人工撫育對(duì)天然次生林生長的影響探討

任建勇

(西安市小王澗國有生態(tài)林場，陜西 周至 710400)

1 引言

天然次生林是指天然林在不合理砍伐破壞后，經(jīng)過天然的恢復(fù)更新，樹根重新自然生長繁衍，最終長出來的幼樹所形成的天然植物群落。次生林在生長初期胸徑、樹高等增長較快，但存在成熟早，壽命短等問題，不適宜用于培育大徑材。立足我國森林資源現(xiàn)狀，加強(qiáng)次生林撫育是提高森林綜合功能，發(fā)展現(xiàn)代林業(yè)的必然要求?？茖W(xué)合理的人工撫育措施對(duì)加強(qiáng)森林的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，維持森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，確保生態(tài)系統(tǒng)健康和活力具有十分重要的作用[1～3]。因此，本研究選取秦嶺北麓地區(qū)油松幼齡林為研究對(duì)象，通過對(duì)比人工撫育及未經(jīng)過人工撫育的油松天然次生林的樹高、胸徑、單株材積等生長量的差異，初步探究人工撫育對(duì)天然次生林生長的影響，為做好天然次生林撫育工作，提高林分的生產(chǎn)率及改善林分的質(zhì)量提供依據(jù)和參考。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)樣地自然概況

試驗(yàn)在西安市小王澗國有生態(tài)林場區(qū)內(nèi)進(jìn)行，樣地平均海拔高度1107 m，地理坐標(biāo)為33°48′29″N，108°48′29″E，土層厚度為60 cm，土壤類別為山地棕壤土，樣地處于闊葉林帶，森林覆蓋率達(dá)93%。樣地所在坡向?yàn)闁|方向，坡度為30°。樣地區(qū)域?qū)倥瘻貛夂騾^(qū)，氣候溫涼而濕潤，年平均氣溫6～8 ℃，降水量700～1300 mm。林分類型為2005年人工造油松幼齡純林，長勢良好，其中還分布有少量灌木，主要為黃櫨、忍冬、衛(wèi)茅等，地被物為禾草、蒿草等，蓋度為25%。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 樣地布設(shè)

在油松幼齡林中，量取長50 m、寬20 m，面積為1.5畝的兩塊相同起源、相同林齡、相同立地條件的長方形油松幼齡林來布設(shè)樣地。樣地四角埋設(shè)固定標(biāo)志，邊界掛號(hào)明顯，并用紅漆噴涂。其中一塊進(jìn)行人工撫育，另一塊不進(jìn)行人工撫育(作為對(duì)照組)。撫育組在本次撫育前，樣地內(nèi)共有株數(shù)218株，其中個(gè)別有雙株并存現(xiàn)象，經(jīng)過定株撫育后實(shí)際保存207株。撫育前郁閉度為0.8，撫育后郁閉度為0.6。樣地布設(shè)時(shí)間為2013年8月，監(jiān)測時(shí)間為2013、2014和2015年度。

2.2.2 試驗(yàn)樣地人工撫育方法

本試驗(yàn)主要采用撫育方法，具體包括：①定株、割灌、修枝、間伐；②清除林木根部叢生木，清除影響目的樹種生長的灌木或藤蔓；③清除生長過密且生長不良苗木，合理確定幼樹間距，間密留勻，伐劣留優(yōu)；④砍除過密處生長不良的5 cm以下林木，清除枯倒木、枯立木。

通過定株—割灌—修枝的綜合撫育方法，達(dá)到合理確定幼苗、幼樹株數(shù)，促進(jìn)目的樹種及林分生長。

2.3 數(shù)據(jù)采集及計(jì)算

2.3.1 樹高測定及計(jì)算

采用測高儀對(duì)樣地內(nèi)油松的樹高進(jìn)行測量。測量樹高時(shí)，以根部的斜坡的上部為基點(diǎn)進(jìn)行樹高測量。自2013年5月份撫育后開始統(tǒng)計(jì)，每隔半年觀察測量一次樹高并記錄。平均樹高增長量為樣地內(nèi)樹高與前一年之差的平均值。樹高增長率計(jì)算公式為QHn=(Hn—Hn-1)/Hn，其中QHn為樹高的年增長率，H為樹高，n為年份。

2.3.2 胸徑測定及計(jì)算

采用圍尺測量距地1.3m處樣地內(nèi)油松的胸徑。自2013年5月份撫育后開始統(tǒng)計(jì)，每隔半年觀察測量一次胸徑并記錄。平均胸徑為樣地內(nèi)油松胸徑的平均值。胸徑增長率計(jì)算公式為QDn=(Dn—Dn-1)/Dn，其中QDn為胸徑的年增長率，D為胸徑，n為年份。

