鐘 呈，王瑞輝，符偉男，周陽超，周義罡，彭 聰，朱秀花

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)，長沙410004;2.江西省靖安縣林業(yè)局，江西靖安330600)

不同年齡杉木人工林撫育成效分析
——以江西省靖安縣為例

鐘 呈1，王瑞輝1，符偉男1，周陽超1，周義罡1，彭 聰2，朱秀花2

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)，長沙410004;2.江西省靖安縣林業(yè)局，江西靖安330600)

以5a(幼林)、12a(中齡林)、18a(近熟林)生杉木人工林為研究對象，分別設(shè)置撫育間伐與對照 (不撫育)2種處理，分別于2013年底和2015年底對樣地進行調(diào)查。結(jié)果表明:撫育間伐促進了胸徑和單株材積的生長，年平均胸徑生長量的增加值撫育比對照幼林多44.4%、中齡林多25.0%、近熟林多14.3%，年平均單株材積生長量的增加值撫育比對照幼林多59.3%、中齡林多31.0%、近熟林多19.9%，上述差異均達(dá)到顯著水平(p＜0.05);撫育間伐對樹高生長有促進作用，但與對照比，其差異未達(dá)顯著水平 (p＞0.05);撫育明顯改善了杉木幼、中齡林的健康狀況，健康等級撫育樣地普遍比對照樣地高一級;撫育提高了林下植被種類的豐度、高度和蓋度，撫育樣地植被的垂直結(jié)構(gòu)明顯;總體而言，撫育間伐對杉木生長、林下植物生長和林分健康的促進作用幼林好于中齡林，好于近熟林。試驗結(jié)果為杉木人工林的科學(xué)撫育提供了參考依據(jù)。

森林撫育;杉木林;成效分析

森林撫育是促進林木生長、提高林木質(zhì)量、實現(xiàn)森林多種效益最大化的必不可少的措施，但長期以來，我國普遍存在重造輕撫現(xiàn)象。2009年底，財政部和國家林業(yè)局啟動實施了中央財政森林撫育補貼試點，2010年開始全面實施森林撫育項目，每年由中央財政撥款數(shù)10億元，這是國家公共財政支持生態(tài)建設(shè)、滿足人民群眾對林業(yè)多功能需求的又一重大舉措，標(biāo)志著我國森林經(jīng)營補貼機制正式建立［1－2］。森林撫育項目實施后，國家林業(yè)局于2014年出臺了《中央財政森林撫育補貼政策成效監(jiān)測實施辦法》，根據(jù)該辦法在全國設(shè)置固定樣地對森林撫育的成效進行監(jiān)測。國內(nèi)許多學(xué)者對森林撫育的成效進行過研究［3－6］，但針對中央財政補貼項目的森林撫育成效監(jiān)測，特別是江西省的研究目前鮮見報道，同時，以往對森林撫育成效的研究通常僅針對同一年齡的人工林，缺少針對不同年齡林分進行撫育成效同步監(jiān)測的研究。本研究基于中央財政補貼森林撫育項目，選擇杉木幼齡林、中齡林和近熟林設(shè)置固定樣地，觀測撫育對林木生長、林分健康和地被植物生長的影響，以期為進一步做好森林撫育工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

試驗樣地設(shè)置在江西省靖安縣水口鄉(xiāng)煙竹林場，靖安縣位于江西省西北部、宜春市東北部，地理坐標(biāo)為114°54'～115°30'E，28°47'～29°06'N。東鄰安義縣，南界奉新縣，西毗修水縣，北接武寧縣、永修縣。全境東西長約95.6km，南北寬約65km。

靖安縣屬于亞熱帶溫潤氣候，年平均氣溫17.0℃，雨量充沛，年平均降雨量1 700mm左右，光照充足，年平均日照時數(shù)為1 667.2 h，霜期較短，歷年平均無霜期為274d。研究區(qū)土壤多為黃壤，肥沃深厚，植物生長周期長，立地條件較好，適宜杉木的生長。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置及處理

