不同撫育間伐強(qiáng)度對杉木林生長的影響

李華福 譚文瑋 劉斌 周歡 林莉 張征平

摘要 [目的]研究不同撫育間伐強(qiáng)度對杉木生長的影響，為杉木林分生長狀況的改善提供理論參考。[方法]主要以茅栗坑山場9塊樣地為試驗(yàn)地，以1/3、1/4、1/5 3種撫育間伐強(qiáng)度各做3次重復(fù)的撫育管理，對2018、2019年樣地內(nèi)單株進(jìn)行每木檢尺，研究不同撫育間伐強(qiáng)度對杉木胸經(jīng)、樹高、蓄積、單株林積的影響。[結(jié)果]撫育間伐對林分生長有明顯的促進(jìn)作用，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加，林分的平均胸徑、單株材積、蓄積的相對增長量也隨之增加，其中1/3撫育間伐強(qiáng)度下增長最多，分別達(dá)到9.97%、27.64%、27.78%;平均樹高相對增長量先下降后增加，在1/3撫育間伐強(qiáng)度下增長最多，達(dá)到4.88%。[結(jié)論]撫育間伐可以促進(jìn)林分生長，提高林分質(zhì)量，可以實(shí)現(xiàn)木材的早期利用及總利用量。

關(guān)鍵詞 杉木人工林;撫育間伐強(qiáng)度;林分生長

中圖分類號(hào) S791.27? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2022）05-0105-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.05.026

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Different Tending and Thinning Intensities on the Growth of Cunninghamia lanceolata Forests

LI Hua-fu1，TAN Wen-wei2，LIU Bin1 et al

（1.Aoshang Forest Farm of Anfu County of Jiangxi Province， Anfu， Jiangxi 343212;2.Liaotang Township People’s Government of Anfu County of Jiangxi， Anfu， Jiangxi 343200）

Abstract [Objective]To study the effects of different tending and thinning intensities on the growth of Cunninghamia lanceolata， so as to provide theoretical reference for the improvement of the growth status of Cunninghamia lanceolata stand.[Method] Nine sample plots in Maolikeng Mountain Farm were used as experimental plots， and tending management was repeated three times with three tending intensifications， 1/3， 1/4 and 1/5， respectively.During this period， each plant in the 2018 and 2019 sample plots was checked per wood scale.The effects of tending thinning intensity on DBH， tree height， volume and single plant volume of Cunninghamia lanceolata were studied.[Result]The experimental results showed that tending thinning had obvious promoting effect on the growth of stand.With the increase of tending intensities， the average DBH of stand， the relative growth amount of wood volume per plant and the accumulation increased， and the 1/3 tending intensity increased the most， reaching 9.97%， 27.64% and 27.78% respectively.The relative growth of average tree height decreased first and then increased， and the maximum growth reached 4.88% under 1/3 tending intensity.[Conclusion] Tending thinning can promote the growth of the stand， and the early utilization and total utilization of wood can be realized through the experiment to find suitable tending intensity of the local stand and improve the quality of the stand.

Key words Cunninghamia lanceolata plantation;Tending thinning;Stand growth

作者簡介 李華福（1978—），男，江西安福人，助理工程師，從事林業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)推廣工作。

收稿日期 2021-07-14;修回日期 2021-08-20

杉木（Cunninghamia lanceolata）是杉科、杉木屬喬木。杉木生長快， 病蟲害少， 干形挺直， 材質(zhì)輕盈而堅(jiān)韌， 方便簡單加工， 木材顏色和紋理漂亮，板材耐久性能好，不翹裂，具有獨(dú)特的香味， 耐腐力強(qiáng)，不受白蟻蛀食，是少見的優(yōu)秀本土樹種，與我國南方環(huán)境相適應(yīng)，是我國南方地區(qū)栽培面積最大的用材樹種[1]。但是國內(nèi)杉木人工林存在過純、過密的問題[2]，這是一個(gè)棘手的難題，具體表現(xiàn)為生物多樣性較低、恢復(fù)力較弱，導(dǎo)致土地肥沃程度降低，生態(tài)效益下降，生產(chǎn)率長期下降。與此同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，人們對木材的需求減少，尤其是對杉木的需求減少，故在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面都是不可持續(xù)的[3-5]。杉木的撫育管理有著重要意義，選擇合適的撫育管理強(qiáng)度可以提高林分質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，使林分發(fā)揮出最大效益[6]。

