間伐保留密度及坡位對(duì)杉木成熟林生長(zhǎng)的影響

吳鏡輝

摘要：針對(duì)我國(guó)杉木大徑材木材資源供不應(yīng)求的現(xiàn)實(shí)，探討間伐及坡位對(duì)杉木成熟林分生長(zhǎng)綜合影響規(guī)律。選擇不同坡位（上坡、中坡、下坡）杉木成熟林為研究對(duì)象，采用擇間伐處理方式，設(shè)置3種間伐保留密度處理（900株·hm-2、1200株·hm-2和1485株·hm-2），通過對(duì)間伐兩年后，測(cè)定分析不同間伐保留密度和坡位對(duì)杉木樹高、胸徑、單株材積增量和蓄積量等生長(zhǎng)指標(biāo)的影響規(guī)律。研究表明：間伐保留密度與坡位對(duì)杉木生長(zhǎng)指標(biāo)存在明顯的交互作用（P<0.05）。其中，處于中坡立地條件，間伐保留密度為1200株·hm-2的杉木成熟林林分蓄積量最大，達(dá)1015.034 m3·hm-2;位于下坡位，間伐保留密度為900株·hm-2的杉木林生長(zhǎng)最好，其樹高、胸徑、單株材積增量和蓄積量，分別為0.590 m、1.460cm、0.064m3和520.465m3·hm-2，有利于培育大徑材。

關(guān)鍵詞：杉木;林分密度;坡位;生長(zhǎng)力;成熟人工林

中圖分類號(hào)：S718.55+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A? ? 文章編號(hào)：

Effect of retention density with thinning and slope position on the growth of mature Chinese fir plantation

WU Jinghui1

（Fujian ShanghangBaisha Forestry Farm， Shanghang， Fujian 364205， China）

Abstract：In view of the reality that large-diameter wood resources of Chinese fir is in short supply in China， the comprehensive effects of tending thinning and slope position on the growth of mature Chinese fir stands were discussed.Objected with Chinese fir forests in different slope positions （upslope， middle slope and downslope） with different selective thinning treatments， including retention density of 900 plant·hm-2， 1200 plant·hm-2 and 1485 plant·hm-2treatment. After two years， determination and analysis of the influence of different thinning retention densities and slope positions on the growth indicators of fir tree height， diameter at breast height， individual plant volume and accumulation. Main results showed that there was a significant interaction between the retention density of thinning and the slope position on the growth indicators of Chinese fir （P<0.05）.For the Chinese fir mature plantation with retaining density of 1200 plant·hm-2， there was the largest stand volume with 1015.034 m3·hm-2in the middle-slope site condition. Whereas，the plantation grew most quickly with retaining density of 900 plant·hm-2in the down-slope site condition，the increment of tree height， diameter at breast height， andvolume per plant was 0.590 m， 1.460 cm， 0.064 m3， respectively， the stand volume could reach 520.465 m3·hm-2. It meant that this condition was benefit to cultivating large-diameter wood.

Keywords： Cunninghamialanceolata，stand density， slope position， growth capacity， mature plantation

間伐是森林培育過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵的營(yíng)林技術(shù)，通過調(diào)節(jié)林分密度以減緩林木之間對(duì)公共資源的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，從而提高林分生產(chǎn)力及生態(tài)服務(wù)功能[1]。杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國(guó)重要的用材林樹種，人工林面積位居我國(guó)首位[2-3]，其大徑材培育既是人工林定向培育的一個(gè)方向，也是解決目前大徑材木材資源緊張的有效途徑之一，而大徑材的出材量和出材率與立地、密度和林齡的關(guān)系密切[4]，近年來大量研究集中于無性系選擇[5]、立地改良[6]、造林密度控制[7]等方面對(duì)杉木培育的作用，卻鮮有研究討論間伐及坡位對(duì)杉木成熟林分生長(zhǎng)的綜合影響規(guī)律。因此，本文選擇福建省上杭白砂國(guó)有林場(chǎng)杉木成熟林為研究對(duì)象，通過設(shè)置3種間伐保留密度（900株·hm-2、1200株·hm-2、1485株·hm-2），比較分析間伐處理2年后，不同坡位立地條件下不同間伐保留密度對(duì)杉木胸徑、樹高、單株材積、蓄積增量等指標(biāo)的變化情況，分析間伐處理對(duì)不同坡位杉木大徑材生長(zhǎng)的影響規(guī)律，為培育杉木優(yōu)質(zhì)高效用材林提供科學(xué)依據(jù)。

