林豐煥

(汕尾市國(guó)有羅經(jīng)嶂林場(chǎng)，廣東 汕尾 516600)

在全球的用材林品種中，桉樹(Eucalyptus)是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的樹種，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，并且生長(zhǎng)迅速、產(chǎn)量高，被國(guó)內(nèi)外短周期工業(yè)原料領(lǐng)域應(yīng)用。以桉樹為原料的領(lǐng)域包括制漿造紙、工業(yè)化木鑲板以及以木炭為基礎(chǔ)的鋼鐵工業(yè)。為了讓單株桉樹的產(chǎn)量達(dá)到預(yù)期的效果，會(huì)對(duì)桉樹林實(shí)施間伐措施，以實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品價(jià)值的最大化目標(biāo)，在確保桉樹最高效率的同時(shí)也降低了死亡率。由此，對(duì)桉樹的間伐強(qiáng)度的研究對(duì)我國(guó)的桉樹經(jīng)濟(jì)和林業(yè)環(huán)境都有重大意義[1]。

1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)桉樹人工林林分特征的影響

1.1 對(duì)林分胸徑的影響

該研究對(duì)胸徑指標(biāo)的計(jì)算分析是利用取四種間伐強(qiáng)度下解析樹干的平均值，然后計(jì)算獲得的平均標(biāo)準(zhǔn)木，求得不同密度狀態(tài)下林分胸徑生長(zhǎng)的總量、連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量。研究數(shù)據(jù)表明，通過(guò)對(duì)間伐后4～8 a的強(qiáng)度間伐林分、中度間伐林分、 弱度間伐林分和對(duì)照間伐林分在間伐五年內(nèi)的連年生長(zhǎng)量、平均胸徑和平均生長(zhǎng)量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，基于間伐強(qiáng)度不同的影響下連年生長(zhǎng)量、平均胸徑和平均生長(zhǎng)量三項(xiàng)指標(biāo)，影響程度大小的順序?yàn)椋孩購(gòu)?qiáng)度間伐，②中度間伐，③弱度間伐，④對(duì)照間伐。足以顯示撫育期間的間伐措施有助于桉樹胸徑的增長(zhǎng)，而且間伐強(qiáng)度增大，胸徑的增長(zhǎng)速度就越快。

1.2 對(duì)林分徑階的影響

該研究對(duì)四種間伐強(qiáng)度試驗(yàn)地實(shí)施調(diào)查顯示，桉樹人工林在不同間伐強(qiáng)度下都為“正態(tài)分布”的狀態(tài)，見圖1。其中對(duì)照峰值為16徑階；弱度的峰值為18徑階；中度峰值為20徑階；強(qiáng)度的峰值為22徑階。徑階分布的峰值還會(huì)隨著間伐強(qiáng)度的增大而加大。由此可見，撫育間伐措施調(diào)整了桉樹林的結(jié)構(gòu)，隨著強(qiáng)度提高，大徑材的比例也會(huì)相應(yīng)提升[2]。

圖1 不同間伐強(qiáng)度各徑階分布圖

1.3 對(duì)林分樹高的影響

試驗(yàn)研究表明，四種間伐強(qiáng)度對(duì)試驗(yàn)地的桉樹人工林樹高總生長(zhǎng)量具有不同的影響，具體數(shù)據(jù)為：對(duì)照間伐25.70 m、弱度間伐26.35 m、中度間伐26.75 m、強(qiáng)度間伐27.63 m。通過(guò)數(shù)據(jù)顯示，桉樹人工林的樹高在不同間伐強(qiáng)度下生長(zhǎng)過(guò)程呈現(xiàn)一致的趨勢(shì)，林齡增加后樹高也會(huì)增加，隨著時(shí)間的推移增長(zhǎng)速度開始平緩。隨著間伐強(qiáng)度加大，桉樹的樹高也會(huì)增大，但不同式樣地間的樹高總體生長(zhǎng)量沒有太大的差距，差距的比例在7.5%以內(nèi)，足以體現(xiàn)不同間伐強(qiáng)度可以促進(jìn)樹高的生長(zhǎng)，但其促進(jìn)作用有限。在0～3 a內(nèi)，各試驗(yàn)地的連年生長(zhǎng)量差距不大，不同間伐強(qiáng)度下各試驗(yàn)地樹高的連年生長(zhǎng)量都在一年生時(shí)達(dá)到最高。如果在3～4 a生內(nèi)進(jìn)行間伐，那么在3～8 a期間各試驗(yàn)地樹高的連年生長(zhǎng)量會(huì)不斷減小，用8 a生四種間伐強(qiáng)度的樹高連年生長(zhǎng)量對(duì)照，表現(xiàn)為：對(duì)照間伐1.27 m、弱度間伐1.37 m、中度間伐1.00 m、強(qiáng)度間伐1.33 m。分析在平均生長(zhǎng)量，各試驗(yàn)地都呈現(xiàn)逐漸下降的態(tài)勢(shì)。而且隨著不斷增加的間伐強(qiáng)度，樹高的平均生長(zhǎng)量下降的趨勢(shì)不會(huì)停止，顯示撫育期間間伐措施對(duì)樹高影響很小[3]。

