陳義堂

(福建省洋口國有林場，福建 南平 353000)

林木在生長過程中受到林分密度[1]、立地條件[2]等因素的影響，其中林分密度有著明顯的可調(diào)控性。不少學(xué)者開展林分密度對林分生長的影響研究，如對米老排(Mytilarialaosensis)[3]、香樟(Cinnamomumcamohora)[4]進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)、適時(shí)的撫育間伐有利于促進(jìn)胸徑(DBH)、樹高(H)的生長。其他學(xué)者[5]的研究也表明，合理的撫育間伐能夠更好地調(diào)整樹種組成、林分密度，提高林木的質(zhì)量，能夠充分平衡養(yǎng)分與水分利用，改善林地地力，充分發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

毛紅椿(Toonaciliata)為楝科(Meliaceae)香椿屬(Toona)落葉高大喬木，國家林草局將其列入中國主要栽培珍貴樹種參考名錄(2017版)。毛紅椿生長速度快，樹干通直[6]，心材為紅色，心邊材比例高，與常規(guī)闊葉造林樹種相比經(jīng)濟(jì)效益顯著。毛紅椿作為重要且珍貴的商品用材樹種，有關(guān)毛紅椿報(bào)道較多的是育苗、引種、良種選育、群落學(xué)等方面的研究[7-8]，在混交林營造也有少量報(bào)道[9]，但對毛紅椿人工純林進(jìn)行間伐，了解其生長規(guī)律，為獲得大徑材的最佳間伐強(qiáng)度與間伐時(shí)間的研究尚未見過報(bào)道。為改善毛紅椿人工林的生長狀況，提高生態(tài)效益，亟需開展毛紅椿人工用材林撫育間伐試驗(yàn)研究。因此，本研究以福建省洋口林場試驗(yàn)中心人工種植的15年生毛紅椿林為研究對象，從胸徑、樹高、單株材積3個(gè)方面來探索不同撫育間伐強(qiáng)度對林分生長的影響，以期為毛紅椿大徑材的高效培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地的概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省洋口林場，位于東經(jīng)117°57′、北緯26°38′，地處武夷山脈北端向東南延伸的支脈—茫蕩山中山山脈西坡余脈，富屯溪畔。地貌類型為低山丘陵，海拔147～283 m，坡度25°左右。氣候溫和濕潤，年均氣溫19.4 ℃，絕對最低氣溫-6.5 ℃；年無霜期約300 d；年均降水量1800 mm左右，每年4—6月為雨季，年均蒸發(fā)量約1300 mm，年均相對濕度80%以上。土壤為紅壤，土層深厚，多在80 cm以上，土壤較肥沃，腐殖質(zhì)含量較高(2%～3.5%)，pH值5左右。樣地坡度為20°，坡向?yàn)槟?，坡位為下坡?/p>

1.2 撫育間伐措施

2017年4月6日，對15年生的毛紅椿人工林進(jìn)行間伐試驗(yàn)，遵循去小留大、去劣留優(yōu)、去密留疏的原則，共設(shè)計(jì)T20(間伐強(qiáng)度20%，保留毛紅椿1680株·hm-2)、T40(間伐強(qiáng)度40%，保留毛紅椿1260株·hm-2)、CK(不間伐，毛紅椿株數(shù)2100株·hm-2)3個(gè)處理，每個(gè)處理0.13 hm2，每一重復(fù)在同一坡面水平排列，重復(fù)9次。

1.3 樣地設(shè)置和調(diào)查

2017年4月，在3種處理林分內(nèi)選取具有代表性的地塊，各設(shè)置3塊半徑3.26 m的樣圓作為固定調(diào)查樣地，3次重復(fù)，共27塊樣地。分別于2018年11月6日、2019年11月6日、2021年11月6日對固定樣圓內(nèi)各立木的胸徑、樹高進(jìn)行調(diào)查。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

根據(jù)每年的調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算樹木平均胸徑、樹高、單株材積等因子，單株材積按以下公式[10]計(jì)算：V=0.00005276D1.882161H1.009317，式中：D為胸徑(cm)；H為樹高(m)。平均生長率按普雷斯勃公式[11]計(jì)算：PV=(Vt-Vt-n)/Vt-n×100%，式中：Vt為最后調(diào)查值；Vt-n為最早調(diào)查值。

2 結(jié)果與分析

2.1 撫育間伐對胸徑徑階與樹高分布的影響

間伐影響了毛紅椿林分的直徑與樹高的分布(圖1、圖2)。對照林分，2017年胸徑為12～22 cm的林木株數(shù)比例較大；2020年平均胸徑10～28 cm的比例較大，且平均胸徑大于32 cm的株數(shù)增多，都呈現(xiàn)趨于正態(tài)分布。間伐林分(T20)，在采伐之前(2017年)胸徑為14 cm、26～28 cm的林木株數(shù)比例較大；伐后3.5 a(2020年)平均胸徑18～30 cm的林木株數(shù)比例較大，呈現(xiàn)趨于左偏態(tài)分布，且胸徑大于32 cm的株數(shù)明顯增多。間伐林分(T40)，在采伐之前(2017年)平均胸徑10～26 cm的林木株數(shù)比例較大，呈現(xiàn)趨于右偏態(tài)分布；伐后3.5 a(2020年)平均胸徑在22～28 cm的林木株數(shù)比例較大，呈趨于左偏態(tài)分布，且林分中總體植株的平均胸徑明顯大于T20林分。

