魯中南山區(qū)黑松人工林撫育間伐起始期及適用強(qiáng)度研究

田成玉，姜 磊，蔣方杰，江歡歡，張見寶，林清青

（1.山東省平邑縣應(yīng)急管理局，山東臨沂273300；2.山東省平邑縣林業(yè)發(fā)展中心，山東臨沂273300；3.山東省平邑縣明光寺林場(chǎng),山東臨沂273304；4.山東省平邑縣天寶山林場(chǎng)，山東臨沂273300；5.山東省平邑縣國有浚河林場(chǎng)，山東臨沂273300）

森林撫育是森林經(jīng)營工作的重要內(nèi)容，是森林培育過程中至關(guān)重要的工序,是提高森林質(zhì)量的重要措施[1]。由于多年來單純追求森林木質(zhì)產(chǎn)品的利用,許多人工林質(zhì)量低劣或健康狀況不良，從而降低了其生態(tài)服務(wù)功能?？茖W(xué)撫育措施是解決問題的關(guān)鍵[2]。撫育間伐作為森林撫育關(guān)鍵技術(shù)措施,起始期及適用間伐強(qiáng)度的確定是幼齡林撫育時(shí)首先要解決的問題。撫育間伐需要綜合考慮樹種的生物學(xué)特性、立地條件、林分密度、林木生長狀況等因素,合理的間伐起始期及間伐強(qiáng)度對(duì)于林分培育、后期管理、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益發(fā)揮具有非常重要的作用[3]。合理及時(shí)間伐可以促進(jìn)林木胸徑生長，過晚的間伐使林木生長受抑，而通過間伐，可以恢復(fù)胸徑和高的快速生長[4]。歐建德研究發(fā)現(xiàn)初植密度高，間伐合理起始期提前，反之間伐合理起始期推遲。超過間伐合理起始期間伐會(huì)抑制林木生長[5]。李潔茹等研究提出撫育間伐有利于銳齒櫟林分胸高斷面積和蓄積量的生長，其中5%間伐強(qiáng)度下林分蓄積量可以在較短年限達(dá)到并超過未間伐樣地的蓄積量[6]。

魯中南地區(qū)林分管理撫育比較粗放，幼林密度大，通風(fēng)透光不暢，已經(jīng)影響到林分發(fā)育和效能發(fā)揮。本試驗(yàn)通過對(duì)平邑縣西山公園人工黑松幼齡林不同齡期采用不同撫育間伐強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，研究確定適宜魯中南山區(qū)黑松幼齡林的撫育間伐起始期和適用強(qiáng)度，以期指導(dǎo)臨沂地區(qū)及山東地區(qū)黑松幼齡林撫育工作。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地位于平邑縣西山公園，原為平邑街道辦事處胡同村、草場(chǎng)村、東賀莊村、西賀莊村集體荒山，由平邑縣林業(yè)局承包管理，營造防護(hù)林。自2011年中央財(cái)政森林撫育補(bǔ)貼實(shí)行以來，由平邑縣國有浚河林場(chǎng)負(fù)責(zé)進(jìn)行撫育管理。西山公園面積233.3hm2，2007年起營造人工林，造林樹種以黑松、側(cè)柏、刺槐、五角楓等為主，初植密度3000 株/hm2，團(tuán)狀純林及混交林，2011年試驗(yàn)初期林齡7年,郁閉度0.7～0.9。根據(jù)人工林松類林齡組劃分標(biāo)準(zhǔn)，黑松每10年為一個(gè)齡級(jí)，前2 個(gè)齡級(jí)為幼齡林。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)對(duì)照方案1 個(gè),不實(shí)施撫育措施，自然生長，設(shè)撫育方案15 個(gè)，10%、20%、30%共3 個(gè)強(qiáng)度，分別設(shè)定林齡8-12年（2012-2016年）分別起始撫育間伐。方案樣地均為15×20 m2，樣地按照各類因子相近相似進(jìn)行選擇，以盡量保證樣地處于近乎相同的生長環(huán)境,并作為長期監(jiān)測(cè)樣地用于后期分析研究。本次試驗(yàn)以2011年12月所測(cè)數(shù)據(jù)為基數(shù)，以2018年所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。方案措施見表1。

表1 撫養(yǎng)方案

1.3 調(diào)查、測(cè)量、記錄與統(tǒng)計(jì)

每個(gè)樣地按照設(shè)計(jì)要求于本年年初或上年年末實(shí)施撫育間伐，樣地內(nèi)每木檢尺，于2011-2018年末分別進(jìn)行樣地因子常規(guī)測(cè)量調(diào)查，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)。