間伐是指從森林粗壯時(shí)期到正式采伐階段，對未成熟森林的一部分進(jìn)行周期性的采伐，為殘存森林創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，獲得一定量的木材[7]。不僅是林分生長和林分結(jié)構(gòu)會(huì)受到撫育間伐影響，森林環(huán)境及生物多樣性等也會(huì)受到影響[2，8]。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砩鷳B(tài)環(huán)境條件，采取合理的撫育間伐可使林分結(jié)構(gòu)和林分環(huán)境得到提升，林木生長得以促進(jìn)，林木的質(zhì)量也相應(yīng)提高。對于具體林分而言，根據(jù)其經(jīng)營目的和樹種特性，采取合理的種植密度會(huì)對林分生長起到促進(jìn)作用，但隨著單株樹木生長，會(huì)引起林分密度分布不均勻，從而會(huì)影響到其他單株的生長，因此應(yīng)及時(shí)采取撫育間伐，對林分密度進(jìn)行合理調(diào)整;其次，可以通過撫育間伐對林分中品質(zhì)較差的單株進(jìn)行清理，改善林分質(zhì)量;另外合理的撫育間伐可以擴(kuò)大樹木的生長空間，改善光照條件，使保留木更好地生長，并縮短培育年限。雷相東等[9]在落葉松云冷杉混交林的研究中發(fā)現(xiàn)撫育間伐對試驗(yàn)林木生長有促進(jìn)作用，隨著撫育強(qiáng)度的增強(qiáng)，林木胸徑和樣地蓄積增速隨之提高;黃鑫春等[10]對于紫椴的研究得出，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增強(qiáng)，林木胸徑、樹高、材積等生長量均出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象。

前人對不同地區(qū)不同樹種的撫育間伐效果進(jìn)行了大量研究，大多得出撫育間伐強(qiáng)度對胸徑和材積有著顯著影響的結(jié)論[9-12]。筆者研究了3種不同撫育間伐強(qiáng)度下，杉木林的胸徑、樹高、材積和樣地蓄積的增長變化，探討撫育間伐對人工杉木林分的影響，旨在找到適合的撫育強(qiáng)度，為杉木人工林改造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 茅栗坑山場坐落于贛中西部江西省安福縣境內(nèi)，地處114°09′～114°53′E，27°04′～27°35′N。屬亞熱帶濕潤氣候，有溫和的氣候、充足的降雨、充足的光線，季節(jié)分明和無霜期較長。年均氣溫17.6 ℃，總降水量1 500～1 700 mm，全年各季降水量相差較大，4—6月降水量占全年降水量的46.6%，山區(qū)降雨量偏大，且多地方性雷雨。

地形多山，最高海拔1 918.3 m，大部分地區(qū)海拔300～600 m。土壤偏酸性，pH 4.5～5.5，山地以黃壤、紅黃壤、黃棕壤為主，其次是棕壤、灰棕壤。成土母質(zhì)以花崗巖、片麻巖、千杖巖、灰質(zhì)泥巖為主，少數(shù)為石灰?guī)r，土層厚度多為30～100 cm，質(zhì)地多為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，土壤肥沃，適宜各種林木生長。

1.2 試驗(yàn)方法

選擇江西省安福縣茅栗坑山場為試驗(yàn)地，在茅栗坑山場設(shè)置9塊面積（0.067 hm2）相同的樣地作為試驗(yàn)地，分別以1/3、1/4、1/5共3種撫育間伐強(qiáng)度（采伐木株數(shù)占林分總株數(shù)）對樣地進(jìn)行管理，每種撫育間伐強(qiáng)度進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。2018年11月對樣地內(nèi)單株進(jìn)行檢尺記錄，記錄每株杉木的胸徑、樹高、材積，1年后復(fù)查并進(jìn)行數(shù)據(jù)比較分析。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查、整理 2018年11月對9塊樣地內(nèi)的林木進(jìn)行每木檢尺，利用胸徑卷尺測量胸徑，利用測高器測量樹高，并記錄數(shù)據(jù)，1年后進(jìn)行復(fù)查?？紤]到杉木材積計(jì)算公式存在一定的區(qū)域差異，采用當(dāng)?shù)厣寄救斯ち侄⒛静姆e表計(jì)算。樣地基本情況見表1。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。采用 SPSS 23.0 軟件對不同間伐時(shí)間下各撫育間伐強(qiáng)度的林分生長因子進(jìn)行單因素方差分析和LSD多重比較，檢驗(yàn)樹木生長與撫育間伐強(qiáng)度的顯著性，其中顯著水平設(shè)為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同撫育間伐強(qiáng)度對胸徑的影響