選擇5a生杉木幼林、12a生杉木中齡林、18a生杉木近熟林，分別于不同年齡設(shè)置撫育和對照(不撫育)2種處理，每處理3次重復(fù)，共設(shè)置18個樣地，樣地的面積為20m×30m。相同年齡的樣地為一組，樣地選擇時確保同組樣地的立地條件大致相同，海拔相差不大，撫育前林分生長基本一致。樣地基本概況見表1。

表1 樣地基本概況Tab.1 Basic situation of sample stands

樣地設(shè)置后對樣地上所有林木進行編號。對于撫育樣地，間伐強度為總株數(shù)的20%，間伐木的選擇按照留優(yōu)去劣、間密留勻、兼顧株間距的原則確定，于2013年12月間伐。對于對照樣地不采取任何撫育措施。

2.2 觀測指標(biāo)及觀測方法

2.2.1 林分生長指標(biāo)

分別于撫育前(2013年12月)和撫育后(2015年12月)對樣地進行每木檢尺，胸徑起測直徑為5cm，幼林組樣地的樹高采用測高標(biāo)桿測量，中齡林組和近熟林組樣地的樹高采用測高標(biāo)桿測量和測高器測量?？紤]到杉木材積計算公式存在一定的區(qū)域差異，本研究采用李朝棟等［7］編制的江西省杉木人工林二元立木材積公式計算。

式中:V為單株立木材積(m3)，D為各胸徑(cm)，H為樹高(m)。

2.2.2 森林健康等級評價標(biāo)準(zhǔn)

森林健康等級評價標(biāo)準(zhǔn)參照王忠春等［8］在森林健康評價研究進展里的評價標(biāo)準(zhǔn)。

表2 森林健康等級評價標(biāo)準(zhǔn)與代碼Tab.2 Standard and code for forest health level

2.2.3 林下植被調(diào)查

林下植被調(diào)查采用樣方法。樣方面積分別灌木、草本確定。灌木樣方面積為4m2，分別設(shè)置于樣地的4個角，形狀為邊長2m的正方形。草本樣方面積為1m2，設(shè)置于灌木樣方內(nèi)，形狀為邊長1m的正方形。植被調(diào)查樣方應(yīng)未受人為踩踏，并對于樣地有一定的代表性。調(diào)查樣方內(nèi)灌木和草本的種類、每種植物的平均高度、蓋度以及健康(生長發(fā)育)狀況等。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件系統(tǒng)對林木生長指標(biāo)胸徑、樹高和單株材積的年平均生長量進行方差分析，不同齡林的試驗處理和對照處理間顯著性差異結(jié)果用字母法標(biāo)記(字母標(biāo)記法參照丁波等［9］和鐘飛霞等［10］發(fā)表論文上的標(biāo)記法);采用Excel軟件制作表格。

3 結(jié)果與分析

3.1 林木生長對比分析

3.1.1 撫育對胸徑生長的影響

表3為樣地調(diào)查結(jié)果，從表3可以看出，撫育2年后撫育樣地林分平均胸徑生長量均大于對照樣地，幼林組撫育樣地和對照樣地在2015年平均胸徑分別為9.4cm和8.0cm，與2013相比，年平均生長量分別達(dá)1.3cm和0.9cm，撫育樣地比對照樣地增加44.4%;中齡組撫育樣地與對照樣地在2015年平均單株胸徑分別為14.5cm和13.6cm，年平均生長量分別為1.0cm和0.8cm，撫育樣地比對照樣地增加25.0%;近熟林組撫育樣地與對照樣地2015年平均單株胸徑分別為17.9cm和17.3cm，年平均生長量分別達(dá)0.8cm和0.7cm，撫育樣地比對照樣地增加14.3%。經(jīng)過方差分析得出，撫育與對照的林分在單株胸徑的生長上存在顯著差異(p＜0.05)，總體上，撫育林分胸徑大于對照林分，這說明林木直徑生長與密度相關(guān)，密度越大，林分平均胸徑越小，適當(dāng)撫育能調(diào)整林分密度、改善林內(nèi)光照、增加保留木的營養(yǎng)空間，促進林木生長。