1.4 對(duì)單株材積和蓄積量的影響

1.4.1 材積總生長(zhǎng)量

該研究利用的是伐倒木求材積的辦法， 經(jīng)過(guò)解析各平均標(biāo)準(zhǔn)木樹干后獲取材積的生長(zhǎng)規(guī)律。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在不同間伐強(qiáng)度下桉樹單株材積總生長(zhǎng)量隨樹齡的增長(zhǎng)而增大，具體數(shù)據(jù)為表1。不難看出，如果間伐強(qiáng)度增大，林分單株總生長(zhǎng)量也隨之增大。

表1 間伐材積數(shù)據(jù) 單位：m3

1.4.2 材積連年生長(zhǎng)量

針對(duì)單株材積的連年生長(zhǎng)量，在不同間伐強(qiáng)度下呈現(xiàn)先增大后減小的態(tài)勢(shì)[4]。分析四種間伐強(qiáng)度下的單株材積在不同樹齡的連年生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，具體情況見表2。

表2 不同年生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)表

單株材積年生長(zhǎng)峰值在對(duì)照和弱度間伐之間波動(dòng)幅度較大，中度間伐和強(qiáng)度間伐的生長(zhǎng)曲線相對(duì)平緩。

1.4.3 材積平均生長(zhǎng)量

在桉樹人工林林分單株材積平均生長(zhǎng)量方面，具體數(shù)據(jù)為表3。

表3 生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)表

由此可見，在間伐強(qiáng)度增大的情況下，桉樹林分單株材積的連年生長(zhǎng)量的平均生長(zhǎng)量的峰值會(huì)不同程度地延后。

1.4.4 林分蓄積量

該研究通過(guò)對(duì)四種間伐強(qiáng)度下各試驗(yàn)地林分蓄積量的對(duì)比，顯示各試驗(yàn)地的林分蓄積量沒有太大的差距，差距在385～420 m3之間。其中強(qiáng)度間伐試驗(yàn)地的林分蓄積量最大，弱度間伐試驗(yàn)地、中度間伐試驗(yàn)地的蓄積量都小于對(duì)照間伐試驗(yàn)地，由此可見，間伐強(qiáng)度的增加并不能直接增加林分的蓄積量，只有40%的間伐強(qiáng)度呈現(xiàn)最佳蓄積量[5]。

2 桉樹人工林不同間伐強(qiáng)度對(duì)土壤環(huán)境的影響

2.1 影響土壤酶活性程度

(1)研究顯示，增加土層的深度，會(huì)不斷減少林分土壤蔗糖酶的活性。在0～20 cm以及20～40 cm的土層中，土壤蔗糖酶針對(duì)4種間伐強(qiáng)度下的活性大小為：對(duì)照間伐大于強(qiáng)度間伐大于中度間伐大于弱度間伐，而且從試驗(yàn)地的影響程度分析，對(duì)照間伐要高于弱度間伐和中度間伐。而蔗糖酶活性在40～60 cm深土層內(nèi)大小順序?yàn)椋簩?duì)照間伐大于強(qiáng)度間伐大于弱度間伐大于中度間伐[6]。

(2)增加土層的深度會(huì)減少林分土壤脲酶的活性。在不同土層中土壤脲酶活性會(huì)隨著間伐強(qiáng)度的加大而逐漸增大。在0～20 cm和40～60 cm的土層，土壤脲酶的活性在每個(gè)試驗(yàn)地之間差異性不明顯。

(3)如果逐漸增加土層深度，土壤中過(guò)氧化氫酶的活性也隨之降低。盡管不同土層間，間伐強(qiáng)度的增加，也會(huì)逐漸增加土壤過(guò)氧化氫酶的活性。針對(duì)20～40 cm土層，過(guò)氧化氫酶的活性在不同試驗(yàn)地沒有明顯的差異性。

(4)如果增加土層深度，酸性磷酸酶在土壤中的活性顯著降低。如果增大間伐強(qiáng)度，在各個(gè)土層里會(huì)不斷增大土壤酸性磷酸酶 的活性，且都沒有明顯差異。撫育間伐對(duì)酸性酶在土壤中活性只有很小的影響。