1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省上杭白砂國(guó)有林場(chǎng)（116°20'"00"～116°40'"57" E， 24°52'01"～ 25°16'59" N），屬武夷山脈南段東坡玳帽山延伸帶，年平均氣溫19.9℃，年積溫7288℃，年降雨量1 605.4 mm，年均相對(duì)濕度77%。2018年12月進(jìn)行擇伐式間伐，通過設(shè)置3個(gè)間伐保留密度：900株·hm-2、1200株·hm-2、未間伐對(duì)照處理（1 485株·hm-2），比較不同間伐改造對(duì)杉木大徑材生長(zhǎng)的影響規(guī)律。每個(gè)間伐保留密度選擇不同坡位（上坡、中坡和下坡）各3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地20m×20m。不同樣地杉木林分年齡、間伐處理前后的林分密度，以及間伐之后的林分平均胸徑、平均樹高等基本情況如表1所示。

2研究方法

2.1林分生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

分別于間伐處理2年后（2020年12月）測(cè)定樣地內(nèi)所有保留杉木的樹高、胸徑，分析單株材積、林分蓄積量的差異性規(guī)律。

2.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用SPSS 25.0對(duì)間伐保留密度和坡位兩個(gè)因素對(duì)杉木林分生長(zhǎng)指標(biāo)的交互作用進(jìn)行雙因素方差分析。若這兩個(gè)因素?zé)o顯著交互作用（P>0.05），則進(jìn)行單因素方差分析，利用Duncan's多重比較方法進(jìn)行顯著性比較（P<0.05）。所有數(shù)據(jù)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。文中相關(guān)圖表均用Excel 2007繪制。其中單株材積公式如下[8]：

V=0.0000872 ×D1.785388607×H0.9313923697

其中，V為材積，D為胸徑，H為樹高。

3結(jié)果與分析

3.1間伐密度對(duì)不同坡位杉木林胸徑生長(zhǎng)的影響

間伐保留密度與坡位對(duì)杉木成熟林胸徑生長(zhǎng)的影響未存在明顯的交互作用（P>0.05）;從單個(gè)因素來看，間伐保留密度對(duì)杉木人工林胸徑的影響未達(dá)顯著水平，但坡位對(duì)林分胸徑增量的影響達(dá)顯著水平（P<0.05，表2）。

從圖1可知，間伐保留密度處理對(duì)杉木胸徑增量的影響規(guī)律差異顯著。在中坡立地條件下，不同保留密度杉木林平均胸徑增量為0.83～1.66 cm，其中保留密度900株·hm-2和1200株·hm-2處理下杉木胸徑增量與未間伐CK組的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。與之相比，不同坡位立地條件之間杉木胸徑增量的差異均未達(dá)顯著水平（P>0.05，圖2）。

3.2間伐密度對(duì)不同坡位杉木林樹高生長(zhǎng)的影響

間伐保留密度與坡位對(duì)杉木林樹高增量生長(zhǎng)的影響未存在明顯的交互作用（P>0.05，表3）。從圖2可以看出，不同間伐保留密度對(duì)杉木樹高增量影響均不顯著（P>0.05），在下坡立地條件下，不同保留密度杉木平均樹高增量為0.50 ～0.69 m，呈現(xiàn)出間伐對(duì)樹高增長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用的趨勢(shì)。坡位對(duì)杉木樹高增量的影響亦未達(dá)到顯著水平（P>0.05，圖4）。

3.3 間伐密度對(duì)不同坡位杉木材積生長(zhǎng)的影響

雙因素方差分析結(jié)果（表4）表明，間伐保留密度與坡位對(duì)杉木單株材積增量的影響交互作用顯著（P<0.05）;從單個(gè)因素來看，間伐保留密度與坡位對(duì)杉木單株材積增量的影響均達(dá)顯著水平。圖5中，在上坡條件下，不同間伐保留密度處理下杉木單株材積平均增量為0.023～0.054m3。其中，保留密度900株·hm-2處理下杉木材積增量最大（0.054±0.036 m3），比CK組增加了94.24%，兩者差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。從坡位來看，在間伐保留密度900株·hm-2林分中，上坡、中坡和下坡之間杉木單株材積增量的差異未達(dá)顯著水平;而在間伐保留密度1200株·hm-2時(shí)，處于中坡立地條件的杉木單株材積增量（0.091±0.118 m3），分別比上坡、下坡高189.17%，其差異均達(dá)顯著差異水平。

3.4 間伐密度對(duì)不同坡位杉木林蓄積量生長(zhǎng)的影響

雙因素方差分析結(jié)果（表5）表明，間伐保留密度與坡位對(duì)杉木林分蓄積量存在明顯交互作用（P<0.05），但從單個(gè)因素來看，間伐保留密度和坡位對(duì)杉木林分蓄積量的影響均達(dá)顯著水平。

從圖7可以看出，間伐保留密度處理對(duì)杉木林蓄積量的影響規(guī)律差異較大。在上坡立地條件下，間伐保留密度900株·hm-2與保留密度1200株·hm-2林分蓄積量的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;中坡立地條件下，不同林分平均蓄積量表現(xiàn)為257.43～1015.03m3·hm-2;下坡立地條件下，間伐保留密度1200株·hm-2和900株·hm-2林分蓄積量均明顯小于未間伐CK處理。