3.1.2 撫育對樹高生長的影響

從表3可以看出，撫育2年后林分平均樹高撫育樣地比對照樣地均有一定程度的增加。幼林組撫育樣地和對照樣地在2015年平均樹高分別為7.2m和6.5m，較2013年來看，樹高年平均生長量分別為1.1m和1.0m，撫育樣地比對照樣地增加10.0%;中齡組撫育樣地與對照樣地在2015年平均樹高分別為0.85m和0.8m，與2013年相比，樹高年平均生長量分別為1.1m和1.0m，撫育樣地比對照樣地增加5.9%;近熟林組撫育樣地與對照樣地在2015年平均樹高分別為16.5m和15.5m，與2013年相比，樹高年平均生長量分別為0.8m和0.75m，撫育樣地比對照樣地增加6.7%。經(jīng)方差分析，3組試驗不同林齡段的樹高及相對生長量在撫育處理和對照處理之間均沒有顯著差異(P＞0.05)，這表明撫育間伐對樹高生長的促進作用是有限的。林分樹高生長取決于樹種的遺傳品質(zhì)和立地質(zhì)量及其相互作用，與林分密度關(guān)系不大。

3.1.3 撫育對材積生長的影響

從表3可看出:林分平均單株材積均為撫育樣地大于對照樣地，2015年幼林組撫育樣地和對照樣地平均單株材積分別為0.028 1 m3和0.019 0m3，與2013年相比，單株材積年平均生長量分別為0.008 6 m3和0.005 4 m3，撫育樣地比對照樣地增加59.3%;中齡組撫育樣地與對照樣地在2015年平均單株材積分別為0.094 1 m3和0.077 1 m3，單株材積年平均生長量分別為0.016 9 m3和0.012 9 m3，撫育樣地比對照樣地增加31.0%;近熟林組撫育樣地與對照樣地在2015年平均單株材積分別為0.203 6 m3和0.179 9 m3，單株材積年平均生長量分別為0.024 1 m3和0.020 1 m3，撫育樣地比對照樣地增加19.9%。經(jīng)方差分析，平均單株材積撫育樣地與對照樣地?fù)嵊嬖陲@著差異(p＜0.05)，由此可見，撫育可以顯著促進林木單株材積的增長，原因是撫育促進了胸徑的生長，而胸徑與材積幾乎成正平方關(guān)系。

表3 林木生長對比分析Tab.3 Comparative analysis of forest growth

3.2 林分狀況對比分析

表4為林分生長狀況調(diào)查表，從表4可看出，在2013年撫育作業(yè)開始前，所有樣地的健康等級均為Ⅱ級，2年后撫育樣地的健康等級均變?yōu)棰窦?，幼林組和中齡組對照樣地的健康等級均變?yōu)棰蠹?，近熟林組對照樣地的健康等級均仍為Ⅱ級。由此可見，撫育顯著改善了杉木幼、中齡林的健康狀況。

幼林組樣地在2013年進行撫育時為5a生杉木幼林，此時的郁閉度為0.6，故對撫育樣地采取透光伐，間密留勻，其目的是保證目標(biāo)樹種不受壓抑，使林分得到適宜的光照。2年后撫育樣地和對照樣地的郁閉度分別為0.7和0.8，撫育樣地由于砍去了20%的林木，郁閉度低于對照樣地;在健康狀況上，2013年撫育前撫育樣地與對照樣地的健康等級均為Ⅱ級，處于亞健康狀態(tài)，林木生長發(fā)育較好，樹葉偶見發(fā)黃、褪色或非正常脫落，與2013年相比，撫育樣地在經(jīng)過透光伐的撫育措施后，兩年后的林分有明顯改善，健康狀態(tài)達(dá)到了Ⅰ級，而對照樣地沒有經(jīng)過撫育處理，林木進行自然整枝，樹冠基部的枝條因光照不足逐漸枯落，導(dǎo)致林分內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生變差，致使林木健康狀況沒有得到改善，反而降為Ⅲ級。