由表2可知，間伐1年后1/5撫育強(qiáng)度下的杉木平均胸徑為13.31 cm， 1/4撫育間伐強(qiáng)度下平均胸徑為12.90 cm，且2組間差異顯著。在1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均胸徑為13.02 cm，與其他2組相比差異不顯著。1/5撫育間伐強(qiáng)度下林木胸徑的相對增長量為6.06%，1/4撫育間伐強(qiáng)度下林木胸徑的相對增長量為840%，1/3撫育間伐強(qiáng)度下胸徑相對增長量為9.97%，林木胸徑相對增長量最大的是1/3撫育間伐強(qiáng)度。1/5撫育間伐強(qiáng)度的林木平均胸徑增長量為0.76 cm，1/4撫育間伐強(qiáng)度的林木平均胸徑增長量為 1.00 cm，1/3撫育間伐強(qiáng)度的林木平均胸徑增長量為1.18 cm，可見，以1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均胸徑增長量最大。不同撫育間伐強(qiáng)度平均胸徑增長量相差不大，胸徑相對增長量隨著撫育強(qiáng)度的增加而增大。

2.2 不同撫育間伐強(qiáng)度對樹高的影響

由表3可知，間伐1年后1/5撫育間伐強(qiáng)度下林木平均樹高增長量為0.50 m，相對增長量為4.49%;1/4撫育間伐強(qiáng)度下林木平均樹高增長量為 0.35 m，相對增長量為3.84%;1/3撫育間伐強(qiáng)度下林木平均樹高增長量為0.52 m，相對增長量為4.88%。不同撫育間伐強(qiáng)度下林分平均樹高差異不顯著，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加，平均樹高增長量和相對增長量先下降后增加，1/3撫育間伐強(qiáng)度下林木平均樹高增長量和相對增長量最大，1/4撫育間伐強(qiáng)度的林木平均樹高增長量和相對增長量最小。1/5撫育間伐強(qiáng)度與1/3撫育間伐強(qiáng)度下相對增長量相差不大，二者均大于1/4撫育間伐強(qiáng)度。

2.3 不同撫育間伐強(qiáng)度對蓄積的影響 由表4可知，間伐1年后，1/5撫育間伐強(qiáng)度的林木蓄積為9.225 4 m3，1/4撫育間伐強(qiáng)度的林木蓄積為 9.609 5 m3，1/3撫育間伐強(qiáng)度的林木蓄積為12.229 4 m3，且為最大，3個(gè)不同撫育間伐強(qiáng)度間的蓄積差異不顯著。 1/5撫育間伐強(qiáng)度的林木平均蓄積增長量為1.392 1 m3，相對增長量為17.77%;1/4撫育間伐強(qiáng)度的林木平均蓄積增長量為 1.607 9 m3，相對增長量為2009%;1/3撫育間伐強(qiáng)度的林木平均蓄積增長量為2658 6 m3，相對增長量是27.78%。蓄積相對增長量隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加而增大，1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均蓄積增長量和相對增長量最大。

