撫育間伐對云南松中幼林的影響

張育梅，及利，和春庭

(1.云南省怒江傈僳族自治州林業(yè)局，云南 怒江 673199；2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040)

撫育間伐對云南松中幼林的影響

張育梅1，及利2，和春庭*

(1.云南省怒江傈僳族自治州林業(yè)局，云南 怒江 673199；2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040)

云南松是云南省主要的用材樹種之一，但長期以來經(jīng)營水平低下，造成林分結(jié)構(gòu)不合理，林分密度偏大，林木競爭激烈，生長勢差，影響林分質(zhì)量和產(chǎn)量。為了解撫育間伐對云南松中幼林生長的影響，通過連續(xù)5a對云南松中幼林的11塊撫育間伐監(jiān)測樣地和4塊未撫育間伐對照樣地的胸徑生長和樹高生長進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，撫育過的林分的平均胸徑總生長量為5.21 cm，與未撫育的相比差異顯著，且隨時間變化增幅和增速不斷增大，但撫育措施對樹高無明顯影響；撫育后的林分的單株材積年均生長量和五年內(nèi)總生長量與未撫育的相比分別提高100%和60%，總體上撫育間伐對云南松中幼林單木材積有顯著促進(jìn)作用，對樣地蓄積和公頃蓄積無顯著影響；撫育后，年份因子與林木胸徑(F=29.049，p<0.001)、單株林木蓄積(F=29.049，p<0.001)和樣地蓄積(F=29.049，p<0.001)關(guān)系顯著。

云南松；撫育間伐；胸徑；樹高；蓄積

0 引言

撫育間伐是根據(jù)林分發(fā)育、林木競爭和自然稀疏規(guī)律及森林培育目標(biāo)，適時適量伐除部分林木，調(diào)整樹種組成和林分密度，優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，改善林木生長環(huán)境條件，促進(jìn)保留木生長，維護(hù)森林健康，縮短培育周期的營林措施，是按照既定的森林培育目標(biāo)有針對性地對林分進(jìn)行人為干預(yù)，以實(shí)現(xiàn)林分生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，滿足人類對森林生態(tài)價值和木材產(chǎn)品需求為目標(biāo)的一種森林定向培育方式。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，撫育間伐能夠改善林分年齡和空間結(jié)構(gòu)，提高林地生產(chǎn)力和林木生長量，促進(jìn)森林、林木生長發(fā)育，豐富生物多樣性，維護(hù)森林健康，充分發(fā)揮森林多種功能，協(xié)調(diào)生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)效益，培育健康穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)高效的森林生態(tài)系統(tǒng)[1]。同時，撫育間伐可以增加林地透光度，對林下植被的生長發(fā)育以及多樣性有促進(jìn)作用[2-4]，同時林下植被又可以通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)林地總有機(jī)質(zhì)的量，進(jìn)而改變地下養(yǎng)分循環(huán)[5]、土壤酶活性[6-7]以及微生物群落結(jié)構(gòu)[8-9]。云南松是云南省主要的用材樹種之一，但長期以來經(jīng)營水平低下，造成林分結(jié)構(gòu)不合理，林分密度偏大，林木競爭激烈，生長勢差，影響林分質(zhì)量和產(chǎn)量。為此，以云南松中幼林為研究對象，采用比較分析的方法，通過定期定點(diǎn)調(diào)查實(shí)施撫育間伐的監(jiān)測樣地和未實(shí)施撫育間伐對照樣地的胸徑、樹高變化情況，分析云南松中幼林撫育間伐對林分胸徑生長、樹高生長及蓄積的影響，了解撫育間伐對云南松中幼林生長的影響，為云南松中幼林科學(xué)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地區(qū)概況