中齡組為12a生杉闊混交林，2013年撫育時采取綜合撫育措施對其進行撫育處理，此時撫育樣地與對照樣地郁閉度均為0.7，兩年后撫育樣地與對照樣地郁閉度分別為0.8和0.9，撫育樣地的健康狀況明顯優(yōu)于對照樣地，撫育樣地在經(jīng)過撫育后健康狀況從Ⅱ級提升到了Ⅰ級，但由于對照樣地沒有經(jīng)過處理，林木自然整枝強烈，下部枝條枯萎，有的脫落，造成病蟲害侵染，健康狀況降到了Ⅲ級。

近熟林組為18a生杉闊混交林，2013年撫育時采取生長伐措施對其進行撫育處理，經(jīng)過兩年的生長，撫育樣地與對照樣地郁閉度從0.8分別達(dá)到了0.8和0.9，撫育樣地沒有變化，對照樣地由于天然生長郁閉度提高至0.9;在健康狀況上，撫育樣地和對照樣地在2013年撫育調(diào)查時的健康等級均為Ⅱ級，兩年后撫育樣地的健康狀況達(dá)到了Ⅰ級，針闊混交林內(nèi)林木生長發(fā)育良好，枝干發(fā)達(dá)，樹葉大小和色澤正常，能正常結(jié)實和繁殖，未見明顯的病蟲害，這主要是由于生長伐伐除了過密和生長不良的林木，降低了林分密度，使得林分得到充足的光照、改善了衛(wèi)生狀況，從而提升了林分的健康水平。對照樣地林木自然整枝有加強的趨勢，少數(shù)下部枝條有發(fā)黃、褪色或非正常脫落現(xiàn)象，但健康等級總體上還是Ⅱ級，因為對照樣地已經(jīng)是近熟林，因此林分的健康狀況基本維持原樣。

試驗結(jié)果表明，通過森林撫育，清除了林分內(nèi)各種病木枯木，改善了林分光照條件、通風(fēng)條件和衛(wèi)生狀況，減少了病蟲害的發(fā)生，增強了林分對自然災(zāi)害和病蟲害的抵御能力，提高了森林的穩(wěn)定性和健康水平。

表4 林分狀況對比分析Tab.4 Comparative analysis of stand condition

3.3 灌木層和草本層物種多樣性對比分析

表5為樣地?fù)嵊昂罅窒碌乇恢参镎{(diào)查數(shù)據(jù)，從表5可以看出，幼林組樣地中撫育樣地灌木和草本數(shù)2013年分別為7種、4種，2015年分別為10種、9種，2年中分別增加了3種、5種;對照樣地2013年分別為6種、4種，2015年分別為7種、6種，2年中分別增加了1種、2種。灌木蓋度2013年撫育樣地和對照樣地分別為15%，13%，高度均為60cm，2015年灌木蓋度分別為28%，23%，高度分別為100，80cm，2年中灌木蓋度分別增加了13%，10%，高度分別增加了40，20cm;草本蓋度2013年撫育樣地和對照樣地均為8%，高度均為23cm，2015年草本蓋度分別為12%，10%，高度分別為36，32cm，2年間草本蓋度分別增加4%，2%，高度分別增加13cm和9cm。

