不同程度撫育間伐對(duì)紅松人工林的影響

周竟男

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)第三鄉(xiāng)分場(chǎng)，河北承德 068450）

人工林具有結(jié)構(gòu)簡單、木材產(chǎn)量高、生長周期短等突出優(yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代林業(yè)和森林生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成，但同時(shí)，受經(jīng)營水平、資源條件等因素影響，木材產(chǎn)量和質(zhì)量低、齡級(jí)結(jié)構(gòu)不合理等問題頻頻出現(xiàn)，嚴(yán)重限制了人工林木產(chǎn)量提升。此外，人工林在未經(jīng)撫育經(jīng)營的情況下也普遍會(huì)引發(fā)林分質(zhì)量下降與森林競(jìng)爭惡化等問題。紅松林木的壽命很長，林分穩(wěn)定，且具有較高的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但人工紅松林易出現(xiàn)林分質(zhì)量下降、森林競(jìng)爭惡化的問題[1]。對(duì)紅松人工林進(jìn)行撫育間伐，能夠促進(jìn)紅松林木在生長過程中對(duì)水、熱、光等資源的充分利用，從而提高林分生產(chǎn)力。撫育間伐也是促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)。該林場(chǎng)位于河北省承德市，地處內(nèi)蒙古高原渾善達(dá)克沙地南緣，屬滿族蒙古族自治縣北部壩上地區(qū)，地理位置為42°22′N、116°53′E。東鄰圍場(chǎng)縣，南鄰御道口牧場(chǎng)，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)多倫縣和克什克騰旗隔河而望。試驗(yàn)地屬半干旱半濕潤寒溫性大陸季風(fēng)氣候，年均氣溫-1.3 ℃，最低溫度-43.3 ℃，積雪時(shí)間長達(dá)7 個(gè)月，無霜期64 d，年降水量460.3 mm。試驗(yàn)地土壤為灰色森林土與風(fēng)沙土，地處森林草原過渡帶，植被類型多樣，主要有落葉針葉林、紅松人工林、針闊混交林、灌叢等[2]。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置

共設(shè)置4 組觀測(cè)區(qū)，每組觀測(cè)區(qū)各設(shè)置3 塊大小為20 m×30 m 的樣地。第1 組觀測(cè)樣地進(jìn)行輕度間伐，株數(shù)強(qiáng)度和蓄積強(qiáng)度分別定為40%和18%；第2組觀測(cè)樣地進(jìn)行中度間伐，株數(shù)強(qiáng)度和蓄積強(qiáng)度分別定為50%和28%；第3 組觀測(cè)樣地進(jìn)行重度間伐，株數(shù)強(qiáng)度和蓄積強(qiáng)度分別定為65%和43%；第4 組觀測(cè)樣地為對(duì)照組，不進(jìn)行透光撫育。表1 為觀測(cè)樣地的基本信息。

表1 觀測(cè)樣地基本信息

1.2.2 調(diào)查統(tǒng)計(jì)

觀測(cè)樣地設(shè)置后間隔3 年進(jìn)行1 次復(fù)測(cè)，測(cè)量內(nèi)容包括：1）使用超聲波測(cè)高器、鋼卷尺測(cè)量樹木胸徑、冠幅、樹高、枝下高及樹干基徑；2）使用激光望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、超聲波測(cè)高器測(cè)量樹干中央直徑。尖削度公式：

式中，D為樹干基部直徑，cm；d為樹干中央直徑，cm；H為樹高，m[3]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理方法

使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 24.0 處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)果以（）表示，進(jìn)行t檢驗(yàn)，以p＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)生長的影響

表2 為不同撫育強(qiáng)度下紅松人工林的生長觀測(cè)結(jié)果。由表2 可知，隨著撫育強(qiáng)度增大，紅松胸徑年生長量也隨之增大。根據(jù)方差分析，撫育強(qiáng)度與胸徑年生長量呈正相關(guān)，對(duì)照組與3 組試驗(yàn)組差異顯著（p＜0.05），輕度和中度間伐之間則無顯著差異（p＞0.05）。整體來看，撫育間伐促進(jìn)了紅松人工林的胸徑生長。間伐使林分密度下降，改善了林木的營養(yǎng)空間，保證紅松在生長過程中可獲取更多的空氣、熱量、水分、光照和養(yǎng)分，因此促進(jìn)了林木胸徑的增長。同時(shí)，間伐清理了低矮林木，保留下來的林木個(gè)體相對(duì)品質(zhì)更優(yōu)良，生長潛力更大。僅考慮胸徑年生長量，中度和重度撫育間伐強(qiáng)度更適宜紅松人工林生長。

表2 撫育間伐對(duì)紅松人工林生長的影響

從樹高年生長量來看，重度間伐觀測(cè)樣地的紅松生長量最大，輕度間伐觀測(cè)樣地的紅松生長量最小。根據(jù)方差分析，不同間伐強(qiáng)度之間紅松的樹高年生長量無顯著差異（p＞0.05）。撫育間伐可促進(jìn)紅松的樹高生長，但差異未達(dá)顯著水平。紅松具有較強(qiáng)的直干性，頂芽發(fā)達(dá)，特別是幼中齡階段其頂端優(yōu)勢(shì)更突出，因此樹高生長來源于其自身優(yōu)勢(shì)[4]。其他研究數(shù)據(jù)也表明，樹種遺傳和立地條件是影響林木樹高的主要因素，林分密度對(duì)樹高影響不大[5]。

