大岗山杉木人工林大径材培育优化技术

薛沛沛，王兵

(1.重庆市林业科学研究院三峡库区森林保护与恢复重庆市市级重点实验室，重庆400036;2.北京林业大学，北京100083;3.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室，北京100091)

近年随着社会经济的发展和林业生产水平的提高，人们对木材的需求结构发生了明显的变化，森林资源短缺是中国社会经济发展中不可回避的现实问题[1]。大径材培育能够从根本上缓解我国对木材的旺盛需求，它是一条快速缓解我国用材紧张的新途径，经济效益也十分显著[2－3]。因此，发展大径级用材林、合理调整林分结构已成为当今林业发展的重要战略之一[4]。

杉木[Cunninghamia Lancedata(Lamb.)Hook.]是我国南方主要速生用材树种，约占南方森林面积的1/3[5]。因其生长快，产量高，分布广，栽培历史悠久，材质好，用途广，成为我国南方主要商品用材。自从20世纪80年代以来，关于杉木人工林地力衰退、林分生产力下降的报道增加，直接影响杉木林地可持续经营。因此，试验根据不同立地指数的密度和间伐试验，确定了杉木大径材培育和结构优化的最佳造林密度、间伐时间和主伐年龄，为杉木的可持续经营提供理论依据。

1 试验地概况

试验地位于江西大岗山国家级森林生态系统定位研究站(114°30'－114°45'E，27°30'－27°50'N)。该地区气候类型为典型的亚热带湿润气候，年均温15.8～17.7℃，平均降水量1 591 mm，为明显的雨季和干季。地形为低山丘陵，土壤为山地黄红壤。杉木主要乔木树种有(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys pubescens)、马尾松(Pinus massoniana)、南方红豆杉(Taxus wallichiana var.mairei)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、栲树(Castanopsis fargesii)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)等，主要灌木树种有(Eurya japonica)、檵木(Lorpetalum chinense)、盐肤木(Rhus chinensis)、黄瑞木(Adinandra millettii)、乌饭树(Vaccinium bracteatum thunb)等，常见草本植物有箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum)、狗脊(Blechnum japonica)、麦门冬(Liriope spicata)等。

2 研究方法

密度试验。设置20 m×30 m的标准地，定植一年生杉木苗木，5种初植密度为2 m×3 m，2 m×1.5 m，2 m×1 m，1 m×1.5 m，1 m×1 m，3种立地指数级分别为16，18，20级，每种密度重复3次。采用穴状整地，植穴大小为50 cm×50 cm×40 cm，每穴施底肥(过磷酸钙)250 g。栽植和管理均按照常规方法进行。年底测量树高、地径，当胸径树高达1.3 m以上时，测量胸径。

幼林抚育。栽后头2年每年抚育2次，第3，4年每年抚育1～2次，一般连续抚育3～5年。第1次在4－5月，第2次在8－9月。每次抚育都要砍灌、割草、松土。

间伐期。自然整枝高度达树高的1/3以上，小径木占30%左右，郁闭度达0.9以上，即可首次间伐。抚育间伐的间隔期限取决于林冠重新郁闭的速度，当林冠重新郁闭，树木互相挤压时，即需进行下次间伐。

间伐方法。通常采用下层抚育法。这种方法要求按照“砍小留大、砍劣留优、砍密留稀、照顾均匀”的原则[6]，将那些生长不好的、有破损的和不健康的林木尽先伐除;同时，也要疏去个别生长一般，但比较拥挤的林木。伐根要挖掉，并深翻林地，有条件的应适量施肥。这样既可防萌蘖，又有利于保留木的根系伸展和促进生长。抚育间伐的季节适在因地制宜进行。

间伐强度。间伐强度的大小直接影响到保留木的生长恢复幅度和速率，并关系到林分群体质量的提高和改善程度。间伐强度一般用间伐木的株占伐前总株数的百分率表示。间伐强度分4个等级:弱度(＜15%)，中度(16%～25%)，强度(26%～35%)，极强度(＞36%)。一些林地的实践表明，间伐强度应控制在林木郁闭度不小于0.6为宜。

3 结果和分析

3.1 不同密度和立地指数级杉木苗期生长状况

杉木幼林阶段，树高、胸径、单株材积和冠幅生长都随密度的增加而减小，而单位断面积、蓄积、枝下高、径高比和郁闭度都随密度的增加而增大。幼林期苗高受密度影响不明显，但树高、胸径及材积生长3年以后即出现显著或极显著差异。9年生时，2 m×3 m密度的比1 m×1 m密度的树体平均高1.4 m，增高20.3%，胸径大5 cm，增长70.4%;公顷蓄积，1 m×1 m密度的比2 m×3 m密度的高69.1 m3，增加77.9%，密度效应显著。由此可知，1 m×1 m和1 m×1.5 m的初植密度过于稠密，是不科学的。