2.3.3 油松單株材積計(jì)算

根據(jù)樹高及胸徑計(jì)算材積，公式為V=0.000066492455×D1.8855617×H0.93768879。其中，D為胸徑，H為樹高，V為樣地內(nèi)油松的單株材積。單株材積增長率計(jì)算公式為QVn=(Vn—Vn-1)/Vn，其中QVn為單株材積的年增長率，V為單株材積，n為年份。

2.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)利用 Excel對(duì)人工撫育及未撫育油松林(對(duì)照區(qū))的樹高及胸徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制樹高及胸徑生長曲線圖，通過SPSS20.0對(duì)油松樹高年增長率、胸徑年增長率、單株材積年增長率進(jìn)行t檢驗(yàn)，分析差異顯著性。

3 結(jié)果及分析

3.1 人工撫育對(duì)油松林樹高生長的影響

人工撫育及未撫育油松林樹高變化情況如圖1所示。結(jié)果表明：隨著樹齡的增長，未撫育及人工撫育的油松的樹高均保持勻速增長，與未撫育的油松林平均樹高相比，經(jīng)過人工撫育的油松樹高增長更快，并于2015年超過未撫育的油松林。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2013～2015年未經(jīng)撫育的對(duì)照組油松林平均樹高為2.62 m、2.83 m、3.07 m，2014年、2015年年增長率為8.14%，8.47%，而經(jīng)過人工撫育的油松林平均樹高分別為2.55 m，2.78 m，3.14 m，2014年、2015年年增長率為9.31%，12.93 %。其中，經(jīng)過人工撫育的油松林2014年、2015年年增長率分別較未經(jīng)撫育的對(duì)照組高出1.16%，4.46%，見表1。

利用t檢驗(yàn)對(duì)油松樹高平均年增長率進(jìn)行差異性分析結(jié)果顯示，2014年經(jīng)過人工撫育的油松林樹高平均年增長率與未撫育的對(duì)照組無顯著差異(P2014=0.213>0.05)、2015年顯著高于未撫育的油松林(P2015=0.001<0.05)，結(jié)果表明合理的人工撫育可以促進(jìn)油松林樹高生長，見表1。

圖1撫育及未撫育油松林樹高變化

表1撫育及未撫育油松林樹高分析

樣地平均樹高/m2013年2014年2015年年增長率/%2014年2015年對(duì)照組2.622.833.07 8.148.47撫育組2.552.783.149.3112.93?

注：“*”表示在p=0.05水平上存在顯著性差異

3.2 人工撫育對(duì)油松林胸徑生長的影響

人工撫育及未撫育油松林胸徑變化情況如圖2所示，未撫育及人工撫育的油松胸徑均保持勻速增長，與未撫育的油松林平均胸徑相比，經(jīng)過人工撫育的油松增長更快。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2013年至2015年對(duì)照組油松林平均胸徑分別為5.29 cm、5.41 cm、5.58 cm，2014年、2015年年增長率為2.26%、3.21%，而經(jīng)過人工撫育的油松林平均胸徑分別為5.16 cm、5.45 cm、5.93 cm，2014年、2015年年增長率為5.68%、8.67%。其中，經(jīng)過人工撫育的油松林2014年、2015年胸徑年增長率分別較未經(jīng)撫育的對(duì)照組高出3.41%、5.47%，見表2。

利用t檢驗(yàn)對(duì)胸徑平均年增長率進(jìn)行差異性分析結(jié)果顯示，2014年、2015年經(jīng)過人工撫育的油松林胸徑年增長率均顯著高于未經(jīng)過撫育的對(duì)照組(P2014= 0.001<0.05，P2015=0.001<0.05)，結(jié)果表明合理的人工撫育可以促進(jìn)油松林胸徑增長，見表2。

圖2撫育及未撫育油松林胸徑變化

表2撫育及未撫育油松林胸徑分析

樣地平均胸徑/cm2013年2014年2015年年增長率/%2014年2015年對(duì)照組5.295.415.58 2.263.21撫育組5.165.455.935.68?8.67?