撫育間伐使觀測(cè)樣地中的紅松具有更大的生長空間，其側(cè)枝的生長空間也有所增大，從而其冠幅和冠徑比也增大。如表2 所示，撫育間伐強(qiáng)度越大，紅松林木的樹冠冠幅和冠徑比也越大。

2.2 對(duì)樹干尖削度的影響

尖削度是反映林木樹干飽滿程度的指標(biāo)，尖削度越小，樹干越飽滿。由表3 可知，撫育強(qiáng)度越大，紅松林木的樹干中央直徑和樹干基徑越大，且重度間伐觀測(cè)樣地的樹干中央直徑和樹干基徑均為最大，分別為13.586 cm 和23.940 cm，對(duì)照組的樹干中央直徑和樹干基徑均為最小，分別為8.414 cm 和17.092 cm。對(duì)照組、輕度間伐、中度間伐和重度間伐觀測(cè)樣地的尖削度分別為1.826、1.759、1.672、1.593。根據(jù)方差分析，不同撫育處理的樹干中央直徑和樹干基徑差異顯著（p＜0.05），對(duì)照組和輕度間伐組的紅松林木尖削度無顯著差異（p＞0.05），對(duì)照組和中度間伐、重度間伐組的紅松林木尖削度差異顯著（p＜0.05）；輕度間伐、中度間伐和重度間伐的紅松林木尖削度差異顯著（p＜0.05）；中度間伐和重度間伐的紅松林木尖削度無顯著差異（p＞0.05）。

表3 撫育間伐對(duì)紅松人工林樹干尖削度的影響

以上結(jié)果表明，林分密度影響紅松人工林的徑階分布，進(jìn)而影響樹干的中央直徑和基部直徑。撫育強(qiáng)度越大，紅松林木的尖削度越小，即樹干越飽滿。輕度間伐對(duì)尖削度的影響比較小，中度和重度間伐對(duì)尖削度的影響差異不顯著，意味著撫育強(qiáng)度增大對(duì)紅松林木樹干飽滿度的改善有限。適當(dāng)進(jìn)行撫育間伐，有利于改善紅松人工林樹干的飽滿度，從而提高木材的出材率。

2.3 對(duì)樹干分杈率的影響

分杈率影響樹冠直徑和體積的大小，直接關(guān)系到紅松林的出材率水平，相對(duì)樹高，分杈高度越低，則出材率越小[6]。如表4 所示，撫育強(qiáng)度增大，分杈率明顯增加，對(duì)照組與輕度、中度和重度間伐觀測(cè)樣地的未分杈樹干長度比依次下降[7]。對(duì)照組與輕度間伐觀測(cè)樣地的未分杈樹干長度比無顯著差異（p＞0.05）；對(duì)照組和中度、重度間伐觀測(cè)樣地的未分杈樹干長度比差異顯著（p＜0.05）；輕度、中度和重度間伐觀測(cè)樣地之間的未分杈樹干長度比差異顯著（p＜0.05）。

以上分析表明，撫育間伐會(huì)使紅松林木未分杈樹干長度比減小，分杈率提高明顯，從而影響出材率。由于大徑階林木比例增大，徑階結(jié)構(gòu)改變，頂芽負(fù)擔(dān)加大出現(xiàn)頂芽損傷，再加上大徑階林木側(cè)枝長勢(shì)發(fā)達(dá)，最終出現(xiàn)分杈率提高的現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

紅松林木形質(zhì)受樹干情況的影響最大，外界環(huán)境因素也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生巨大影響[8]。針對(duì)處于郁閉狀態(tài)的紅松林，通過對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)撫育間伐，可對(duì)光裝、降水、溫度、單木空間分布等因素起到改善調(diào)整的作用。本研究選擇了樹高年生長量、胸徑年生長量和冠徑比3 項(xiàng)指標(biāo)作為紅松林木形質(zhì)評(píng)價(jià)生長指標(biāo)，基于結(jié)果，撫育間伐對(duì)上述3 項(xiàng)指標(biāo)均產(chǎn)生了顯著影響，說明撫育間伐有利于紅松林木的健康生長。本研究以尖削度和分杈率作為樹干生長情況指標(biāo)，結(jié)果顯示，撫育間伐措施會(huì)降低紅松林木的自然整枝能力，進(jìn)而大幅提高分杈率，對(duì)紅松林木形質(zhì)造成不良影響。適當(dāng)分杈能提高樹冠表面積與體積，促進(jìn)紅松光合作用和生長發(fā)育，但在紅松林木大徑材培育方面，卻會(huì)降低紅松材質(zhì)等級(jí)和出材率，因此在林業(yè)實(shí)踐中，要根據(jù)實(shí)際情況把握撫育間伐的程度，避免間伐過度影響木材品質(zhì)。

研究表明，適當(dāng)撫育間伐有助于改善紅松林木的生長環(huán)境，且在株數(shù)強(qiáng)度和蓄積強(qiáng)度分別為50%和28%的中度間伐下，林木品質(zhì)和出材率最理想，板材質(zhì)量也有所改善。