不同間伐強度對闊葉混交林生長及徑級結(jié)構(gòu)的影響

王立東，丁磊，胡萬良，金鑫，鄧楊，劉廣斌

(1.國營本溪滿族自治縣堿廠林場,遼寧 本溪 117105；2.遼寧省森林經(jīng)營研究所，遼寧 丹東 118002)

不同間伐強度對闊葉混交林生長及徑級結(jié)構(gòu)的影響

王立東1，丁磊2，胡萬良2，金鑫2，鄧楊2，劉廣斌1

(1.國營本溪滿族自治縣堿廠林場,遼寧 本溪 117105；2.遼寧省森林經(jīng)營研究所，遼寧 丹東 118002)

通過對遼東山區(qū)闊葉混交林進行撫育間伐試驗，結(jié)果表明：適度的撫育間伐可促進闊葉混交林林木胸徑和蓄積生長，林分平均胸徑和蓄積生長率隨著間伐強度的增加先升高后降低，其中弱度間伐區(qū)林分平均胸徑生長率最大，中度間伐區(qū)林分蓄積量生長率最大。間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時間的推移，林分平均胸徑和蓄積生長率逐漸降低，各間伐區(qū)差異逐漸變小。隨著間伐強度和林齡的增加，峰值向大徑級位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級擴展。由不同間伐強度林分徑級分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過間伐的林分，徑級分布峰值比對照區(qū)提高1～2徑級。與對照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強度和林齡增加而加大的趨勢。綜合考慮，中度間伐最有利于提高林分生產(chǎn)力，改善林分直徑結(jié)構(gòu)。

間伐強度；闊葉混交林；生長率；徑級結(jié)構(gòu)

闊葉混交林是以槭樹屬(Acer)、榆屬(Ulmus)、椴樹屬(Tilia)等闊葉樹類為主要標志的各種群落。群落中混生多種闊葉樹種，優(yōu)勢樹種常不明顯，林木和其他植物種類組成依地段不同亦有明顯區(qū)別。大多數(shù)情況下為多優(yōu)結(jié)構(gòu)，因此有時也稱為雜木林[1]。

本文以撫育間伐21 a后的闊葉混交林為研究對象，進行撫育間伐試驗研究，確定適宜的保留密度和經(jīng)營措施，對制定闊葉混交林的培育目標和經(jīng)營措施具有一定的參考價值。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)地處遼寧省本溪縣草河口鎮(zhèn)正溝村大倒木溝，123°51′—123°52′ E，40°53′—40°54′ N，屬長白山余脈千山山脈，海拔280 m。氣候?qū)贉貛Ъ撅L氣候。年均溫度6.1 ℃，無霜期126.7 d，年降水量926.3 mm，年蒸發(fā)量1 072.5 mm。闊葉紅松林是該區(qū)域的地帶性森林植被?，F(xiàn)存森林類型包括日本落葉松(Larixkaempferi)、紅松(Pinuskoraiensis)等人工林及蒙古櫟林、硬闊葉林、闊葉混交林、針闊混交林等天然次生林。

2 研究方法

2.1 標準地設(shè)置

標準地于1995年4月年設(shè)立，闊葉混交林。按《森林經(jīng)營技術(shù)規(guī)程》(DB21-706-93)撫育采伐適宜保留株數(shù)確定為試驗林的中度區(qū)。分別增加和降低15%保留株數(shù)，將其確定為試驗林的強度區(qū)和弱度區(qū)，此后未間伐。在試驗林中設(shè)置一塊未間伐的標準地作為本試驗的對照區(qū)，采用下層撫育的方式。每個處理設(shè)置一塊固定標準地，本研究中按照株數(shù)采伐強度人為地將間伐強度劃分為4級：即強度區(qū)、中度區(qū)、弱度區(qū)和對照區(qū)。其林分調(diào)查因子見表1、2。

表1 各類型試驗樣地的基本情況

表2 闊葉混交林撫育間伐試驗樣地1995年采伐情況

2.2 林分因子調(diào)查

定期(間隔2～3年，至2015年10月)對標準地內(nèi)胸徑5 cm以上所有喬木逐株實測胸徑。研究采用的林分指標主要有林木密度、林分平均胸徑、蓄積量和相應(yīng)的生長率，生長率采用普雷斯特公式計算:pn= [ (ya-ya-n) / (ya+ya-n) ]·200/n。式中:pn為n年間的平均生長率;ya和ya-n分別為a和a-n年的相應(yīng)指標。林分收獲量是指林分在某一時刻采伐時，由林分可以得到的木材總量[2]