中齡組樣地中撫育樣地灌木和草本種數(shù)2013年均為6種，對照樣地分別為4種、5種，2015年撫育樣地灌木和草本種數(shù)均為9種，2年中均增加了3種，對照樣地種數(shù)分別為6種、7種，2年中均增加了2種。2013年撫育樣地和對照樣地灌木蓋度分別為13%，10%，高度分別為73，68cm，2015年灌木蓋度分別為20%，16%，高度分別為86，74cm，2年中灌木蓋度分別增加7%，6%，高度分別增加13，6cm;草本蓋度 2013年撫育樣地和對照樣地分別為12%，10%，高度分別為17，15cm，2015年草本蓋度分別為15%，12%，高度分別為30，23cm，2年間草本蓋度分別增加3%，2%，高度分別增加13cm和8cm。

近熟林組樣地中撫育樣地灌木和草本數(shù)2013年分別為6種、5種，2015年均為8種，2年中分別增加了2種、3種;對照樣地2013年分別為5種、3種，2015年分別為5種、5種，兩年中灌木種數(shù)沒有變化，草本增加了2種。灌木蓋度2013年撫育樣地和對照樣地均為12%，高度分別為84，70cm，2015年灌木蓋度分別為15%，12%，高度分別為95，78cm，2年中撫育樣地灌木蓋度增加3%，對照樣地沒有變化，高度分別增加了11cm和8cm;草本蓋度2013年撫育樣地和對照樣地分別為13%，8%，高度分別為20，16cm，2015年草本蓋度分別為18%，11%，高度分別為34，26cm，2年間草本蓋度分別增加5%，3%，高度分別增加14，10cm。

表5 各樣地灌木草本對比分析Tab.5 Comparative analysis of plot shrubs and herbs

調(diào)查結(jié)果表明，2013—2015年，撫育樣地與對照樣地林下植被在種數(shù)、蓋度、高度上都有一定程度的增加，撫育樣地的增加值大于對照樣地。撫育間伐改善了林內(nèi)的光照條件，有利于林下植被的更新生長，撫育樣地原有的優(yōu)勢種多為耐蔭的朱砂根(Ardisia crenata Sims)、野薔薇(Rosa multiflora Thunb)、地枇杷(Ficus tikoua Bur)、魚腥草(Houttuynia cordata Thunb.)、蕨類(Pteridophyta)等，撫育兩年后較喜陽的鹽膚木(Rhus chinensis Mill)、山蒼子(Litsea cubeba(Lour.)Pers)、鐵芒萁(Dicranopteris dichotoma)、菝葜(Smilax china L.)等侵入其中。林下植被的更新生長提高了植物種類的豐富度、密度和蓋度，高度的增加也使植被結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的垂直分化，物種多樣性指數(shù)隨之升高。豐富的林下植被也使林地的固土持水能力得到增強，使森林能更好地發(fā)揮涵養(yǎng)水源和保持水土作用。

4 結(jié)論與討論

對江西靖安進行的撫育試驗表明，撫育促進了林木胸徑的生長，胸徑年生長量撫育樣地比對照樣地幼齡林多增加44.4%，中齡林多增加25.0%，近熟林多增加14.3%，其差異都達(dá)到顯著水平;撫育對樹高有一定的促進作用，樹高年生長量撫育樣地比對照樣地幼齡林多增加10.0%，中齡林多增加5.9%，近熟林多增加6.7%，但其差異未達(dá)到顯著水平;撫育促進了林木材積生長，單株年均材積生長量撫育樣地比對照樣地幼齡林多增加59.3%，中齡林多增加31.0%，近熟林多增加19.9%，其差異均達(dá)到顯著水平，撫育促進林木生長的效果幼齡林＞中齡林＞近熟林，試驗結(jié)論與已有的多數(shù)研究結(jié)論一致［11－12］。由此可見，對杉木林的撫育，應(yīng)從幼齡開始，一般從林分郁閉后就可開始第一次撫育間伐，此時間伐能清除遺傳品質(zhì)不好的林木，增加保留木的營養(yǎng)空間，促進胸徑的生長［13－15］。如果間伐時間太晚，杉木的生長高峰已過，撫育間伐的效果就大打折扣。

