滇中云南松低质低效人工林疏伐的密度及生长动态研究

李莲芳 李卫冲 郑树宏 龚建斌

(1.西南林业大学林学院，云南 昆明 650224；2.宜良禄丰村林场，云南 宜良 652211)

滇中云南松低质低效人工林疏伐的密度及生长动态研究

李莲芳1李卫冲2郑树宏2龚建斌2

(1.西南林业大学林学院，云南 昆明 650224；2.宜良禄丰村林场，云南 宜良 652211)

在滇中宜良禄丰村林场，以0、25.8%、31.5%和27.7%的株数疏伐强度对密度为 7 311、4 933、6 733 株/hm2和 4 211 株/hm2的4块30 m×30 m林龄25年生塘状直播造林的云南松人工林样地进行首次疏伐。疏伐后1.0 a和5.3 a时，进行每木调查，计算林分密度、活立木生长量和枯立木数量。结果表明，疏伐有效地促进了林木生长，其中：1)疏伐1.0 a和5.3 a后，样地1～4的林分密度降低至 6 744、3 604、4 579、2 989 株/hm2和 3 856、3 000、4 278、2 611 株/hm2；2)疏伐5.3 a后，样地1～4的林分平均胸径和树高分别从疏伐前7.7、6.2、8.1、8.9 cm和6.4、5.7、8.5、8.5 m，提高至9.6、9.6、10.3、11.0 cm和9.2、9.5、10.5、12.1 m； 3)对照样地的蓄积量比疏伐后的增加13.6%，而疏伐样地2～4则分别增加156.8%、49.5%和37.5%，均高于对照。对照林分的枯立木高达55.0%，疏伐林分的为8.0%～19.6%，揭示了此类林分的实际疏伐强度还可以相应地提高。

云南松；疏伐；林分密度；生长动态

低质低效林的形成包括自然和人为两方面的因素[1-5]，自然因素一般是通过适地适树、适地适种源或适地适家系等控制起源进行改造，人为因素根据具体成因采取相应的措施进行改造，尤其是因林分密度高所致的低质低效林，通常开展抚育疏伐或间伐的方式可实现林分的改善，从而变低质低效林为优质高产林[6-8]。本研究的云南松(PinusyunnanensisFranch.)人工林属密度过高而未及时开展抚育疏伐的低质低效林类型，因此，研究旨在了解幼林阶段未适时开展抚育疏伐的云南松林分于中龄林阶段首次抚育疏伐后林分密度、生长和蓄积量的动态变化，为此类林分的经营管理提供科学依据。

1 研究林地概况

研究林地位于昆明市宜良县禄丰村林场的徐家山林区，地处东经103°03′，北纬24°31′，海拔 1 970～2 100 m；年平均气温16.9 ℃，极端最低和最高气温分别为-5.0 ℃和35.1 ℃，年平均霜期67 d，年平均光照时数 2 006 h；疏伐林分坡度15°～20°。云南松于1984年塘状直播造林，疏伐时林龄为25 a。造林后，林分仅进行防火和防止牲畜践踏的管护，未开展幼林抚育和疏伐等任何经营活动，林木自然生长。林地周边的半阴坡、阴坡、沟壑等处，由于强阳性的云南松生长较栎类(Quercusspp.)等阔叶树种缓慢，逐渐演替为天然更新的栎类占优势的阔叶林或针阔混交林；林分密集，林下枯落物较多；云南松一塘多株现象突出。林木通直，弯扭木所占比例较小，但枯立木比例较大(≥7.4%)，说明林分密度过高，导致林木通过大量的自然稀疏实现密度结构的自然调整。林分因经营管理不当，未在适宜的林龄阶段开展疏伐，属人为因素导致的云南松低质低效林中典型的劣质低产人工林[5]，通过抚育疏伐和间伐改善林分结构，可实现促进林木生长、提高林分蓄积和林木质量的目的。