以瀘水縣2010年中央財政森林撫育補(bǔ)貼試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施林分為研究對象，對云南松中幼林相對集中且具有代表性的六庫鎮(zhèn)小沙壩村螞蟥箐集體林區(qū)為實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行調(diào)查分析。該林區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)98°51′8″～98°51′53″，北緯25°53′14″～25°54′32″，海拔1 300～1 800 m，地處怒江東岸碧羅雪山山脈，土壤為黃紅壤和黃壤，坡向西坡，坡度25°，坡位中。實(shí)驗(yàn)區(qū)氣候主要受印度洋熱帶季風(fēng)的影響，干濕分明，年平均氣溫10～15.1℃，年積溫4 760 ℃，無霜期240 d，年降水量為1 175 mm。實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)除云南松外還分布有櫟類、余甘子、清香木等森林植被和扭黃茅、旱茅、紫莖澤蘭等草本植物。

1.2 樣地設(shè)置

試驗(yàn)地采用樣地調(diào)查法，隨機(jī)布設(shè)監(jiān)測樣地和對照樣地。在試驗(yàn)區(qū)實(shí)施撫育間伐的小班內(nèi)隨機(jī)布設(shè)11塊樣地為監(jiān)測樣地，在試驗(yàn)區(qū)或鄰近區(qū)域未實(shí)施撫育間伐的小班內(nèi)隨機(jī)布設(shè)4塊樣地為對照樣地，樣地為20 m×33 m，面積0.067 hm2/個。實(shí)驗(yàn)區(qū)于2010年7-10月實(shí)施撫育間伐，樣地調(diào)查時間為撫育后1～5 a的12月，即2011、2012、2013、2014、2015年的12月份。

1.3 研究方法

調(diào)查內(nèi)容：海拔、坡向、坡位、坡度、郁閉度、胸徑、樹高、年齡、株數(shù)和蓄積等因子。

調(diào)查方法：采用樣地調(diào)查法，樣地內(nèi)達(dá)到起測胸徑≥6 cm的林木進(jìn)行每木檢尺，定期測量林木的胸徑和樹高。用胸徑尺逐株測量林木胸徑，單位為cm，精確到0.1 cm；用測高器測量樹高，單位為m，精確到0.01 m。

株數(shù)：按樣地內(nèi)胸徑達(dá)到≥6 cm的林木株數(shù)計算。

平均胸徑：實(shí)測樣地內(nèi)胸徑≥6 cm林木胸徑，加權(quán)平均求得。

平均樹高：實(shí)測樣地內(nèi)胸徑≥6 cm林木樹高，加權(quán)平均求得。

年齡：采用數(shù)樹臺、數(shù)伐樁年輪、查閱造林檔案等得出。

郁閉度：用樹冠投影法求算。

蓄積：利用云南松二元立木材積公式計算。

云南松：

V=0.000 058 290 117×D1.979 634 4×H0.907 151 54

式中：D為胸徑；H為樹高。

單株平均蓄積計算：實(shí)測樣地內(nèi)胸徑≥6 cm的所有林木，計算出林木株數(shù)，再計算出平均胸徑和平均樹高，利用二元立木材積公式計算。

樣地蓄積計算：樣地蓄積=單株平均蓄積×樣地株數(shù)。

公頃蓄積測算：公頃蓄積=10 000÷樣地面積(666.7 m2)×樣地蓄積。

按照“去劣留優(yōu)、間密留勻”的撫育間伐要求，采用定株為主的疏伐方式進(jìn)行作業(yè)，伐除密度過大、生長不良的林木，將林分郁閉度由0.8降到0.6，蓄積撫育強(qiáng)度20%，株數(shù)撫育強(qiáng)度29%。樣地基本情況見表1。

表1 樣地基本概況調(diào)查表

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010整理后，用Spss 19.0進(jìn)行獨(dú)立T檢驗(yàn)、雙因素方差分析，繪圖用Sigmaplot 12.0完成。