注：“*”表示在p=0.05水平上存在顯著性差異

3.3 人工撫育對(duì)油松林單株材積的影響

人工撫育及未撫育油松林單株材積情況如表3所示，未撫育及人工撫育的油松單株材積均呈現(xiàn)持續(xù)上升，與未撫育的油松林單株材積相比，經(jīng)過人工撫育的油松增長更快。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2013～2015年未經(jīng)人工撫育的對(duì)照組平均單株材積分別為0.0038m3、0.0043 m3、0.0049 m3，2014年、2015年年增長率為12.26%、14.54%，經(jīng)過撫育的油松林平均單株材積分別為0.0044 m3、0.0053 m3、0.0068 m3，2014年、2015年年增長率為20.28%、29.73%。其中，經(jīng)過人工撫育的油松林2014年、2015年單株材積年增長率分別較未經(jīng)撫育的對(duì)照組高出8.02%、15.19%。

利用t檢驗(yàn)對(duì)單株材積平均年增長率進(jìn)行差異性分析結(jié)果顯示，2014年、2015年經(jīng)過人工撫育的油松林單株材積年增長率均顯著高于未經(jīng)過撫育的對(duì)照組(P2014=0.001<0.05，P2015=0.001<0.05)，結(jié)果表明合理的人工撫育能促進(jìn)的油松林單株材積的增長。

表3撫育及未撫育油松林單株材積分析

樣地平均單株材積/m32013年2014年2015年年增長率/%2014年2015年 對(duì)照組0.00380.00430.004912.2614.54撫育組0.00440.00530.006820.28?29.73?

注：“*”表示在p=0.05水平上存在顯著性差異

4 結(jié)論與討論

(1)本研究結(jié)果表明，合理的人工撫育可以有效地促進(jìn)油松幼齡林的胸徑、樹高、單株材積等生長量的增長，經(jīng)過人工撫育的油松林生長量和林分質(zhì)量顯著高于對(duì)照組。經(jīng)過人工撫育的油松林2014年、2015年平均樹高增長率為9.31%、12.93 %，較對(duì)照組分別高出1.16%、4.46%；平均胸徑增長率為5.68%、8.67%，較對(duì)照組分別高出3.41%、5.47%；單株材積增長率為20.28%、29.73%，較對(duì)照組分別高出8.02%、15.19%，t檢驗(yàn)結(jié)果顯示經(jīng)過人工撫育的油松林樹高、胸徑、單株材積增長率均顯著高于未經(jīng)撫育的對(duì)照組油松林。

而在對(duì)其它林分因子的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)人工撫育的油松林生長密度合適，生長空間、光照充足，目的樹種生長健康。而未撫育的油松林，林木下枝已開始枯黃，健康狀況稍差。油松幼齡純林人工撫育調(diào)查結(jié)果充分表明了，人工撫育使油松幼齡林有了合理的密度和生長空間，改善了林分狀況，有效地促進(jìn)了林木生長。

(2)對(duì)油松幼齡林人工撫育調(diào)查結(jié)果充分表明，人工撫育使油松幼齡林有了合理的密度和生長空間，改善了林分狀況，有效地促進(jìn)了林木生長，這與曹云等[4]、孟慶軍等[5]對(duì)其它地區(qū)油松人工林撫育間伐效果的研究相一致。曹云等[4]、孟慶軍等[5]研究結(jié)果表明，人工撫育間伐措施有效地促進(jìn)了油松生長，改變了林內(nèi)環(huán)境，降低了林地植物種內(nèi)對(duì)水分及養(yǎng)分的競爭，并增加了油松林林下的植被的種類數(shù)量和植被蓋度。武朋輝[6]、李景一[7]及王麗娟[8]等探索了適宜當(dāng)?shù)赜退扇斯ち稚L的撫育間伐強(qiáng)度，研究結(jié)果表明適宜的間伐強(qiáng)度有利于油松林的生長，但是間伐強(qiáng)度過大會(huì)導(dǎo)致林分稀疏，最終難以郁閉成林，影響油松生長及森林生態(tài)服務(wù)功能。因此，根據(jù)秦嶺森林環(huán)境的不同，結(jié)合具體實(shí)際情況，優(yōu)化調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，營造混交林，將撫育間伐與林分改造相結(jié)合，確定油松次生林撫育方式、方法，進(jìn)行強(qiáng)度合理、高質(zhì)量的撫育，對(duì)于培育健康穩(wěn)定的森林群落，提高秦嶺油松林林分的生產(chǎn)率、減少病蟲害發(fā)生和改善林分的質(zhì)量具有重要意義。

(3)對(duì)秦嶺地區(qū)油松天然次生林人工撫育方法、強(qiáng)度等有待進(jìn)一步研究。