2 研究方法

试验实施林分内，选择同一坡向(SE)、坡位和立地条件基本一致的1 hm2林地为疏伐的总面积，于其中选择林木生长较为均匀的4块900 m2(30 m×30 m)样地进行调查和疏伐。设计疏伐强度分别为林分密度的0(对照)、20%、30%和40%。由于林分密度不均匀，为了照顾样地的林木均匀一致，按郁闭度保留约0.5的要求，实际相应的疏伐强度分别为0(样地1)、25.8%(样地2)、31.5%(样地3)和27.7%(样地4)。

样地中的云南松于疏伐前进行胸径的每木检尺，并用粉笔逐株临时编号标记；树高测定10%～15%具有代表性的样木，并统计枯立木株数。调查时根据林木生长状况，按克拉夫特分级法[9]，将云南松分为I、II、III、IV和V级，并计算云南松的平均胸径和树高，结合疏伐强度设计，逐株确定伐除木。疏伐原则：伐除全部的IV和V级(仅在林地的林窗较大处部分保留极少的此类林木)，部分伐除形质指标较差或调整密度的III级木，少量伐除干形差的I和II木；栎类等阔叶树种以有利于云南松生长为原则，进行适当疏伐，若不影响目的树种生长，则保留作为伴生树种。根据云南松的疏伐林木编号，计算其疏伐前后的密度、胸径和树高。平均单株蓄积公式计算[10]：

式中：V为平均单株蓄积；D1.3为林分平均胸径；H为林分平均树高。

根据林分单株蓄积和单位面积的蓄积量,分别于疏伐后1.0 a和5.3 a测定相应样地内的林木胸径、树高、枯立木和阔叶树种的株数，作为林木生长、密度和树种组成等统计分析的基础数据。

3 疏伐前后云南松的密度和生长变化

3.1 密度的变化

疏伐强度0.0%、25.8%、31.5%和27.7%(样地1～4)的林分，疏伐前的云南松密度达 4 211～7 311 株/hm2(表1)，即使在相邻和同一坡面相似立地条件下相同更新和经营方式的林分，保留密度呈现不一致的现象。由于该林分代表滇中云南松直播造林和天然更新的中龄林现状，故把密度最大的样地1作为对照；为实现疏伐后林地内云南松的均匀分布，实际疏伐强度与预先设计的有一定差异，疏伐后单株林木平均理论占据林地面积(样地3因密度大而略小)基本与设计的疏伐强度呈正相关，说明实际疏伐强度较为合理；疏伐后林分内云南松的密度为 3 045～7 311 株/hm2(表1)，对照的密度远较疏伐样地的大。疏伐后样地的林分密度与疏伐强度非负相关梯度关联。因此，林分生长量仅反映现实林分相关性状与密度间的关系，其动态变化的分析较样地间的横向比较更具现实意义。

表1 疏伐前后林分密度变化

3.2 平均胸径、树高和蓄积量的变化

疏伐前，样地1～4的云南松平均胸径分别为7.7、6.2、8.1 cm和8.9 cm，树高分别为6.4、5.7、8.5 m和8.5 m，蓄积量分别为130.6、51.6、171.9 m3/hm2和129.6 m3/hm2，与滇中相同立地条件的25年生林分标准平均胸径(11.9 cm)、树高(9.2 m)和蓄积量(104.4 m3/hm2)[10]相比较(表2)，林分胸径和树高均低于该标准，表明较大的林分密度严重抑制了林木胸径和树高的生长。然而，林分蓄积量除样地3外，其余3块样地均高于滇中的标准，具有典型高密度林分的特征：即使林木的胸径和树高较小，高密度的林分仍然呈现较高的蓄积量，但此蓄积量主要以小径级材、甚至是废材为主。

表2 疏伐前后林木生长和蓄积量变化

疏伐后样地2～4的林分平均胸径和树高分别提高至6.5、8.9、10.0 cm和6.3、8.6、8.8 m，但蓄积量分别下降至46.1、143.4、121.8 m3/hm2。其中蓄积量分别下降10.7%、16.6%和6.0%，与实际疏伐强度的25.8%、31.5%和27.7%相比较(表1～2)，蓄积量的降低远较后者低，并与疏伐强度呈正相关，说明伐除木以小径级林木为主，与疏伐主要伐除小径级林木的理论要求相吻合。同时，疏伐后，林分的胸径和树高仍然未达到滇中的标准生长量，进一步验证了该林分为密度过高、林木胸径和树高生长被严重抑制的劣质低产林。

