撫育間伐對不同齡林馬尾松林分生長的影響

吳華 王加國 陸露 謝本乾 于波 袁叢軍

摘要 為了解撫育間伐對不同齡林（幼齡林、中齡林及近熟林）馬尾松林木生長的影響，連續(xù)3年對馬尾松撫育間伐樣地和未撫育間伐樣地的林木胸徑生長和樹高生長進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，撫育間伐的幼齡林、中齡林和近熟林林分的平均胸徑總生長量分別為1.42、0.88、0.62 cm，與未撫育林差異顯著；撫育間伐對馬尾松中齡林樣地蓄積量影響較顯著，在2014年、2015年、2016年樣地蓄積分別提高41.70%、44.79%和38.15%。撫育間伐對馬尾松幼齡林和中齡林生長有顯著的促進(jìn)作用，而對近熟林生長無顯著影響。

關(guān)鍵詞 馬尾松；撫育間伐；年齡；生長量；貴州開陽

中圖分類號 S714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0140-02

馬尾松（Pinus massoniana）是我國南方松樹類分布面積最廣、蓄積量最大的主要用材樹種[1]，在貴州森林資源結(jié)構(gòu)中占有重要地位，但由于經(jīng)營管理水平不高，導(dǎo)致林分質(zhì)量和產(chǎn)量偏低。森林撫育間伐是調(diào)整林木密度大小、改善林分生長空間、提高林分生產(chǎn)力和林分質(zhì)量的重要管護措施之一[2]。林分在自然生長過程中，由于自身競爭和環(huán)境影響，少數(shù)植株逐漸衰亡，在自然生長過程中逐步呈現(xiàn)自然稀疏現(xiàn)象，枯死木增多，為森林病蟲害的生存和蔓延提供了場所，為森林火災(zāi)、雪壓、風(fēng)倒等自然災(zāi)害發(fā)生提供了條件[3]。森林撫育間伐可以改善林分結(jié)構(gòu)，促進(jìn)森林質(zhì)量提高，且有利于增強林分抗御自然災(zāi)害的能力[4-6]，影響地下養(yǎng)分循環(huán)[7]、土壤微生物群落[8-9]及其酶活性[10-11]，促進(jìn)林分生長。

本文以黔中開陽縣馬尾松不同年齡林分為對象，依托德源項目試驗平臺，通過定期調(diào)查撫育間伐監(jiān)測樣地和對照樣地（未采取撫育間伐）的林木生長情況，分析不同處理不同齡林馬尾松林分平均胸徑、平均樹高及活立木蓄積的變化特征，擬為不同齡林馬尾松科學(xué)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省開陽縣，地處東經(jīng)106°45′～107°17′、北緯26°48′～27°22′，境內(nèi)平均海拔1 000～1 400 m，相對高差達(dá)1 195.5 m，地勢起伏大。其地貌類型復(fù)雜多樣，氣候溫暖濕潤，年平均溫12.8 ℃，最熱7月，平均溫22.3 ℃，最高氣溫35.4 ℃；最低氣溫1月，平均溫2 ℃；年降雨量1 258.8 mm，無霜期277 d?？h境屬亞熱帶常綠闊葉林帶，植物主要為殼斗科（Fagaceae）、樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、冬青科（Aquifoliaceae）等。由于人為破壞嚴(yán)重，原生植被極少，現(xiàn)存主要為天然次生植被和人工營造植被，人工營造林主要有馬尾松（Pinus massoniana）、華山松（Pinus armandii）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、柏木（Cupressus funebris）等。

1.2 研究方法

選取研究區(qū)內(nèi)不同林齡（幼齡林、中齡林、近熟林）的馬尾松林為對象，采用樣地調(diào)查法，在立地條件相對一致的區(qū)域布設(shè)監(jiān)測樣地和對照樣地。不同齡林的林分分別設(shè)置3 塊森林撫育樣地、3塊未撫育的對照樣地，對照樣地設(shè)置于撫育樣地附近，樣地大小為20 m×33 m，共計調(diào)查樣地面積1.200 6 hm2。撫育間伐時間為2014年7—10月，樣地復(fù)查時間為撫育后每年11月。記錄胸徑、樹高、冠幅、枝下高等指標(biāo)，樣地基本情況如表1所示。撫育間伐按照“去劣存優(yōu)、間密留勻”的原則，伐除生長不良以及枯弱病殘林木，適當(dāng)降低林分郁閉度（郁閉度由0.9降到0.7），設(shè)置蓄積撫育強度和株數(shù)撫育強度分別為20%、30%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，獨立T檢驗和雙因素方差分析在SPSS 20.0軟件中進(jìn)行。

對樣地內(nèi)胸徑≥5 cm的林木每木檢尺，其平均胸徑、平均樹高采用加權(quán)求算；年齡主要采用查閱造林檔案；采用馬尾松二元立木材積公式，即馬尾松材積V=0.000 094 147×D[1.938 96-0.004 267 6×（D+H）]×H[0.709 98+0.005 925 6×（D+H）][12]。林木單株平均蓄積以所檢尺林木的平均胸徑和平均樹高結(jié)合二元立木材積公式求算；樣地蓄積=單株平均蓄積×林木株數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 撫育間伐對馬尾松胸徑、樹高的影響