撫育能夠改善杉木幼、中齡林的健康狀況，撫育兩年后林分的健康狀況普遍可以提高一個等級，而對照樣地一般維持原有等級甚至有所降低。杉木為速生樹種，幼齡林和中齡林杉木正處于旺盛生長時期，杉木對光照的需求在幼中齡階段隨年齡的增長而增加，因此，如果不及時撫育，林分會變得高度郁閉，林分的自然整枝和分化加強，不僅影響林木的生長，而且降低抵御病蟲害和火災(zāi)發(fā)生的能力。

撫育促進了杉木林下植被的生長，撫育兩年后，林下灌木和草本的種數(shù)、蓋度和高度的增加值撫育樣地均大于對照樣地。撫育降低了林分郁閉度，改善林內(nèi)光照環(huán)境，促進了地被植物的生長，有利于形成喬、灌、草多層群落結(jié)構(gòu)，這與毛志宏等［16］對落葉松人工林內(nèi)草本植物多樣性調(diào)查、王克勤等［17］對黃土高原刺槐林間伐改造研究、雷相東等［18］對落葉松云冷杉混交林撫育間伐的影響研究、馬履一等［19－20］對油松的間伐研究等多數(shù)結(jié)論一致。撫育促進地被植物生長對于水土保持具有重要意義，許多學(xué)者的研究均表明，喬、灌、草兼?zhèn)涞膹?fù)層林分結(jié)構(gòu)，更有利于減少水土流失［21－22］。

杉木人工林撫育成效的顯現(xiàn)是一個長期的過程，但由于杉木生長快，撫育后短期內(nèi)就能觀測到明顯的效果，本研究的監(jiān)測時間為兩年，撫育的成效已經(jīng)有較好的顯現(xiàn)，對于撫育的長期成效，筆者將繼續(xù)研究，以不斷完善杉木撫育的技術(shù)體系。

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Analysis on Tending Effect of Chinese Fir Plantation at Different Ages—A Case Study of Jing'an County，Jiangxi Province

ZHONG Cheng1，WANG Ruihui1，F(xiàn)U Weinan1，ZHOU Yangchao1，ZHOU Yigang1，PENG Cong2，ZHU Xiuhua2
(1.Central South University of Forestry＆Technology，Changsha，Hunan 410004，China;2.Forestry Bureau，Jing'an County 330600，Jiangxi Province，China)

In this study，two types of thinning and control(non-tending)treatments were set up in 5 yearold(young)，12 year-old(middle-aged)，18 year-old(near-mature)Chinese Fir plantations respectively on tending before(2013)and after thinning(2015).The results showed that tending thinning promoted the growth of DBH and individual volume，and the average DBH increment was 44.4%，25.0%and 14.3% higher than that of CK，with tending the average individual volume increment was 59.3%，31.0%and 19.9%higher than that of the control，the difference was significant(P＜0.05);As for thinning on tree height growth，the promoting effect，compared with the difference，was not significant(P＞0.05);tending significantly improved the Chinese Fir young and middle aged forest health status and health level of tending plot generally higher than the control one;tending improved the forest species abundance，vegetation height and coverage and the vertical structure of vegetation plots significantly;Overall，the effects of thinning on the growth of young Chinese Fir forest，plant growth and forest health were better than those of the middle aged forest and near mature forest.The results provided reference basis for the scientific tending of Chinese Fir plantation.

forest tending，Chinese Fir forests，effectiveness analysis

S757

A

1002－6622(2017)01－0043－07

10．13466/j．cnki．lyzygl．2017．01．009

2016－10－27;

2016－12－27

國家林業(yè)局“森林撫育成效監(jiān)測國家級樣地及監(jiān)測體系建設(shè)項目”(2016－28－11);中南林業(yè)科技大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金項目(CX2017B24)

鐘呈(1993－)，女，貴州貴陽人，在讀碩士，主要從事森林培育方面的研究工作。Email:1207598999@qq.com

王瑞輝(1962－)，男，湖南湘鄉(xiāng)人，教授，博導(dǎo)。Email:wang626389@163.com