蓄積量計(jì)算方法：樣地內(nèi)每木檢尺，按徑階分別統(tǒng)計(jì)株樹，根據(jù)一元立木材積表求得各徑階材積，合計(jì)即為樣地蓄積量（畝蓄積量），樣地蓄積再乘以15 求得公頃蓄積量。公式如下：

M1＝n1v1＋n2v2＋······nnvn

M2＝15 M1

式中：

M1——為樣地蓄積量，即畝蓄積量

n1，n2，······nn——為各徑階株數(shù)

v1，v2，······vn——為各徑階單株材積

M2——為公頃蓄積量

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間伐起始期蓄積量變化分析

將3 個(gè)間伐強(qiáng)度下5 個(gè)起始期撫育間伐蓄積量變化數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)見表2-表4，凈增長值為2018年所測(cè)蓄積量對(duì)比2011年所測(cè)蓄積量。

表2可以得出，10%強(qiáng)度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。10%強(qiáng)度下不同林齡起始間伐2018年蓄積量排序?yàn)榱铸g11年＞10年＞12年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0年＞11年＞9年＞12年＞8年，該強(qiáng)度下以林齡10 及11年起始撫育較適宜。

表3可以得出，20%強(qiáng)度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。20%強(qiáng)度下2018年蓄積量不同林齡起始間伐排序?yàn)榱铸g10年＞12年＞11年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0年＞12年＞11年＞9年＞8年，該強(qiáng)度下以林齡10 及12年起始撫育較適宜。

表4可以得出，30%強(qiáng)度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。30%強(qiáng)度下不同林齡起始間伐2018年蓄積量排序?yàn)榱铸g11年＞10年＞12年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序?yàn)?1年＞12年＞10年＞9年＞8年，該強(qiáng)度下以林齡10、11、12年起始撫育較適宜。

綜合表2、表3、表4可以得出，10%、20%、30%強(qiáng)度下林齡8～9年起始撫育，2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地；越早起始撫育，初期蓄積量增加越緩慢，越晚起始間伐蓄積量增幅越大；通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)同一強(qiáng)度下越晚起始撫育間伐樹干通直度越好，同一起始期撫育間伐強(qiáng)度越小樹干通直度越好。不同撫育間伐強(qiáng)度、不同起始期進(jìn)行撫育林分蓄積量及長勢(shì)均優(yōu)于未進(jìn)行撫育林分，10%撫育間伐強(qiáng)度下林齡10～11年起始撫育較適宜，20%撫育間伐強(qiáng)度下林齡10～12年起始撫育較適宜，30%撫育間伐強(qiáng)度林齡11～12年起始撫育較適宜，間伐強(qiáng)度越大，撫育間伐起始期易延遲，早期撫育間伐不適宜使用高強(qiáng)度。

表2 10%間伐強(qiáng)度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表3 20%間伐強(qiáng)度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表4 30%間伐強(qiáng)度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

2.2 不同間伐強(qiáng)度蓄積量變化分析

將5 個(gè)起始期撫育間伐3 個(gè)間伐強(qiáng)度撫育間伐蓄積量變化數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，見表5-表9，凈增長值為2018年所測(cè)蓄積量對(duì)比2011年所測(cè)蓄積量。

表5可以得出，林齡8年起始撫育間伐，10%、20%、30%強(qiáng)度下2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。不同間伐強(qiáng)度2018年蓄積量排序?yàn)?0%＞20%＞30%，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0%＞20%＞30%，林齡8年起始撫育間伐宜采取10%間伐強(qiáng)度。

表5 林齡8年起始撫育10%、20%、30%間伐強(qiáng)度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表6可以得出，林齡9年起始撫育間伐，10%、20%、30%強(qiáng)度下2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。不同間伐強(qiáng)度2018年蓄積量排序20%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0%＞10%＞30%，林齡9年起始撫育間伐宜采取20%間伐強(qiáng)度。

表6 林齡9年起始撫育10%、20%、30%間伐強(qiáng)度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表7可以得出，林齡10年起始撫育間伐，10%、20%、30%強(qiáng)度下2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。不同間伐強(qiáng)度2018年蓄積量排序?yàn)?0%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0%＞10%＞30%，林齡10年起始撫育間伐宜采取20%間伐強(qiáng)度。

表7 林齡10年起始撫育10%、20%、30%間伐強(qiáng)度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表8可以得出，林齡11年起始撫育間伐，10%、20%、30%強(qiáng)度下2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。不同間伐強(qiáng)度2018年蓄積量排序?yàn)?0%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序?yàn)?0%＞10%＞30%，林齡11年起始撫育間伐宜采取20%間伐強(qiáng)度。