通過連續(xù)3年定期調(diào)查樣地內(nèi)林木胸徑和樹高變化，可以看出，撫育間伐對馬尾松幼齡林、中齡林的胸徑生長影響顯著，而對樹高影響較小，未達(dá)到顯著水平（表2）。不同齡林的馬尾松林分中，撫育間伐林分的平均胸徑較未撫育的增幅大，其中幼齡林增量最大，為35.08%。在撫育后的3年內(nèi)，撫育間伐的幼齡林、中齡林和近熟林林分的平均胸徑總生長量分別為1.42、0.88、0.62 cm，未撫育的幼齡林、中齡林和近熟林林分的平均胸徑總生長量分別為0.55、0.52、0.41 cm。由此可見，撫育間伐林分林木生長量與未撫育林分差異顯著，各齡林林分年均生長量也存在顯著差異。不同齡林的馬尾松樹高生長對撫育間伐措施無顯著響應(yīng)，從表2可以看出，幼齡林、中齡林和近熟林中，撫育間伐林分與未撫育林分的平均樹高差異均不顯著。

2.2 撫育間伐對馬尾松林分蓄積量的影響

從2014—2016年連續(xù)3年定期監(jiān)測樣地的單株材積變化可以看出，撫育間伐措施對馬尾松幼齡林、中齡林和近熟林均有一定影響，以對中齡林的單株蓄積量影響差異顯著，如圖1（a）所示。與平均胸徑變化類似，撫育后的林分單株材積生長明顯加快，撫育林分較未撫育的增幅和增速逐漸增大。從不同齡林的樣地蓄積量可以看出，撫育與未撫育的林分相比，也是以中齡林馬尾松差異最為顯著?？傮w而言，幼齡林和近熟林的單株材積、樣地蓄積量均與撫育間伐關(guān)系不顯著，而中齡林與撫育間伐關(guān)系顯著；其中，在2016 年以后撫育間伐與單株材積蓄積量達(dá)到顯著關(guān)系，樣地蓄積量在3年中均達(dá)到顯著狀態(tài)。經(jīng)過撫育的林分中齡林樣地蓄積量在2014年、2015年、2016年分別提高41.70%、 44.79%和38.15%。

2.3 撫育間伐與生長年份對不同齡林馬尾松生長的影響

從表3可以看出，不同齡林馬尾松林分中，撫育間伐處理的馬尾松幼齡林、中齡林林木的胸徑、單株蓄積和樣地蓄積均達(dá)到顯著關(guān)系，而樹高僅在幼齡林中有顯著關(guān)系，在中齡林、近熟林中無顯著關(guān)系。3種齡林的林分，僅在幼齡林階段未撫育狀態(tài)下林木胸徑、單株材積達(dá)到顯著關(guān)系，可能與馬尾松幼齡林階段生長旺盛有一定關(guān)系[13]。結(jié)合表2可以看出，在中齡林和幼齡林階段撫育措施對林木生長影響較大，尤其是中齡林階段，撫育間伐為林木生長提供了良好的生長環(huán)境，促進(jìn)林分質(zhì)量，從而提高其生產(chǎn)力。隨著撫育后馬尾松林木在自然環(huán)境條件下的生長，年份對近熟林林木的胸徑、樹高、單株蓄積和樣地蓄積的影響均無顯著差異。

3 結(jié)論與討論

不同齡林的馬尾松林分空間結(jié)構(gòu)各異，撫育間伐使馬尾松林分立木株數(shù)減少，降低林分郁閉度，增加林分內(nèi)光照度，削弱立木之間對光、溫、水、熱等資源的競爭，使林木健康生長。同時，還能促進(jìn)林下及地表植物更新，提高群落復(fù)雜性，有助于林內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、枯落物分解及養(yǎng)分回歸[14]及物種多樣性增加[15-16]。實施撫育間伐的馬尾松林分在間伐后短期內(nèi)，其蓄積量小于未間伐林分，但間伐林分林木的生長速度較未間伐林分快，其蓄積量會逐漸趨于未間伐林分，與徐國巧[17]、董 鵬等[18]研究相似。

撫育間伐后的馬尾松林分蓄積的增長量與未撫育林分相比，幼齡林和中齡林林分間蓄積增長量與未間伐的存在極顯著差異（P<0.01）。撫育間伐后，馬尾松林木生長速度直接與立木密度相關(guān)，撫育間伐林分的生長率大于未間伐林分。間伐林分中，由于生長空間的擴大，競爭相對減小，林分生長良好[19]。隨著時間推移，間伐林分逐漸趨于自然生長狀態(tài)，向未間伐林分漸近?？傮w而言，馬尾松間伐林分的生長速度和蓄積增長速度均大于未間伐林分，這與大部分撫育間伐對林木生長的影響研究結(jié)果相同[20-24]。

樹高生長是立地條件、林分組成和結(jié)構(gòu)等因子綜合作用的結(jié)果，撫育間伐對林分平均樹高無顯著影響，而對胸徑影響顯著[25-28]，與本研究結(jié)果一致。不同齡林的馬尾松林分中，撫育間伐對幼齡林、中齡林的林分影響最為顯著，可能與間伐后林內(nèi)競爭減小，林木迅速生長有關(guān)。一般認(rèn)為，撫育措施可以使單株林木的生物量增加，但同時也減少了林分內(nèi)單位面積的立木株數(shù)，降低了林分的生產(chǎn)力[29]，本研究中，（下轉(zhuǎn)第143頁）

在幼齡林、中齡林階段，撫育間伐、年份與單株材積蓄積量呈顯著相關(guān)，3年內(nèi)的林木生長與樣地蓄積呈顯著相關(guān)，說明實施30%的間伐強度有助于林分生產(chǎn)力提高。森林撫育的強度也需因地制宜，應(yīng)針對不同立地條件、不同齡林林分、不同的林分結(jié)構(gòu)和林分組成，制訂合理、適度的撫育間伐措施，為林木生長提供充足的資源與空間，提高林木產(chǎn)量、縮短培育周期，實現(xiàn)森林三大效益最大化，為人類生產(chǎn)生活提供更好的服務(wù)。

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