對照林分，2017年平均樹高整體呈現(xiàn)右偏態(tài)；2020年平均樹高整體呈現(xiàn)正態(tài)分布，平均樹高18～24 m的比例較大。間伐林分(T20)，在采伐之前平均樹高18～20 m的林木株數(shù)比例較大，整體呈現(xiàn)右偏態(tài)；伐后3.5 a平均樹高26～28 m的林木株數(shù)比例較大，呈現(xiàn)趨于左偏態(tài)分布。間伐林分(T40)，在采伐之前平均樹高16～20 m的林木株數(shù)比例較大，呈現(xiàn)趨于右偏態(tài)分布；伐后3.5 a平均樹高在24～30 m的林木株數(shù)比例較大，呈明顯的左偏態(tài)分布。

撫育間伐使得較小徑階與較矮的林木株數(shù)比例減少，而較大徑階與較高大的林木株數(shù)比例增大，說明適當(dāng)?shù)膿嵊g伐措施有利于大徑級木材的生產(chǎn)，也有利于毛紅椿樹高的生長。

2.2 撫育間伐對胸徑、樹高生長的影響

由表1、表2可以看出，隨著間伐強(qiáng)度的不斷增大，林分平均胸徑、樹高的生長量也在不斷增加。經(jīng)過比較分析可以看出，與對照林分相比，間伐強(qiáng)度為20%、40%的林分，平均胸徑生長量分別提高了4.6、6.8倍，平均樹高生長量分別提高了1.2、1.6倍。以常用的普雷斯勒公式計(jì)算樹木胸徑、樹高生長率，間伐后的年均生長量和年均生長率都大于對照，并且間伐強(qiáng)度越大，林分生長率也越大，隨著間伐強(qiáng)度的增加，胸徑生長率增加最多(由1.94%增加到11.32%)。

圖1 不同撫育間伐強(qiáng)度對毛紅椿人工林徑階分布的影響

圖2 不同撫育間伐強(qiáng)度對毛紅椿人工林樹高分布的影響

表1 毛紅椿人工林不同間伐強(qiáng)度下的胸徑生長量

表2 毛紅椿人工林不同間伐強(qiáng)度下的樹高生長量

表3 毛紅椿人工林不同間伐強(qiáng)度下的單株材積生長量

2.3 撫育間伐對單株材積生長的影響

由表3可知，經(jīng)過間伐之后，單株材積發(fā)生了較大變化。與對照相比，間伐強(qiáng)度為20%、40%的林分單株材積平均生長量分別提高了1.8、3.6倍。以常用的普雷斯勒公式計(jì)算樹木單株材積生長率，間伐后單株材積年均生長量和年均生長率均大于對照，并且間伐強(qiáng)度越大，林分生長率也越大，隨著間伐強(qiáng)度的增加，單株材積的生長率由6.65%增加到14.09%。

3 結(jié)果與討論

未經(jīng)間伐撫育的人工純林，進(jìn)入成熟期時(shí)，由于密度大，林分生長空間小，地力消耗嚴(yán)重，林木生長所需的陽光、水分、養(yǎng)分等減少，使得林分中一些生長指標(biāo)出現(xiàn)衰退現(xiàn)象。本研究對洋口林場15年生的毛紅椿人工林分別進(jìn)行不間伐、間伐強(qiáng)度20%、間伐強(qiáng)度40%的比較試驗(yàn)，結(jié)果表明：間伐顯著增加了毛紅椿人工林內(nèi)大徑材株數(shù)的比例，同時(shí)促進(jìn)了林分平均胸徑、平均樹高和單株材積的生長，間伐強(qiáng)度40%的比間伐強(qiáng)度20%的效果更好?？赡芤蚍ズ罅址置芏葴p小，林分中林木的生長空間得到一定程度的增加，光、溫、水、氣等競爭減弱，多種利于林分生長的情況共同出現(xiàn)，所以通常間伐后一段時(shí)間，生長量會(huì)有顯著的提高。在一定的撫育間伐范圍內(nèi)，年均生長率一般會(huì)隨著擇伐強(qiáng)度的增加而增大。同時(shí)，在間伐過程中，一些劣質(zhì)木會(huì)被伐除，林分間的密度降低，個(gè)體之間對于林地的水、肥等競爭得到緩解，同時(shí)光照條件的改善，也會(huì)增強(qiáng)樹冠的活性與植株的光合作用，從而促進(jìn)喬木層的快速生長[12]。

已有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，間伐對胸徑的生長促進(jìn)效果最明顯[13]；由于林分內(nèi)的植株隨著年齡的增長，在生長過程中冠幅、郁閉度的增大，生長空間常受到限制，導(dǎo)致胸徑的生長受到影響[14]；也有學(xué)者[15]研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膿嵊g伐能促進(jìn)樹高的生長；但由于物種間特性的不同，目前也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膿嵊g伐對于樹高促進(jìn)作用不明顯[14，16]。因此，撫育間伐對于林分樹高生長的影響還沒有一致的定論。

毛紅椿是重要的用材樹種，培育大徑材的毛紅椿植株能獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。因此，應(yīng)大力推廣適度撫育間伐的經(jīng)營管理模式，增大林分足夠的生長空間，從而有效促進(jìn)林木胸徑、樹高、單株材積的生長，有利于培育更優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的木材。