3 結(jié)果與分析

3.1 不同間伐強度對闊葉混交林林分平均胸徑的影響

由表3可知，闊葉混交林間伐4～21 a后弱度區(qū)林分平均胸徑生長率是最大的，依次為對照區(qū)、中度間伐區(qū)和強度間伐區(qū)，伐后4年，各間伐區(qū)林分平均胸徑生長率較大，隨著時間的推移，各間伐區(qū)林分平均胸徑生長率逐漸減少，間伐效應(yīng)逐漸減弱，各間伐區(qū)差異變小。其中弱度間伐區(qū)伐后21年林分平均胸徑生長率比伐后4年下降72.35%?？梢姡m度地撫育間伐可促進闊葉混交林林木胸徑生長，間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時間的推移，生長率降低，各間伐區(qū)差異變小，這與前人研究結(jié)果相似[3]。

表3 不同間伐強度對闊葉混交林分平均胸徑的影響

3.2 不同間伐強度對闊葉混交林林分蓄積量的影響

由表4可知，闊葉混交林間伐4～21 a后，各間伐區(qū)林分蓄積量生長率較對照區(qū)均有不同程度的提高。其中，中度區(qū)林分蓄積量生長率是最大的，依次為強度區(qū)、弱度區(qū)和對照區(qū)。伐后4 a，各間伐區(qū)林分蓄積量生長率較大，隨著時間的推移，各間伐區(qū)林分蓄積量生長率逐漸減少，間伐效應(yīng)逐漸減弱，各間伐區(qū)差異變小。其中中度間伐區(qū)伐后21 a林分蓄積量生長率比伐后4 a下降36.36%。2015年各間伐區(qū)林分蓄積量較對照區(qū)均有不同程度的提高,其中弱度間伐區(qū)林分蓄積量最高。2015各間伐區(qū)林分收獲量均高于對照區(qū)。林分收獲量隨著間伐強度的增加先升高后降低，其中中度間伐區(qū)林分收獲量最高。1995年間伐前，中度區(qū)林分蓄積量比對照區(qū)高20.39%，2013年中度區(qū)林分收獲量比對照區(qū)高25.58%?？梢姡m度地撫育間伐可促進闊葉混交林蓄積生長，提高林分收獲量，間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時間的推移，生長率降低，各間伐區(qū)差異變小，這與前人研究結(jié)論一致[3-5]。

表4 不同間伐強度對闊葉混交林林分蓄積量的影響

3.3 不同間伐強度對林分徑級結(jié)構(gòu)的影響

通過對不同間伐強度伐后4～21 a時的徑級分布情況的分析，伐后4～21 a，林分徑級分布大部分具有一個峰值，少數(shù)有兩個或多個峰值。隨著間伐強度和林齡的增加，峰值向大徑級位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級擴展。由不同間伐強度林分徑級分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過間伐的林分，徑級分布峰值比對照區(qū)提高1～2徑級。試驗結(jié)果表明，經(jīng)過適度間伐，林分徑級結(jié)構(gòu)更加合理，林分質(zhì)量有較大提高。

對不同間伐強度的伐后4～21 a林分自然徑級、極差、離散度及其變異系數(shù)等直徑結(jié)構(gòu)要素的計算結(jié)果見表5。

表6 不同間伐強度闊葉混交林林分自然徑級、極差及其變異系數(shù)

由表6可知， 與對照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強度和林齡增加而加大的趨勢; 增加值以中、強度間伐較大,林分變異系數(shù)也隨間伐強度增加而加大。與對照區(qū)相比，各間伐區(qū)極差增加1～4個徑級。而對照這些結(jié)構(gòu)指標未見明顯變化, 基本上保持均衡狀態(tài)。試驗結(jié)果表明, 林分經(jīng)過間伐后，生長條件改善, 保留木直徑生長增加較快, 大徑級林木數(shù)量增加, 使林分直徑離散度、極差和變異系數(shù)等結(jié)構(gòu)指標比對照區(qū)有明顯增加,有助于優(yōu)化林分直徑結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論與討論

