不同間伐強度對杉木人工林林分生長質(zhì)量的影響

陸 乾

廣西壯族自治區(qū)國有黃冕林場，廣西 柳州 545600

0 引言

森林生態(tài)系統(tǒng)對維護氣候平衡、水循環(huán)、碳循環(huán)和土壤保持至關(guān)重要［1］。但隨著全球環(huán)境問題的日益加劇，森林生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)林木生長衰弱、林相退化等問題［2］。通過人工造林與經(jīng)營管理，可協(xié)助森林演替更新，改善森林生態(tài)系統(tǒng)的功能［3］。

間伐是優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、促進林木生長和提高木材質(zhì)量的關(guān)鍵管護措施［4］。通過適當(dāng)?shù)拈g伐，可移除弱勢樹木，減少競爭，促進優(yōu)勢樹木生長［5］，同時間伐可降低林分密度，有利于促進林分整體健康生長［6］。通常間伐效果與間伐強度密切相關(guān)，較大的間伐強度會直接導(dǎo)致林分蓄積量不足，影響管護效果，而較小的間伐強度則會導(dǎo)致林木之間的競爭過于激烈，限制優(yōu)勢樹木生長，難以起到應(yīng)有的間伐效果。筆者以廣西壯族自治區(qū)環(huán)江毛南族自治縣（以下簡稱環(huán)江縣）北部山區(qū)為研究區(qū)域，分析不同間伐強度下杉木人工林林分生長質(zhì)量的差異，以期為確定合理的杉木人工林間伐策略提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

試驗地設(shè)在廣西壯族自治區(qū)環(huán)江縣龍巖鄉(xiāng)黃種村，該地位于環(huán)江縣北部，屬云貴高原邊緣，境內(nèi)山坡較多，平地較少。環(huán)江縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨熱同季，無霜期長。環(huán)江縣北部山區(qū)多年平均氣溫為15.7 ℃，年平均降水量為1 750 mm，集中于4—9月，占全年降水量的70%，空氣平均相對濕度為79%。環(huán)江縣常見喬木樹種有杉木、馬尾松、桉樹等，常見灌木樹種有白櫟、山雞椒、刺槐等，常見草本植物有華南鱗蓋蕨、蘆竹、狗尾草等。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗設(shè)計

研究共設(shè)計4 個處理，分別為50%（T1處理）、30%（T2處理）和20%（T3處理）3 個間伐處理和1 個不間伐對照處理（CK處理），每個處理3次重復(fù)。于2017年春季在環(huán)江縣北部山區(qū)選擇立地條件相近、生長狀況基本相同的杉木人工林進行間伐試驗。間伐前，杉木林齡為8 年，平均保存株數(shù)為2 130 株/hm2。在人工林內(nèi)劃分12個試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積2.00 hm2，按照預(yù)先設(shè)定的間伐強度選擇生長狀況良好、競爭優(yōu)勢大的杉木作為目標(biāo)樹，然后將其他干擾樹完全伐除。

2.2 生長指標(biāo)監(jiān)測

在每個試驗小區(qū)的4 個角落各設(shè)置1 個20 m×20 m 的監(jiān)測樣地，從間伐后第2 年開始（2019 年），每隔2 年進行1 次林分生長指標(biāo)監(jiān)測。監(jiān)測指標(biāo)包括樹高、胸徑、單株材積及林分蓄積量，其中樹高采用勃魯萊氏測高儀測定，胸徑使用胸徑尺測定杉木距離地面1.3 m處直徑，單株材積根據(jù)樹高和胸徑查詢廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘察設(shè)計院和廣西大學(xué)編制的《森林調(diào)查手冊（簡明本）》中廣西杉木二元材積表得出，林分蓄積量為監(jiān)測樣地單株材積之和。

2.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)的整理與計算，使用SPSS 軟件進行方差分析，使用最小顯著差異法（Least Significant Difference，LSD）進行多重比較。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 不同間伐強度對杉木人工林樹高的影響

由表1 可知，2019 年，T3處理杉木人工林樹高最高，為（11.043±0.456）m，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為CK 處理，杉木人工林樹高為（10.954±0.514）m，且與T2處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。2021 年，T3處理杉木人工林樹高最高，為（12.967±0.556）m，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，杉木人工林樹高為（12.380±0.420）m，且與CK 處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。2023 年，不同間伐強度下的杉木人工林樹高有了較大變化，CK處理杉木人工林樹高最高，為（14.590±0.515）m，且與T3、T2處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。

表1 不同間伐強度條件下杉木人工林樹高的多重比較m

3.2 不同間伐強度對杉木人工林胸徑的影響

由表2 可知，不同年份不同間伐強度條件下，杉木人工林胸徑的差異情況基本相同，均為T1處理杉木人工林胸徑最大，且顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，且顯著大于T3和CK 處理（P＜0.05）；再次為T3處理，且顯著大于CK處理（P＜0.05）。