2.2 對(duì)桉樹林分土壤理化性質(zhì)的影響

(1)在桉樹林的各土層中間，該研究介紹的四個(gè)間伐強(qiáng)度的試驗(yàn)地之間土壤容重存在很大的差異，其中對(duì)照間伐的試驗(yàn)地的容重最大，伴隨間伐強(qiáng)度的增大，土壤的容重會(huì)進(jìn)一步減小。而隨著土層深度增加，各個(gè)試驗(yàn)地顯著減少了毛管孔隙度。分析土壤毛管空隙，無(wú)論是強(qiáng)度間伐還是中度間伐都顯著高于對(duì)照間伐的試驗(yàn)地。分析逐漸增加的土層深度，弱、中、強(qiáng)3種間伐試驗(yàn)地與對(duì)照間伐試驗(yàn)地比較，毛管空隙度的差值在顯著增大，足以顯示林木撫育階段間伐的強(qiáng)度會(huì)明顯影響到深層土壤毛管空隙。倘若加大間伐強(qiáng)度，桉樹林土壤的非毛管空隙地呈現(xiàn)各不相同的變化趨勢(shì)，如果土層深度為0～20 cm，則可以匹配相關(guān)規(guī)律：強(qiáng)度間伐大于對(duì)照間伐大于中度間伐大于弱度間伐的規(guī)律；土層深度為40～60 cm，完全符合強(qiáng)度大于中度大于弱度大于對(duì)照的規(guī)律。隨著間伐強(qiáng)度的增大土壤總孔隙度也會(huì)相應(yīng)增大，強(qiáng)度間伐的試驗(yàn)地土壤總孔隙度與對(duì)照間伐有很大差異[7]。

(2)伴隨間伐強(qiáng)度的增大，會(huì)增加其在各土層中的持水量。只有在20～40 cm土層，弱度間伐和中度間伐試驗(yàn)地間差異不明顯，其他土層各個(gè)試驗(yàn)地卻差異性很大。在林地的各個(gè)土層中，隨著間伐強(qiáng)度的增加毛管持水量也會(huì)相應(yīng)增加，而隨著不斷增加的土層深度，毛管持水量會(huì)減少。研究田間持水量，各土層沒有明顯差距，而且不斷增加土層深度，還會(huì)減少持水量。最大持水量會(huì)受到間伐強(qiáng)度的影響，對(duì)多毛管持水量影響甚微[8]。

(3)增大間伐強(qiáng)度，如果土層深度在0～20 cm以及20～40 cm，會(huì)呈現(xiàn)pH值先增大后減小的現(xiàn)象；如果土層深在40～60 cm，會(huì)表現(xiàn)pH值先增后減的特征。有機(jī)物含量會(huì)隨著土壤深度的增加而減少。有機(jī)質(zhì)的含量會(huì)因?yàn)橥寥郎疃仍黾佣鴾p少，其中0～40 cm的土層中，中度間伐試驗(yàn)地有機(jī)物含量最高；在40～60 cm土層中，強(qiáng)度間伐有機(jī)含量最高。在各個(gè)土壤層中有機(jī)質(zhì)含量比起對(duì)照間伐試驗(yàn)地都表現(xiàn)出最小。所以，間伐措施采用較高強(qiáng)度，可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)在土壤中的積累。同時(shí)，如果逐漸增加土層深度，會(huì)明顯減少土壤里化學(xué)元素，例如氮、磷、鉀，以及水解性氮、速效鉀和有機(jī)磷，隨著不斷增加的間伐強(qiáng)度，全氮含量會(huì)呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，含量最高的弱度間伐模式。不斷增加的間伐強(qiáng)度，土壤中的水解性氮的含量也在顯著升高，中度間伐和強(qiáng)度間伐試驗(yàn)地的水解性氮含量明顯高于其他間伐試驗(yàn)地。各試驗(yàn)地土壤全磷量大小順序?yàn)椋褐卸却笥趯?duì)照大于強(qiáng)度大于弱度。各試驗(yàn)地有機(jī)磷含量在0～40 cm土層大順序?yàn)椋褐卸却笥跇尤醵却笥趶?qiáng)度大于對(duì)照，在40～60 cm的順序?yàn)椋褐卸葘?duì)照大于強(qiáng)度大于弱度。全鉀含量沒有明顯變化[9]。

3 結(jié)語(yǔ)

該研究首先通過(guò)深度研究桉樹人工林不同強(qiáng)度下影響林分特征的程度，然后對(duì)獲得的相關(guān)林分生長(zhǎng)特征的規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析，包括胸徑、樹高和材積導(dǎo)尿管指標(biāo)，深度而全面地研究了間伐強(qiáng)度與桉樹人工林林分生長(zhǎng)特征的影響和作用的關(guān)系[10]。然后對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行了研究，研究表明隨著土層厚度的增加，土壤里的蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性會(huì)減少，這側(cè)面反應(yīng)土壤表層的反應(yīng)活動(dòng)頻繁。而伴隨間伐強(qiáng)度的增大土壤容重會(huì)逐漸減小。科學(xué)的間伐措施有助于林分結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度減小林分內(nèi)養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)壓力，土壤結(jié)構(gòu)明顯改善，土壤容重大大降低。