4.1 適度地撫育間伐能促進闊葉混交林林分平均胸徑和蓄積生長率，提高林分收獲量。間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時間的推移，林分平均胸徑和蓄積生長率逐漸降低，各間伐區(qū)差異變小。應(yīng)根據(jù)森林經(jīng)營技術(shù)規(guī)程，縮短撫育間伐的間隔期，及時撫育間伐，改善林分生長環(huán)境。一些研究者認為，撫育間伐不能提高林分總收獲量，林分總收獲量遵循最終產(chǎn)量恒定法則[7-9]。本人認為造成這種結(jié)果的原因，是撫育間伐強度設(shè)置的等級不夠，是否達到干擾上限尚不確定。另外，定位觀測時間過短，應(yīng)該獲取到主伐年齡的數(shù)據(jù)，才能準確說明撫育間伐對林分收獲量的影響。

4.2隨著間伐強度和林齡的增加，林分徑級分布峰值向大徑級位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級擴展。由不同間伐強度林分徑級分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過間伐的林分，徑級分布峰值比對照區(qū)提高1～2徑級。與對照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強度和林齡增加而加大的趨勢。綜合考慮，中度間伐的森林經(jīng)營措施最有利于提高林分生產(chǎn)力，改善林分直徑結(jié)構(gòu)。

[1] 譚學(xué)仁,張放,胡萬良，等.遼東山區(qū)天然次生林恢復(fù)技術(shù)[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2008，39

[2] 孟憲宇.測樹學(xué)[M].第3版.北京:中國林業(yè)出版社，2006：193,254

[3] 李春明,杜紀山,張會儒.撫育間伐對人工落葉松斷面積和蓄積生長的影響[J].林業(yè)資源管理,2007(3)：93

[4] 劉進社.森林經(jīng)營技術(shù)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2007:86

[5] 翟明普.現(xiàn)代森林培育理論與技術(shù)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011:204

[6] 楊昆，管東生.林下植被的生物量分布特征及其作用[J].生態(tài)學(xué)雜志，2006，25(10)：1252-1256

[7] 雷相東，陸元昌，張會儒，等.撫育間伐對落葉松云冷杉混交林的影響[J].林業(yè)科學(xué)，2005，41(4)：78-85

[8] 楊福貴.馬尾松撫育間伐強度效應(yīng)[J].華東森林經(jīng)理，2004，18(3)：50-52

[9] 張水松，陳長發(fā)，吳克選，等.杉木林間伐強度試驗20 年生長效應(yīng)的研究[J].林業(yè)科學(xué)，2005，41(5)：56-65

Effects of Different Thinning Intensities on Growth and Diameter Structure of Broad-leaved Mixed Forest

Wang Lidong1, Ding Lei2, Hu Wanliang2,Jin Xin2, Deng Yang2, Liu Guangbin1

(1. Jianchang Forest Farm,State-owned Benxi Manzu Autonomous County, Benxi 117105,China; 2. Institute of Forest Management of Liaoning Province, Dandong 118002, China)

Thinning experiments were conducted on broad-leaved mixed forest in eastern Liaoning mountain area. Result shows that moderate tending thinning can promote DBH & accumulation of broad-leaved mixed forest of eastern Liaoning mountainous area, and the average DBH & accumulative growth rate of forest increase with the increase of thinning intensity and the average DBH growth rate is the largest in the weakly irrigated area, and the growth rate of the forest is the largest. Result shows that the average DBH & the growth rate of the forest decrease gradually with the passage of time, and the difference of the cutting area gradually became smaller. With the increase of thinning intensity and age, the peak shift to the large diameter position, the distribution range significantly expand to large diameter. According to the distribution range of different thinning intensity forest, the peak value of diameter distribution is 1-2 diameters from 4 to 21 years after cutting. Compared with the control area, the maximum, the difference and the diameter dispersion of the natural diameter all increase,and generally showed a tendency to increase with the increase of thinning intensity and age.Considering that moderate thinning is the most beneficial to improve stand productivity and improve the diameter structure of stand.

thinning intensity; broad-leaved mixed forest; growth rate; diameter structure

1005-5215(2017)04-0016-03

2017-02-07

遼寧省農(nóng)業(yè)攻關(guān)計劃及成果產(chǎn)業(yè)化項目(2015103002);國家林業(yè)局造林司項目(1692016-04)

王立東(1969-)，男，遼寧本溪人，大專，助理工程師,主要從事營林生產(chǎn)工作.

S781.81

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.04.004