4 疏伐后1.0 a和5.3 a时云南松密度和生长量的动态变化

4.1 林分密度和枯立木的动态变化

疏伐后当年其5.3 a后，4种疏伐强度的林分密度均呈现降低的趋势，尤其对照的，从疏伐当年的 7 311 株/hm2降低至 3 455 株/hm2，期间枯立木高达 4 022 株/hm2，占立木的55.0%；疏伐后1.0 a期间，对照的枯立木高达567株/hm2，后4.4 a期间枯立木高达 3 455 株/hm2(图1)，大量的自然枯损现象佐证了该林分密度过高的结论。即使疏伐强度25.8%～31.5%的林分，其密度也呈现下降趋势，疏伐后1.0 a时，和5.3 a时，枯立木达33～56株/hm2，5.3 a时高达334～660株/hm2，揭示了疏伐后林分密度仍然较高，疏伐未达最合理的强度；同时枯立木的株数与疏伐强度呈反比关联(图1)，说明疏伐强度的不同对自然枯损比例的差异及疏伐的有效性具有重要的影响。同时，从枯立木与疏伐强度之和(样地1～4分别为55.0%、45.4%、40.5%和43.8%)可知，此类林分在首次疏伐后以5～10 a为疏伐间隔，则首次疏伐强度根据初始密度达40%～50%对林木生长方为有效。

4.2 林分胸径和树高生长量的变化

不同疏伐强度林分平均胸径、树高和蓄积动态变化情况见图2。

疏伐1.0 a后，对照林分的平均胸径从7.7 cm降至7.3 cm，树高则从6.4 m提高至7.8 m(图2A)，说明枯立木成分主要以下层的劣势木为主，符合强阳性的云南松对光照需求的特征；疏伐后5.3 a时，对照样地经过大量林木的枯立，林木间竞争降低，林分胸径和树高迅速生长，平均胸径和树高分别达9.6 cm和9.2 m(图2A)，因此，密度对林木生长具有抑制作用和自然调节功能，也说明了疏伐或间伐对林分健康生长的重要性。同样，疏伐后样地2～4的林分平均胸径和树高呈现迅速的生长，尤其是疏伐前后平均胸径均较小的样地2，疏伐后1.0 a和5.3 a时，胸径和树高从疏伐后的6.5 cm和6.3 m分别生长至7.7 cm、9.6 m和7.6 cm、9.5 m，疏伐前该林分的胸径和树高分别与对照相差1.2 cm和1.0 m，然而，疏伐5.3 a时与对照的胸径相同、树高(9.5 m)略高于对照(9.2 m)。疏伐后5.3 a时，样地3和4林木的平均胸径和树高生长也迅速提高，尤其树高最为明显，从疏伐后的8.5 m和8.8 m提高至10.5 m和12.1 m(图2A)，说明了疏伐对促进林木生长的有效性。

4.3 林分蓄积量的变化

疏伐后林分平均单株蓄积量呈增长趋势，并与设计的疏伐强度呈正相关；疏伐后1.0 a和5.3 a时与疏伐当年的蓄积量相比较，样地1～4的平均单株蓄积增长率分别达6.4%、64.0%、8.2%、10.9%和115.4%、213.3%、61.1%、60.3%。其中，样地1经5.3 a期间43.7%立木株数的自然稀疏，保留木获得了良好的生长条件，林木蓄积迅速增加；同样，样地2通过总计45.4%的疏伐和自然稀疏，疏伐后较低的林分单株蓄积(0.013 m3/株)，于5.3 a后迅速增长至0.039 m3/株(图2B)，达前者的3倍以上。由此表明,过高密度对云南松中龄林的林木蓄积具有强烈的抑制作用，抚育疏伐对林木的生长具有良好的促进功能。