3.2 杉木造林初植密度的确定

综合立地条件、经营目的以及社会、经济、生态效益等因子，20指数级立地条件的以2 m×1.5 m密度(3 333株·hm－2)、18和16指数级立地条件的以2 m×1 m(5 000株·hm－2)的初植密度较为适宜。合理初植密度林分3 333株·hm－2、5 000株·hm－2比1 667株·hm－2的蓄积分别增加21.7和38.2 m3·hm－2。

3.3 杉木间伐时间和间伐强度的确定

首次间伐时间为林龄9－10年，由于初植密度过大，间伐强度为33.3%～50.0%，保留密度为2 000～2 500株·hm－2。第2次间伐时间是14年生时，间伐强度为强度(25%～28%)，保留密度为1 500～1 800株·hm－2。到树木林龄达到18～20年时，进行第3次间伐，间伐后树木密度控制在800～1 350株·hm－2(表1)。

表1 杉木大径材优化经营模式

3.4 杉木主伐年龄的确定

研究表明，16指数平均最大胸径落在16径阶组中值，18和20指数级的最大平均胸径落在18径阶组下限附近。可见，16指数级可生产小、中径材(胸径18～22 cm)，18指数级有生产大径材(胸径24 cm以上)的能力。为此，杉木人工林的不同立地条件的主伐年龄确定为以下5种模式，可根据不同的立地条件进行选择最佳经营模式(表1)。

3.5 不同经营方法杉木林产量研究

由表1可知，立地指数20级、保留密度1 140株·hm－2的杉木林产量最高(431.26 m3·hm－2)，大径材产量为301.29 m3·hm－2;其次为保留密度986株·hm－2的杉木林，产量为426.35 m3·hm－2，大径材占67.46%。18和16级立地指数级的杉木林产量明显低于20级的产量，且大径材比例更小。因此，16级的杉木林更适合培育小、中径材。

4 小结与讨论

杉木人工林的栽植密度是杉木个体生长、群体成材丰产的一个重要因素[7]。90年代起，我国把林分密度和定向培育联系起来，分别不同立地、培育目标及经济收益制定出优化密度模型[8]。结合前人的试验结果，作者通过实地调查，总结出大岗山杉木林大径材培育时在不同立地条件下的最佳初植密度和间伐后保留密度，为亚热带地区杉木林大径材优化经营管理提供了理论和实践依据。

杉木通过间伐可改善杉木林的生长环境，促进保留下来林木的速生、优质和高产。因此，合理的间伐时间和间伐强度是杉木大径材培育的重要保证。试验表明，首次间伐时间是在杉木林龄9－10年，第2次间伐是在杉木林龄14年，这比刘正民等[9]对江西信丰县杉木林的间伐时间有所滞后，可能与当地的降雨量、温度等有一定关系。

林分的主伐年龄是影响林木主伐量测算的主要因素，这不仅是确定森林经营周期的重要依据，也是森林采伐作业尤其是采伐限额确定的一项重要指标[10]。试验结果表明，杉木林的主伐年龄为24－29年。可见不同的立地条件、密度对杉木林的生长有重要影响。与其他研究相比，大岗山杉木林的主伐年龄相对较晚。因此，在进行杉木大径材培育时，应结合施肥试验，提高杉木生长的速度，缩短主伐年龄，增加产量。

总之，本试验研究确定了杉木林大径材培育的最佳初植密度、间伐时间、间伐强度和主伐年龄，并调查了杉木林的产量和大径材产量，以20立地指数级、初植密度在3 000～3 300株·hm－2的杉木林产量最高，而且大径材产量明显高于其他几种模式。因此建议对于现有的杉木人工纯林，根据立地条件、林龄和树高，参考表1确定保留密度进行间伐抚育，对亚热带杉木林进行优化经营管理。

[1]江泽慧.中国森林资源与可持续发展[M].北京:科学出版社，2007.

[2]陈少雄.桉树大径材培育:桉树培育的新方向[J].桉树科技，2002(1):6－10.

[3]李明，胡敦忪，杨汉仕.快速培育杉木大径材的好途径[J].湖南林业科技，1999，26(2):68－70.

[4]徐高福，丰炳财，余梅生，等.大径级用材林研究现状与建设展望[J].防护林科技，2008(3):61－63.

[5]俞新妥.杉木栽培学[M].福州:福建科技出版社，1997.

[6]李志新.杉木林抚育间伐[J].林业科技通讯，2001(11):42.

[7]陈代喜，莫泽莲.浅谈杉木合理的造林密度[J].广西林业科学，2001，30(2):62－67.

[8]俞新妥.中国杉木90年代的研究进展[J].福建林学院学报，2000，20(2):97－100.

[9]刘正民，杨清昱.人工杉木林抚育间伐模式研究[J].江西林业科技，2008(6):19－21.

[10]王如钧.杉木人工林主伐年龄的研究[D].福州:福建农林大学，2010.