2.4 不同撫育間伐強(qiáng)度對單株材積的影響 由表5可知，間伐1年后1/5撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積為0.073 6 m3，1/4撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積為0.069 3 m3，1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積為0.079 9 m3。1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積最大，且與其他2組差異顯著，1/4撫育間伐強(qiáng)度和1/5撫育間伐強(qiáng)度處理的平均材積差異不顯著。1/5撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積增長0.011 1 m3，相對增長量為1776%;1/4撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積增長0.011 6 m3，相對增長量為20.10%;1/3撫育間伐強(qiáng)度下平均單株材積增長0017 3 m3，相對增長量達(dá)到27.64%。由此可知，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加，平均材積增長量和相對增長量也隨之增加，在1/3撫育間伐強(qiáng)度下達(dá)到最大。1/4撫育間伐強(qiáng)度同比1/5撫育間伐強(qiáng)度處理的平均材積增長量和相對增長量的增速不大，而1/3撫育間伐強(qiáng)度與其他2組相比，增速有顯著提高。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)以茅栗坑山場人工杉木林為研究對象，以3種不同撫育強(qiáng)度進(jìn)行處理，分析了1年內(nèi)受到不同撫育間伐強(qiáng)度下林木的胸徑、樹高、單株材積和蓄積情況。從試驗(yàn)結(jié)果可以推斷，胸徑的相對增長量隨著撫育間伐強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大。雷相東等[9]在落葉松云冷杉混交林的試驗(yàn)中設(shè)置2種強(qiáng)度，結(jié)果表明，間伐促進(jìn)了保留木材的生長，撫育間伐強(qiáng)度間沒有顯著差異。直徑、斷面積和樣地蓄積等的生長速率均呈現(xiàn)出相似結(jié)果，即隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加而增大。這是由于調(diào)整撫育間伐強(qiáng)度，通過削減株數(shù)，改變了林分分布密度，使林木對光的利用更加合理，森林生產(chǎn)力得到大幅提升。撫育間伐可促進(jìn)杉木胸徑生長，這一結(jié)論在黃鑫春等[10]的撫育間伐對紫椴人工林生長的影響試驗(yàn)中也得到證實(shí)。因此，從培育大徑材的角度來看，可以選擇 1/3撫育間伐強(qiáng)度。

與之相似的還有撫育間伐促進(jìn)杉木單株材積和蓄積生長，2019年林分蓄積相對于2018年均有增長，但可以看出在1/3撫育間伐強(qiáng)度下，即撫育強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)杉木林分蓄積相對增長量最大。不同撫育間伐強(qiáng)度下單株材積的增長不明顯，然而，1/3撫育間伐強(qiáng)度下，單株林木平均材積相對增長量最大。不同撫育間伐強(qiáng)度對杉木高度無顯著影響，2019年平均樹高相對于2018年均有增長，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增加，平均樹高增長量和相對增長量呈先下降后增加的現(xiàn)象，在1/3撫育間伐強(qiáng)度時(shí)，林木平均樹高增長量和相對增長量最大。

當(dāng)森林內(nèi)的通風(fēng)和透光不足，未充分利用光、肥力和水等自然條件時(shí)，森林生長受到限制，因此森林生產(chǎn)力低下。只有適宜的撫育強(qiáng)度，保證林分良好的通風(fēng)和透光，才能在一定程度上提高森林生產(chǎn)力。從杉木林分的胸徑、樹高、單株材積和林分蓄積進(jìn)行分析，結(jié)果表明，1/3撫育間伐強(qiáng)度下林木的胸徑、樣地蓄積、單株材積生長效果更好，撫育間伐強(qiáng)度的增強(qiáng)，會(huì)使林木的胸徑增速得到提高，這與多數(shù)研究結(jié)論一致[13-15]。從該試驗(yàn)結(jié)果來看，不同撫育間伐強(qiáng)度對樹高的生長無顯著影響，在1/3撫育間伐強(qiáng)度下，樹高增長量最大。胸徑、林分蓄積、單株材積相對增長量是隨著撫育強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大，在1/3撫育間伐強(qiáng)度下相對增長量達(dá)最大，而對樹高生長的影響則無顯著影響，這與張水松等[16]的杉木林撫育間伐強(qiáng)度試驗(yàn) 20 年生長效應(yīng)的研究結(jié)果一致。對于不同生態(tài)環(huán)境，撫育間伐強(qiáng)度選定時(shí)未考慮林分原有密度狀況，有些樣地?fù)嵊g伐強(qiáng)度設(shè)置不合理，其作用發(fā)揮可能會(huì)適得其反。該試驗(yàn)可能由于撫育間伐強(qiáng)度的間隔設(shè)計(jì)不足，加上間伐時(shí)間僅1年，對蓄積生長影響的研究結(jié)果不理想。今后可進(jìn)一步調(diào)整撫育間伐強(qiáng)度，并延長試驗(yàn)周期，使試驗(yàn)更加科學(xué)合理。該試驗(yàn)是一個(gè)長時(shí)間管理過程，期間由于人為因素或者測量誤差而導(dǎo)致某方面結(jié)果可能不準(zhǔn)確。實(shí)際上通過試驗(yàn)結(jié)果不難看出，隨著撫育間伐強(qiáng)度的增大，林分生長情況得到改善。對適合當(dāng)?shù)亓址值膿嵊g伐強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究，不但可以促進(jìn)林分的生長，還能使木材能夠迅速和全面得到使用，提高出材量[17]。

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