馬正銳，孟祥江，王 蕾，陳本文

(重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400036)

馬尾松(PinusmassonianaLamb.)是我國(guó)松屬樹種中分布最廣的一種，北自河南及山東南部，南至兩廣、湖南、臺(tái)灣，東自沿海，西至四川中部及貴州，遍布于華中、華南各地[1]。馬尾松是我國(guó)南部地區(qū)主要用材樹種，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。撫育間伐作為人工林經(jīng)營(yíng)的主要措施，對(duì)馬尾松林的培育具有重要意義，通過(guò)合理間伐調(diào)整林分密度，加速林木生長(zhǎng)，提高木材質(zhì)量，增加林分蓄積，同時(shí)改善林分組成，進(jìn)而影響森林的生態(tài)功能。林木生長(zhǎng)的各個(gè)階段都有一個(gè)“最適營(yíng)養(yǎng)面積”(即單位面積的合理株數(shù))，營(yíng)養(yǎng)面積過(guò)大或過(guò)小對(duì)整個(gè)林分生長(zhǎng)都不利[2]。間伐強(qiáng)度大小，是撫育間伐的核心問(wèn)題，直接影響到間伐的效果。有關(guān)馬尾松人工林不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分生長(zhǎng)、生產(chǎn)力、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的影響等方面已有諸多報(bào)道[1，3-6]，但鮮有重慶地區(qū)馬尾松人工林撫育間伐方面的研究。

為探明重慶地區(qū)不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松人工林胸徑、樹高及林分蓄積生長(zhǎng)量的影響，在重慶市綦江區(qū)北部林場(chǎng)馬尾松人工中齡林設(shè)置樣地開展間伐試驗(yàn)，以期為該地區(qū)馬尾松人工林的撫育間伐提供參考。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

綦江區(qū)位于重慶市南部，東經(jīng)106°23′—107°03′、北緯28°27′—29°11′之間，東鄰南川區(qū)，南接貴州省習(xí)水、桐梓兩縣，西連江津區(qū)，北靠巴南區(qū)，幅員面積2747.8 km2。屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有副熱帶東亞季風(fēng)特點(diǎn)，表現(xiàn)為冬暖、春早、夏熱、秋陰，云多日照少，雨量充沛，溫、光、水地域差異大。年均氣溫18.8 ℃，年均降水量1007 mm，年均無(wú)霜期344 d。

綦江區(qū)北部林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)國(guó)有林地總面積4227.35 hm2，活立木蓄積為423528 m3，森林覆蓋率89.92%。場(chǎng)區(qū)內(nèi)森林資源豐富，優(yōu)勢(shì)樹種有馬尾松2300.58 hm2，占有林地面積的61.01%；杉木占20.45%；硬闊樹種占8.18%。試驗(yàn)區(qū)位于林場(chǎng)內(nèi)隆盛鎮(zhèn)可樂(lè)村芭蕉灣片區(qū)，試驗(yàn)馬尾松林為人工純林(中齡林，18年生)，1996年造林，造林密度2300株·hm-2。2004年時(shí)(8年生)進(jìn)行過(guò)1次間伐，伐后密度約為1650株·hm-2，此后至2014年都未進(jìn)行撫育，林分郁閉度在0.75～0.9之間，林內(nèi)有少量枯死木。

2 研究方法

中齡馬尾松進(jìn)入生長(zhǎng)旺盛期，林冠高度郁閉，林木自然稀疏十分強(qiáng)烈，在此期間應(yīng)進(jìn)行間伐。吳鵬等[7]的研究也表明西南地區(qū)馬尾松胸徑和樹高激烈分化時(shí)期在15～20年生左右，需進(jìn)行撫育間伐。結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳謸嵊?jì)劃，于2014年4月對(duì)馬尾松中齡林開展間伐試驗(yàn)。

在試驗(yàn)區(qū)選擇林分狀況差異不大的馬尾松純林，設(shè)置對(duì)照(不間伐)、弱度間伐、中度間伐、較強(qiáng)度間伐等4種間伐強(qiáng)度樣地，每種樣地選擇在同一坡向的林分設(shè)置3次重復(fù)，共12個(gè)樣地，每塊樣地面積為667 m2。林下植被種類較少，灌木層主要有柃木(EuryajaponicaThunb.)、檵木(Loropetalumchinense)、莢蓮(ViburnumdilatatumThunb)、野薔薇(Rosamultiflora)及樟(Cinnamomumcamphora)、櫟類(Fagaceae)等幼苗；草本層以蕨類(Pteridium)、芒(Miscanthus)為主。

