tái)建設(shè)(2016DKA210003)。

S 791.27

A

1003-5710(2016)05-0104-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2016. 05. 021

(文字編校：龔玉子)