表8 林齡11年起始撫育10%、20%、30%間伐強(qiáng)度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表9可以得出，林齡12年起始撫育間伐，10%、20%、30%強(qiáng)度下2018年測(cè)算數(shù)據(jù)顯示蓄積量均大于對(duì)照樣地。不同間伐強(qiáng)度2018年蓄積量排序?yàn)?0%＞30%＞10%，蓄積量增長凈值不同間伐強(qiáng)度排序?yàn)?0%＞30%＞10%，林齡12年起始撫育間伐宜采取20%間伐強(qiáng)度。

表9 林齡12年起始撫育10%、20%、30%間伐強(qiáng)度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

2.3 不同起始期、不同撫育間伐強(qiáng)度對(duì)人工黑松林蓄積生長的影響

2.3.1 不同林齡起始撫育間伐對(duì)人工黑松林蓄積量生長具有一定的影響。采用10%及20%強(qiáng)度時(shí)，至2018年蓄積量增長凈值最大值均出現(xiàn)在林齡10年起始撫育（方案4 和9），分別比不實(shí)施撫育間伐（方案1）大0.1178 和0.1923，采用30%強(qiáng)度時(shí)，至2018年蓄積量增長凈值最大值出現(xiàn)在林齡11年起始撫育（方案15），比不實(shí)施撫育間伐（方案1）大0.1163。綜合16 種方案，5 個(gè)起始期對(duì)黑松林蓄積量生長影響具有顯著性差異，蓄積量增長凈值最大值出現(xiàn)在20%間伐強(qiáng)度、林齡10年起始撫育，該方案對(duì)黑松生長影響最為顯著。見表10。

表10 16 個(gè)方案蓄積量增長凈值

2.3.2 不同撫育間伐強(qiáng)度對(duì)人工黑松林蓄積量生長具有一定的影響，不同強(qiáng)度影響水平差異性較顯著。林齡8年起始撫育，至2018年蓄積量增長凈值最大值出現(xiàn)在10%強(qiáng)度下?lián)嵊炔粚?shí)施撫育間伐（方案1）大0.0593。林齡9～12年起始撫育，至2018年蓄積量增長凈值最大值均出現(xiàn)在20%強(qiáng)度下?lián)嵊炔粚?shí)施撫育間伐（方案1）分別大0.0593、0.1、0.1923、0.1351、0.182。綜合16 種方案，3 個(gè)間伐強(qiáng)度對(duì)黑松林蓄積量生長影響具有顯著性差異，蓄積量增長凈值最大值出現(xiàn)在林齡10年起始撫育20%間伐強(qiáng)度下，該方案對(duì)黑松生長影響最為顯著。見表10。

3 結(jié)論與討論

綜合對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，10%撫育間伐強(qiáng)度下、林齡8～9年起始撫育較適宜；20%撫育間伐強(qiáng)度下，林齡10～12年起始撫育較適宜；30%撫育間伐強(qiáng)度下，林齡12年起始撫育較適宜。反之亦然，林齡8～9，宜采用10%撫育間伐強(qiáng)度；林齡10～12年，宜采用20%撫育間伐強(qiáng)度；林齡12年以上，可考慮采用30%撫育間伐強(qiáng)度。間伐強(qiáng)度越大，撫育間伐起始期易延遲，早期撫育間伐不適宜使用高強(qiáng)度。上述強(qiáng)度及齡林關(guān)系，均是在林分密度、郁閉度等條件符合撫育間伐要求時(shí)方可成立。該試驗(yàn)方案目前檢測(cè)的數(shù)據(jù)尚不夠完善，目前所獲得的數(shù)據(jù)也存在一定的誤差，樣地之間存在差異，生長條件等等都會(huì)影響到各項(xiàng)測(cè)量結(jié)果。在實(shí)施技術(shù)方案過程中，對(duì)10%、20%、30%3 種間伐強(qiáng)度掌握也不完全準(zhǔn)確，有上下浮動(dòng)的范圍。使用2018年測(cè)算數(shù)據(jù)，有的方案經(jīng)過數(shù)個(gè)生長期其作用已經(jīng)顯現(xiàn)，但是有的方案僅僅經(jīng)過一兩個(gè)生長期，其作用剛剛開始顯現(xiàn)，例如林齡12年起始撫育及30%間伐強(qiáng)度撫育，其作用表現(xiàn)理論是在后期更加顯現(xiàn)，現(xiàn)有數(shù)據(jù)直接用蓄積量和蓄積量增長凈值來對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果還不完善，需要進(jìn)行長期的檢測(cè)對(duì)比。