按照克拉夫特林木分級(jí)法，將林木按生長(zhǎng)優(yōu)劣分為優(yōu)勢(shì)木、亞優(yōu)勢(shì)木、中等木、被壓木和瀕死木5級(jí)；采用下層疏伐法，首先砍伐處于林冠下層生長(zhǎng)落后的瀕死木等，然后根據(jù)間伐的強(qiáng)度依次選擇被壓木、中等木作為間伐木進(jìn)行間伐[8-9]。各種間伐強(qiáng)度如下：①弱度間伐：間伐株數(shù)占總株數(shù)的15%，保留密度1410株·hm-2；②中度間伐：間伐株數(shù)占總株數(shù)的30%，保留密度1155株·hm-2；③較強(qiáng)度間伐：間伐株數(shù)占總株數(shù)的45%，保留密度900株·hm-2；④不間伐：保留原密度1650株·hm-2。樣地設(shè)置情況詳見(jiàn)表1。

表1 馬尾松林不同間伐強(qiáng)度樣地基本情況

2014年4月對(duì)每塊樣地進(jìn)行伐前每木檢尺，選擇間伐木進(jìn)行間伐，間伐3 a后(2017年4月)再次測(cè)定馬尾松林木的胸徑和樹高。單株材積按部頒二元材積表公式V=0.000062341803×D1.8551497×H0.95682492計(jì)算，式中：V為單株材積(m3)；D、H分別為單株胸徑(cm)和樹高(m)，并將間伐后各樣地每木調(diào)查所得的D、H、V等進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分平均胸徑生長(zhǎng)的影響

間伐3 a后林分生長(zhǎng)狀況詳見(jiàn)表2，林木平均胸徑、樹高、單株材積均為3次重復(fù)調(diào)查數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值。不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松林分生長(zhǎng)的影響，首先反映在胸徑上，撫育間伐能明顯提高馬尾松人工林平均胸徑的生長(zhǎng)量。

表2 間伐3 a后的馬尾松林分生長(zhǎng)狀況

間伐3 a后，弱度間伐、中度間伐、較強(qiáng)度間伐、不間伐(對(duì)照組)的林分平均胸徑分別比間伐前增加38.95%、58.51%、63.83%、31.52%(圖1)，由此可知，適當(dāng)增加間伐強(qiáng)度可以促進(jìn)林分胸徑的生長(zhǎng)。

圖1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分平均胸徑生長(zhǎng)的影響

方差分析結(jié)果表明，不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分平均胸徑的生長(zhǎng)影響具有極顯著的差異(P<0.01)。說(shuō)明經(jīng)過(guò)撫育間伐，降低了林分密度，改善了保留木的生長(zhǎng)發(fā)育空間，從而加速了林木胸徑的生長(zhǎng)。

3.2 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分平均樹高生長(zhǎng)的影響

間伐3 a后，弱度間伐、中度間伐、較強(qiáng)度間伐、不間伐(對(duì)照組)林分平均樹高分別為9.6 m、9.7 m、10 m、8.9 m(表2)，經(jīng)過(guò)撫育間伐后林分平均樹高有一定程度的增加，但組間差異不大，表明不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松林分平均樹高生長(zhǎng)無(wú)明顯的影響。

3.3 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林木平均材積的影響

立木的材積取決于胸徑、樹高、形數(shù)3個(gè)因子，密度對(duì)3因子均有一定的影響[4，10]。不同間伐強(qiáng)度(即不同伐后密度)對(duì)馬尾松單株材積和林分蓄積量變化情況見(jiàn)表3。

表3 不同強(qiáng)度間伐3 a后馬尾松林木單株材積和林分蓄積變化情況

由表3可知，間伐3 a后，弱度間伐、中度間伐、較強(qiáng)度間伐的林分平均單株材積分別為0.0664、0.0810、0.0900 m3，分別比對(duì)照組高27.69%、55.77%、73.08%。經(jīng)方差分析結(jié)果表明，不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松林分單株材積生長(zhǎng)的影響差異極顯著(P<0.01)。單株材積生長(zhǎng)量大小依次為較強(qiáng)度間伐>中度間伐>弱度間伐。因此在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)加大間伐強(qiáng)度可以促進(jìn)單株材積量的增加。

