何瑩，張華峰，任曉旭，何禎，劉剛，張有志

(1.安吉縣濕地和野生動植物保護中心，浙江 安吉 313300； 2.臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心，浙江 臨安 311300；3.浙江旅游職業(yè)學院，浙江 杭州 310123； 4.浙江省林業(yè)技術(shù)推廣總站， 浙江 杭州 310020；5.浙江省林業(yè)資金管理中心，浙江 杭州 310020； 6.安吉縣龍山林場，浙江 安吉 313300)

杉木(Cunninghamialanceolata)是我國南方重要的速生豐產(chǎn)樹種，也是浙江省的速生優(yōu)質(zhì)用材樹種，具有生長快、材質(zhì)好、產(chǎn)量高和用途廣等特點，在林業(yè)建設中具有重要的地位。從20世紀80—90年代開始，浙江省部分地區(qū)開始大面積集約經(jīng)營人工杉木林，由于沒有適地適樹、經(jīng)營水平不高或缺乏撫育管理，導致這些杉木林結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)穩(wěn)定性差，生產(chǎn)力低下，整體林分質(zhì)量和效益不高，甚至有的地段出現(xiàn)杉木死亡現(xiàn)象。采用間伐改造等作業(yè)法向多功能經(jīng)營方向轉(zhuǎn)變是加快低效杉木林林分更新和促進正向演替的有效措施[1-4]。本研究通過對因上述原因產(chǎn)生的低效杉木林進行間伐改造，再補植一部分闊葉樹，同時對杉木林改造前后的生長情況和土壤肥力進行監(jiān)測分析，評價間伐改造的效果，探討低效杉木林改造方式，為低效杉木林多功能經(jīng)營體系研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地設置

試驗地選在杭州市臨安區(qū)於潛鎮(zhèn)泗州村5、6和8號小班(119°24′6″E—119°24′16″E, 30°14′39″N—30°14′46″N)，海拔167 m。該林分為2006年底被火燒殆盡后萌生形成，至2017年底未采取任何撫育措施，林齡12 a。林內(nèi)土壤為壤土，土層厚度60 cm以上，坡度10°～25°，立地條件一般。根據(jù)2017年12月的調(diào)查結(jié)果將該區(qū)域劃分為2種林分，分別為區(qū)域1(2.67 hm2)和區(qū)域2(4.00 hm2)，各區(qū)域內(nèi)杉木生長情況基本一致，且排列整齊，株行距約1.5 m×1.5 m，萌生現(xiàn)象嚴重。整個試驗地林分密度大，區(qū)域1密度為4 400～4 900株·hm-2，區(qū)域2密度為2 800～3 300株·hm-2；胸徑和樹高較小，區(qū)域1平均胸徑6～8 cm，區(qū)域2平均胸徑3～5 cm；區(qū)域1平均樹高5～7 m，區(qū)域2平均樹高2～4 m，屬于典型低效杉木林。杉木林內(nèi)沒有闊葉樹，基本上沒有灌草。

1.2 方法

設置15個大小為20 m×20 m的杉木純林樣地，區(qū)域1和區(qū)域2各設6個作業(yè)區(qū)樣地，另外設6個對照區(qū)樣地。項目點共分為2塊區(qū)域：區(qū)域1，為5號和8號小班，面積共2.67 hm2，采用60%與80%強度進行間伐；區(qū)域2，為6號小班，面積共4 hm2，采用50%間伐強度進行間伐。間伐時采取“伐3列留3列”的帶狀間伐作業(yè)法，采伐剩余物均勻分布在采伐跡地上，以便于清理和挖穴造林。在間伐林木的地塊和林分空隙處挖穴，大小40 cm×40 cm×40 cm，株行距為2 m×2 m，種植2年生以上容器苗。2塊區(qū)域補植楨楠、浙江樟、浙江楠闊葉樹，每667 m2平均補植20株左右。

1.3 林分生長監(jiān)測

2017年12月在間伐改造前，對林分進行基線調(diào)查。改造1 a后(2018年12月)和2 a后(2019年12月)分別對作業(yè)區(qū)和對照區(qū)樣地內(nèi)的所有杉木進行調(diào)查，測量胸徑和樹高，計算斷面積和蓄積量。

胸徑和樹高測量：用胸徑圍尺在距離樹根1.3 m處的上坡位測量胸徑值；用超聲波測高器測量樹高，測量3次取平均值。

斷面積和蓄積量計算：根據(jù)每木檢尺測量數(shù)據(jù)，使用GB/T 4815—2009《杉原條材積表》的計量方法計算斷面積、材積和蓄積量。

1.4 土壤樣品采集、處理與測定

1.4.1 土壤采集和處理

每個樣地挑選5個采樣點，每個采樣點清除表層的雜草、凋落物等雜物與腐殖質(zhì)層，取200 g表層土，將各個點的土樣集中起來混合均勻即為土壤混合樣品，以確保采集的土樣具有代表性。野外采回的土壤樣品風干、磨細、過篩、混合、制成分析樣品保存，進行各項分析。

1.4.2 土壤樣品測定

土壤pH采用電位法(酸度計Starter 2100型，土∶水1∶5)測量，有效氮(堿解氮)(AN)采用堿解擴散法測定，有效磷(AP)用HCl-NH4F浸提-鉬銻鈧比色法測定，速效鉀(AK)采用乙酸銨提取-火焰分光光度法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分結(jié)構(gòu)