從坡位對(duì)杉木林分蓄積量的影響情況來看，在間伐保留密度為900株·hm-2，不同坡位條件下杉木蓄積量大小為中坡（257.43±27.967 m3·hm-2）<下坡（491.42±53.856 m3·hm-2）<上坡（527.06±85.495 m3·hm-2）;在間伐保留密度1200株·hm-2時(shí)，處于中坡立地條件的杉木蓄積量高于處于上坡立地條件的杉木林分，蓄積量增加了368.01%，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）

4 結(jié)論與討論

密度是人工林經(jīng)營(yíng)最重要的因子，一方面直接影響林分直徑結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響林分材種結(jié)構(gòu)[9]，另一方面實(shí)現(xiàn)人工林光照和林分溫濕度等條件的改善，從而促進(jìn)林木生長(zhǎng)[10]。密度控制是影響林分提質(zhì)增產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)林木個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)、林地生產(chǎn)潛力發(fā)揮、目標(biāo)材種培育以及經(jīng)濟(jì)效益提高均有顯著影響。本試驗(yàn)研究表明，不同間伐保留密度下，樹高增量差異不顯著，胸徑增量顯著，與邱林對(duì)黃山松（Pinus taiwanensis）的研究一致[11]，究其原因，是因?yàn)闃涓咴隽渴侨Q于樹木的遺傳特性;而且一定間伐強(qiáng)度內(nèi)可以有效促進(jìn)單株胸徑的生長(zhǎng)，間伐強(qiáng)度越大，杉木生長(zhǎng)空間越大，利于主干生物量的積累[12]。單株材積受樹高和胸徑的影響，隨著樹高和胸徑的增大而增大，與未間伐相比，其他2個(gè)間伐保留密度處理顯著促進(jìn)了杉木單株材積的增長(zhǎng)。從林分蓄積量來看，間伐能否提高林分蓄積主要受限于林木生長(zhǎng)所增加的蓄積量與減少株數(shù)所損失蓄積量的相對(duì)大小[13]，本文在上坡立地條件下，間伐密度保留900株·hm2顯著大于未間伐組，其余均小于未間伐組，且隨著保留密度的上升，蓄積量增加;而在中坡立地條件下，間伐保留密度為1200株·hm2的杉木蓄積量最大，且與對(duì)照差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。總體而言，兩種間伐保留密度均有利于杉木生長(zhǎng)，這與葉功富等[14]研究結(jié)果一致。

杉木大徑材的形成對(duì)小氣候的要求十分嚴(yán)格[15]，而立地條件是杉木材種形成的主要限制因子[16]。不同坡位的立地條件如溫度、濕度、光照、土壤理化性質(zhì)等的不同，從而導(dǎo)致樹木生長(zhǎng)狀況存在差異。一般來講，土壤溫度依坡位由上到下表現(xiàn)為逐漸降低，而水分會(huì)表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)。種植于上坡位或中坡位更能激發(fā)桉樹（Eucalyptus robusta）[17]、胡桃楸（Juglans mandshurica）[18]、厚樸（Magnolia officinalis）[19]等生長(zhǎng)潛力。而溫仲明等[20]的研究表明，下坡位養(yǎng)分積累多，可以聚集中上坡的徑流，且蒸發(fā)耗水小，利于小葉楊（Populus simonii）生長(zhǎng)。不同的樹種適合不同的立地條件。杉木是喜歡深厚、肥沃、濕潤(rùn)土壤且具備良好排水條件的酸性的陽性樹種，對(duì)土壤條件要求比較高。本文中，在下坡位的杉木在樹高、胸徑、單株材積、蓄積等方面明顯好于中上坡位。表明下坡位優(yōu)越的水分條件對(duì)杉木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用明顯大于對(duì)土壤逆溫對(duì)杉木生長(zhǎng)的抑制作用，因此下坡更有利于培育杉木大徑材。這與陳代喜[21]的研究結(jié)果一致。而在中上坡進(jìn)行一定的撫育措施，也可在一定程度上彌補(bǔ)立地條件對(duì)于杉木生長(zhǎng)的限制作用。

綜上，本文中3種擇伐式間伐保留密度和不同坡位對(duì)樹高、胸徑、單株材積和蓄積增量的影響規(guī)律存在一定差異，對(duì)處于上坡立地條件和中坡立地條件的杉木林分進(jìn)行間伐，間伐保留密度分別為900株·hm2和1200株·hm2，最有利于杉木形成大徑材。但是森林撫育成效的觀測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，本試驗(yàn)對(duì)杉木林的擇伐成效進(jìn)行了2年的觀測(cè)，對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)演替進(jìn)程而言，2年時(shí)間是短期，因此還需要連續(xù)觀測(cè);而且對(duì)于不同坡位環(huán)境影響因子與土壤理化性質(zhì)、樹木生長(zhǎng)之間的關(guān)系應(yīng)進(jìn)一步深入研究，以更好挖掘出杉木人工林的生長(zhǎng)潛力，獲得更大的大徑材培育效益。

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