表2 不同間伐強度條件下杉木林胸徑的多重比較cm

3.3 不同間伐強度對杉木人工林單株材積的影響

由表3 可知，2019 年，CK 處理杉木人工林單株材積最大，為（0.115 2±0.004）m3，且與T3、T1處理之間不存在顯著差異，但均顯著大于T2處理（P＜0.05）。2021年，T2處理杉木人工林單株材積最大，為（0.155 7±0.004）m3，與T1處理之間不存在顯著差異，但顯著大于T3和CK 處理（P＜0.05）；其次為T1處理，杉木人工林單株材積為（0.142 1±0.001）m3，與T3處理之間不存在顯著差異，但顯著大于CK 處理；CK 處理杉木人工林單株材積最小，為（0.126 4±0.001）m3。2023年，T1處理杉木人工林單株材積最大，為（0.204 5±0.002）m3，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，杉木人工林單株材積為（0.169 7±0.001）m3，且與CK處理之間不存在顯著差異，但顯著大于T3處理（P＜0.05）；T3處理杉木人工林單株材積最小，為（0.136 8±0.003）m3。

表3 不同間伐強度條件下杉木人工林單株材積的多重比較m3

3.4 不同間伐強度對杉木人工林林分蓄積的影響

由表4 可知，2019 年，CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.187 3±0.018）m3/hm2，顯著大于其他3個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.947 5±0.023）m3/hm2，顯著大于T2、T1處理；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。2021年，CK處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.301 8±0.018）m3/hm2，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.134 8±0.022）m3/hm2，與T2處理之間不存在顯著差異；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。2023 年，CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.555 3+0.014）m3/hm2，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.155 6±0.033）m3/hm2，與T2處理之間不存在顯著差異；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。綜上，3 個調(diào)查年份均為CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。這可能是因為CK處理未進行采伐，因而其林分蓄積量最大；而T1處理林內(nèi)大量杉木被采伐，導(dǎo)致其整體林分蓄積量有所降低，但其林分蓄積增長速率較高，隨著生長年份的增加，其林分蓄積量或可超過其他3個處理。

表4 不同間伐強度條件下杉木人工林林分蓄積的多重比較m3/hm2

4 結(jié)論

間伐是優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、促進林木生長和提高木材質(zhì)量的重要森林管護手段，筆者以廣西壯族自治區(qū)環(huán)江縣北部山區(qū)為研究區(qū)域，分析了不同間伐強度下杉木人工林林分生長質(zhì)量的差異，得出以下結(jié)論。

第一，間伐后第2 年（2019 年）、第4 年（2021 年），T3處理杉木人工林樹高最高，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；間伐后第6 年（2023 年），不同間伐強度下杉木人工林樹高有了較大變化，T2、T3和CK 處理的樹高較高，且三者之間不存在顯著差異，但均顯著高于T1處理（P＜0.05）。總的來看，間伐初期，較低的間伐強度（T3處理）在一定程度上促進了樹高的增長，這可能是由于間伐減少了林內(nèi)的養(yǎng)分、水分競爭，進而在一定程度上促進了樹高的增長。而隨著間伐強度的增加，林木間距增加，樹木橫向增長量增加，縱向生長減緩，這一現(xiàn)象在間伐強度較大時（T1處理）尤為明顯。

第二，不同間伐強度下杉木人工林胸徑的差異情況基本相同，均是T1處理杉木人工林胸徑最大，且均顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次分別為T2、T3處理，CK 處理杉木人工林胸徑最小?？傮w來看，杉木人工林胸徑隨間伐強度的變化而變化的現(xiàn)象極其明顯，間伐強度越大，林內(nèi)間隙越大，杉木橫向生長空間也就越大，同時林內(nèi)植株變少，養(yǎng)分、水分競爭減少，也進一步促進了杉木的橫向生長。

第三，2019 年，T1處理、T3處理和CK 處理杉木人工林單株材積較大；2021 年，T2、T1處理杉木人工林單株材積較大；2023 年，T1處理杉木人工林單株材積最大。這表明間伐可以在一定程度上促進杉木縱向和橫向增長，進而影響其單株材積量。

第四，不同年份中，CK 處理杉木人工林林分蓄積量均顯著大于其他3 個處理，而T1處理杉木人工林林分蓄積量均最小。這可能是由于CK 處理未進行采伐，雖然其單株材積較小，但林內(nèi)杉木株數(shù)較多，林分蓄積量也就較高。經(jīng)間伐處理后，林內(nèi)大量杉木被采伐，導(dǎo)致杉木人工林整體林分蓄積量有所降低，但采伐后杉木人工林林分蓄積量的增長速率相對較快（尤其是間伐強度50%時），隨著生長年份的增加，間伐處理的林分蓄積量可能會逐漸超過不間伐處理的林分蓄積量。

綜合來看，經(jīng)間伐處理后，杉木人工林林分生長質(zhì)量有所提高。杉木人工林單株材積有所增加，間伐強度50%時杉木人工林單株材積較大，但因間伐強度過高，其恢復(fù)至未采伐林地相同的蓄積量所需的時間也相對較久，因此在培育大徑材林時，推薦采用50%的間伐強度。間伐強度為30%時，杉木人工林樹高、胸徑、單株材積較CK 處理均有一定程度的提升，恢復(fù)至未采伐林地相同的蓄積量所需的時間相對較短，因此在培育杉木速生林時，推薦采用30%的間伐強度。