作業(yè)區(qū)在采取間伐改造前，樹種組成為杉木純林，樹種單一，結(jié)構(gòu)簡單，林齡集中，生態(tài)穩(wěn)定性較弱；改造后，增加了多種闊葉樹，樹種多樣性增加，年齡多樣性增加。杉木同齡純林改造為杉闊混交異齡林。

垂直結(jié)構(gòu)：作業(yè)林分改造前只有一個5～6 m林層；改造后多了一個2 m左右的林層，林分從單層林向復層林轉(zhuǎn)變。

胸徑結(jié)構(gòu)：對照區(qū)林分胸徑結(jié)構(gòu)如圖1，試驗初期林分胸徑介于5～13 cm；試驗末期胸徑介于5～14 cm；占比最大的徑階由試驗前期的7 cm向試驗后期的8 cm轉(zhuǎn)變，整體結(jié)構(gòu)無顯著變化。作業(yè)區(qū)林分胸徑結(jié)構(gòu)如圖1，改造前林分胸徑介于5～10 cm，集中分布在5～8 cm，分布較為集中；試驗末期林分胸徑分布在5～12 cm，集中分布在8～10 cm，整體表現(xiàn)出正態(tài)分布的趨勢；占比最大的徑階由改造前的6 cm轉(zhuǎn)變?yōu)楦脑旌蟮?0 cm，林分胸徑結(jié)構(gòu)較改造前發(fā)生較大改變，說明間伐可以有效改善林分胸徑結(jié)構(gòu)。

圖1 試驗林林分胸徑結(jié)構(gòu)的變化

2.2 林分生長情況

由表1可知，作業(yè)區(qū)間伐改造后，與對照區(qū)相比，年平均生長量增加更快。作業(yè)區(qū)區(qū)域1和區(qū)域2平均胸徑增加量分別是對照增加量的2倍和3倍以上。對照區(qū)每hm2斷面積由監(jiān)測初期的26.74 m2增加到監(jiān)測末期的28.88 m2，增加了8.00%；作業(yè)區(qū)區(qū)域1由監(jiān)測初期的6.56 m2增加到監(jiān)測末期的7.87 m2，增加了19.97%；區(qū)域2由監(jiān)測初期的4.69 m2增加到監(jiān)測末期的6.78 m2，增加了44.56%。對照區(qū)林分每hm2蓄積量由監(jiān)測初期的92.28 m3增加到監(jiān)測末期的102.47 m3，增加了11.04%；而作業(yè)區(qū)的區(qū)域1由監(jiān)測初期的20.70 m3增加到監(jiān)測末期的29.29 m3，增加41.50%；區(qū)域2由監(jiān)測初期的11.51 m3增加到監(jiān)測末期的24.04 m3，增加108.86%。可見間伐改造對杉木林胸徑、斷面積和蓄積的增加都有較大幅度的提升。

表1 試驗林樣地調(diào)查結(jié)果

2.3 土壤肥力

由表2可知，對照區(qū)pH變化不大，作業(yè)區(qū)pH有增加的趨勢；對照區(qū)土壤堿解氮含量減少，由中變?yōu)槿?；而作業(yè)區(qū)含量微增。對照區(qū)和作業(yè)區(qū)的土壤有效磷含量未發(fā)生變化，分級水平均為極缺。對照區(qū)土壤速效鉀含量下降，作業(yè)區(qū)區(qū)域1土壤速效鉀含量略微增加，分級未發(fā)生變化，區(qū)域2速效鉀分級由中上級改善為豐富級。間伐改造措施保持了林地的連續(xù)覆蓋，避免了土壤直接裸露，有效保留了林地土壤堿解氮和速效鉀含量。預計隨著補植闊葉樹的生長，林地養(yǎng)分狀況將會逐步好轉(zhuǎn)。

表2 試驗區(qū)土壤肥力指標測定結(jié)果

3 小結(jié)與討論

3.1 間伐改造能明顯促進林分生長

試驗區(qū)林分未改造前，由于長期保持純林狀態(tài)，且缺乏管理，土壤肥力各指標較低。經(jīng)過間伐改造和補植后，林分樹種結(jié)構(gòu)、胸徑結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)等方面都得到改善，林分的健康性和穩(wěn)定性增強。間伐改造后明顯提高了杉木的胸徑和改造區(qū)域林分的年平均生長量，單株林木平均生長速度大大提高，林分生產(chǎn)力得到明顯提升。

3.2 土壤肥力狀況得到一定改善

從指標測定值來看，改造區(qū)域的區(qū)域1和區(qū)域2中土壤pH、堿解氮、速效鉀3個肥力指標值都有所增加，而對照區(qū)指標值減少，說明間伐改造對于改善林分土壤肥力有一定作用。土壤pH、堿解氮、速效鉀與對照區(qū)相比逐漸有所改善。從土壤肥力指標分級來看，部分區(qū)域的土壤肥力指標分級有所提高，其中區(qū)域1堿解氮分級由中級轉(zhuǎn)變?yōu)橹猩霞墸瑓^(qū)域2速效鉀指標分級由中上轉(zhuǎn)變?yōu)樨S富。

由于試驗只有2 a時間，新補植的闊葉樹生態(tài)效益尚未充分發(fā)揮，低效杉木林的改造效果表現(xiàn)不明顯。今后還需繼續(xù)監(jiān)測和總結(jié)，綜合研究間伐改造對新補植闊葉樹、林下灌木、草本等植物的影響，以便更好地研究低效杉木林多功能經(jīng)營改造的有效措施和方式。