2 結(jié)果

2.1 撫育間伐對云南松胸徑、樹高的影響

通過2011-2015年連續(xù)5 a定期調(diào)查實(shí)施撫育間伐的監(jiān)測樣地的胸徑、樹高變化情況，發(fā)現(xiàn)撫育間伐措施對云南松中幼齡林的胸徑生長影響顯著(見表2)。隨著年份的增加，撫育過的林分的平均胸徑比未撫育的增幅大，且在撫育后的第五年增量最大，增加了23.1%。同時，在撫育后的五年內(nèi)，撫育過的林分的平均胸徑總生長量達(dá)到5.21 cm，與未撫育的林分的總生長量3.33 cm，相比差異顯著，即年均生長量也存在顯著差異。

但五年內(nèi)云南中幼齡林的樹高生長對撫育間伐措施無顯著響應(yīng)(見表2)，從表2中明顯看出撫育與未撫育的林分的平均樹高基本一致。

表2 撫育間伐后的云南松中幼林的胸徑、樹高生長量

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。表中的字母標(biāo)記為方差分析的結(jié)果，同行不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

2.2 撫育間伐對云南松林分蓄積量的影響

通過2011-2015年連續(xù)5 a定期調(diào)查實(shí)施撫育間伐的監(jiān)測樣地的單株材積變化情況，發(fā)現(xiàn)撫育間伐措施對云南松中幼齡林單株材積蓄積量差異顯著，如圖1(a)所示。與平均胸徑變化類似，撫育后的林分的單株材積生長明顯加快，隨著時間的推移，撫育的林分比未撫育的增幅和增速逐漸增加，但在撫育間伐后的前兩年，單株材積與撫育間伐關(guān)系不顯著，在2013年以后撫育間伐與單株材積蓄積量達(dá)到顯著關(guān)系。經(jīng)過撫育的林分的單株材積年均生長量和五年內(nèi)總生長量與未撫育的相比均達(dá)到顯著狀態(tài)，分別提高100%和60%。

圖1 撫育間伐后云南松中幼林的單株材積、樣地材積和公頃材積蓄積量Fig.1 The individual volume，sample volume and hectare volume of mid-young aged Pinus Yunnanensis after thinning

注：字母標(biāo)記為方差分析的結(jié)果，不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

由于未撫育的云南松的林分密度和郁閉度比撫育的大，因此每一年未經(jīng)過撫育的林分的樣地蓄積比撫育后的大，如圖1(b)所示；但撫育后的林分的樣地蓄積年均生長量比未撫育的提高5.1%，總生長量提高4.9%，但均未達(dá)到顯著差異。

與樣地蓄積的變化趨勢相同，撫育間伐后五年內(nèi)的公頃蓄積在對照和處理之間均未達(dá)到顯著差異如圖1(c)所示。

2.3 撫育間伐與生長年份對中幼林云南松生長的影響

撫育間伐處理與云南松中幼林林木的胸徑(F=49.915，df=1，p<0.001)、單株蓄積(F=24.196，df=1，p<0.001)和樣地蓄積(F=8.093，df=1，p<0.001)達(dá)到極顯著關(guān)系(見表3)；隨著撫育后云南松林木在自然環(huán)境條件下的生長，年份對林木的胸徑(F=29.049，df=4，p<0.001)、樹高(F=12.700，df=4，p<0.001)、單株蓄積(F=26.951，df=4，p<0.001)和樣地蓄積(F=29.995，df=1，p<0.001)均達(dá)到極顯著差異(見表3)。