3.4 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分蓄積量的影響

間伐3 a后，弱度間伐、中度間伐的林分蓄積量分別為93.7、93.5 m3·hm-2，比對(duì)照組增加9.20%、8.97%；而較強(qiáng)度間伐的林分蓄積量最小，僅為82.0 m3·hm-2，比對(duì)照組減少4.42%。由此可見(jiàn)，一定強(qiáng)度范圍內(nèi)的間伐可增加林分蓄積量，超過(guò)一定的間伐強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致林分蓄積量的不增反減。

林分的蓄積量主要取決于單株材積與株數(shù)密度，而這2個(gè)因子此消彼長(zhǎng)，達(dá)到平衡時(shí)遵守產(chǎn)量恒定規(guī)律[4]。撫育間伐對(duì)單位面積的蓄積量影響結(jié)果不確定，且胸徑的增長(zhǎng)對(duì)蓄積影響要小于株數(shù)增加對(duì)蓄積的影響[11-12]。通過(guò)間伐不會(huì)提高林地最終生產(chǎn)力，但能提高木材質(zhì)量，所以在實(shí)際生產(chǎn)中要盡可能在不減產(chǎn)的情況下提高木材質(zhì)量。因此，撫育間伐強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)，使林木質(zhì)量和單位面積蓄積量達(dá)到最優(yōu)，以獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)本次試驗(yàn)可以看出，間伐強(qiáng)度15%與間伐強(qiáng)度30%的林分總收獲量比較接近，而以間伐強(qiáng)度30%的平均單株材積最大，其木材質(zhì)量相對(duì)較高。故項(xiàng)目區(qū)內(nèi)馬尾松人工林以30%強(qiáng)度間伐的林分整體質(zhì)量和收獲量最優(yōu)，是較合理的間伐強(qiáng)度，而伐后密度1155株·hm-2是較合理的保留密度。

4 結(jié)論與討論

本研究初步探索了重慶地區(qū)不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松人工林生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，間伐能顯著提高胸徑的生長(zhǎng)，林分平均胸徑的生長(zhǎng)量在一定范圍內(nèi)會(huì)隨間伐強(qiáng)度的增大而顯著提高；經(jīng)過(guò)撫育間伐，降低了林分密度，調(diào)節(jié)了林木之間的競(jìng)爭(zhēng)程度，擴(kuò)大了保留木生長(zhǎng)發(fā)育所需的空間條件，從而加速了林木胸徑的生長(zhǎng)。不同間伐強(qiáng)度對(duì)馬尾松林分樹高生長(zhǎng)無(wú)明顯的影響，而張紀(jì)卯等[13]研究表明樹高生長(zhǎng)主要取決于立地條件。間伐對(duì)馬尾松林分單株材積生長(zhǎng)的影響顯著，適當(dāng)加大間伐強(qiáng)度可促進(jìn)單株材積量的生長(zhǎng)。

不同間伐強(qiáng)度對(duì)單位面積的蓄積量影響不同，一定強(qiáng)度范圍內(nèi)間伐可增加林分蓄積量，超過(guò)一定強(qiáng)度的間伐會(huì)導(dǎo)致林分的蓄積量不增反減，這與相關(guān)研究[1，14-15]結(jié)論比較一致。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)馬尾松人工林以間伐強(qiáng)度30%的林分整體質(zhì)量和收獲量最佳，是最優(yōu)的間伐強(qiáng)度，而伐后密度1155株·hm-2是較合理的保留密度。

森林培育過(guò)程中，要盡可能不減產(chǎn)的情況下提高木材質(zhì)量，而胸徑的增長(zhǎng)對(duì)蓄積影響要小于株數(shù)增加對(duì)蓄積的影響，這要求撫育間伐強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)，使林木質(zhì)量和單位面積蓄積量達(dá)到最優(yōu)，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。今后還需繼續(xù)開展相關(guān)的間伐試驗(yàn)與密度優(yōu)化研究，才能確定不同立地、不同林齡最合理間伐強(qiáng)度、起始年限、間隔期等，以期為該地區(qū)馬尾松林的培育提供科學(xué)依據(jù)。

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