表3 撫育間伐和年份對云南松林木生長因子的單因素方差分析

3 討論

實(shí)施撫育間伐措施能夠使林分立木株樹減少，林分郁閉度下降，林分內(nèi)光照強(qiáng)度增加，使林木更好地進(jìn)行高生長和徑生長。本研究中，撫育后的林分郁閉度從0.8降低到0.6(見表1)，改善了林分內(nèi)光照和溫度條件，在一定程度上增加了林下植被多樣性。國內(nèi)外大量研究表明，撫育間伐對林分平均樹高無顯著影響，對胸徑影響顯著[10-19]，這與本研究結(jié)果一致(見表2)。林木高生長主要取決于立地條件、林分組成和結(jié)構(gòu)。撫育間伐措施對未成熟的林分影響最為顯著，尤其是部分受環(huán)境脅迫的林木的徑生長更加迅速，間伐后的第一年，與對照相比，胸徑生長量有顯著變化，但過度的間伐有時會導(dǎo)致胸徑生長量的降低[20]。Zachara通過對歐洲赤松林木生長的研究發(fā)現(xiàn)在20%～30%的弱度間伐對林木生長效果最好[21]。本研究中，撫育間伐五年內(nèi)胸徑生長量與未撫育相比達(dá)到極顯著差異，年均生長量與總生長量也存在顯著關(guān)系(見表2)。同時，通過對平均胸徑和平均樹高的計算發(fā)現(xiàn)，撫育間伐和年份與單株材積蓄積量的關(guān)系也達(dá)到極顯著相關(guān)(見表3)，與對照相比，在撫育后的第三年才開始對單株材積蓄積量有顯著影響。有人認(rèn)為雖然撫育措施增加了單株林木的生物量，但同時也明顯減少了林分內(nèi)單位面積的立木株樹，會降低林分的生產(chǎn)力[22-25]，因此我們進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析發(fā)現(xiàn)，撫育間伐和五年內(nèi)的林木生長對樣地蓄積影響極顯著(見表3)。說明實(shí)施30%的間伐強(qiáng)度因保留木生長空間的擴(kuò)大使林分生產(chǎn)力得到了有效的增長。

4 結(jié)論

對云南松實(shí)施30%間伐強(qiáng)度可以改善林分郁閉度，顯著提高林木的平均胸徑、單株蓄積量、樣地蓄積量，且增速隨著生長年份的增加而加快，但對林木平均樹高的影響不大。制定合理、適度的撫育間伐措施可以改善林內(nèi)衛(wèi)生狀況，使保留木得到充足的生長空間，從而培育出大徑材、中徑材、優(yōu)質(zhì)商品材，既能提高林木產(chǎn)量又能縮短培育周期，同時，實(shí)施撫育間伐有利于實(shí)現(xiàn)森林的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益，為人類生產(chǎn)生活提供更好的服務(wù)。

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Effect of Thinning on Mid-young Pinus Yunnanensis Plantations

Zhang Yumei1，Ji Li2，He Chunting1*

(1.Nujiang Lisu Autonomous Prefecture，Yunnan province，F(xiàn)orestry Bureau，Nujiang 673100；2.Northeast Forestry University，School of Forestry，Harbin 150040)

PinusYunnanensisis one of the main timber species in Yunnan province.Stand quality and productivity are significantly influenced by the unreasonable stand structure，relative large density，trees competition and poor growth potential.Through 5 years investigation of tree diameter of breast height(DBH)and the height growth between 11 thinning and 4 untouched patches，it was showed that the total increment of tree DBH was 5.21 cm after thinning，which was significantly higher than that of untouched patches；the increasing range and speed would increase in follow time，but thinning measures had no significantly effect on tree height.The total annual individual volume increment and the total increment in five years with thinning increased 100% and 60% respectively than that untouched.On the whole，the thinning significantly increased the individual tree volume of young and middle agedPinusYunnanensis，but had no effect on plantations and hectare volumes.The tending years is key factor which significantly connected with trees DBH(F=29.049，P<0.001)，individual tree volume(F=29.049，P<0.001)and plantations volume(F=29.049，P<0.001)after thinning.

Pinusyunnanensis；thinning；DBH；tree height；volume

2016-06-06

中央財政國家森林撫育補(bǔ)貼項(xiàng)目(2010)

張育梅，工程師。研究方向：森林培育，森林生態(tài)學(xué)。

*通信作者：和春庭，高級工程師。研究方向：森林培育，森林生態(tài)學(xué)。E-mail：510221276@qq.com

張育梅，及利，和春庭.撫育間伐對云南松中幼林的影響[J].森林工程，2017，33(1)：07-11.

S 753

A

1001-005X(2017)01-0007-05