疏伐1.0 a时，除对照因自然稀疏导致密度和胸径降低外，同时单位面积蓄积量也降低1.9%，其余疏伐强度的单位面积蓄积达74.4～154.0 m3/hm2，增长率为7.4%～61.7%，尤其是25.8%疏伐强度的样地2，其胸径和树高迅速生长导致蓄积量也极大地提高。疏伐5.3时，与疏伐当年相比较，单位面积蓄积量提高达13.6%～156.8%，其中对照的虽然自然稀疏株数达55.0%，但其蓄积增长最低，样地2则继续维持极高的蓄积增长；样地3和4的单株蓄积量增长居于对照和样地2之间，分别达61.1%和60.3%，远较对照的高(表1和3，图2)。由此表明，虽然云南松林分具有通过自然稀疏而调整林分密度的功能，但其对林木生长的促进功能远较疏伐的弱。

表3 疏伐5.3 a时不同疏伐强度单位面积蓄积量及其增长率

与疏伐前后相比较，虽然林分平均胸径和树高均呈增长趋势，但仅样地4的树高(12.1 m)超过滇中同类立地条件的标准生长量(10.8 m)，其余均低于滇中同龄林分的标准(图2和表3)。揭示了中龄林阶段开始疏伐，因之前的林分生长量较小，疏伐较晚，在一个龄级期间可提高的生长量仍然有限，预示着适时疏伐对分布于亚热带的云南松林木生长的重要性。除样地2因疏伐前蓄积较低而疏伐5.3 a后仍然略低于滇中的标准蓄积量外，其余疏伐强度(包括对照)的均高于30 a生林分128.5 m3/hm2的标准蓄积量[10]。虽然林分胸径和树高低于同龄的标准，但蓄积量却高于标准，一方面揭示了此类林分由于未在幼林阶段或中龄林的初期进行抚育疏伐，高密度的结构严重抑制了林木的生长，即使中龄林阶段进行抚育疏伐，因疏伐未在最适宜的时期开展，导致疏伐的功能相对减弱；另一方面，指出林分的疏伐强度仍然低于理论强度，林分内云南松自然稀疏的现象也佐证了此结论。

5 结论与讨论

5.1 结 论

滇中塘状直播造林的云南松，25年生前未经抚育疏伐的人工林，因密度高达 4 211～7 311 株/hm2，造成胸径(6.2～8.9 cm)和树高(5.7～8.5 m)生长均低于相同立地条件的同龄林分的标准生长量(胸径：11.9 cm，树高：9.2 m)。通过25.8%～31.5%强度的株数疏伐,5.3 a后的调查分析结果表明：1)林分内仍存在自然稀疏现象，枯立木与疏伐强度呈负相关，所占比例达8.0%～19.6%，对照则高达55.0%；2)疏伐促进了林分的胸径和树高生长，林分平均胸径和树高分别达9.6～11.0 cm和9.5～12.1 m，对照通过自然稀疏，胸径和树高也迅速生长，但低于疏伐林分；3)疏伐林分单位面积蓄积量较疏伐后增加37.5%～156.8%，对照的此指标仅为13.6%。疏伐的密度、林分生长和蓄积的动态变化，说明云南松即使在中龄林阶段开始进行疏伐，其仍然具有良好的促进林木生长的效果，同时也指出云南松抚育疏伐和间伐对促进林木生长的必要性。疏伐后林分未达标准生长量的现象，揭示了云南松林分于幼林时期疏伐的必要性，即疏伐越推迟，其效果将越差。

5.2 讨 论

森林的疏伐应于干材林时期开展[9,11-13]，通常直播造林或天然更新的云南松林分10～20年生时发育至干材林阶段[10]，其强烈的自然稀疏也出现在此阶段，是云南松材积生长的重要起始林龄段[14-15]，因此，此阶段应该是云南松林分抚育疏伐的开始时期。研究林分林龄25 a时首次疏伐，已不是最适宜的疏伐起始期，疏伐后5.3 a时其胸径和树高未达到相同立地条件林分标准生长量的原因应开展进一步的研究；另外，同一立地环境的林分疏伐前的密度参差不齐，可能与其不一致的自然稀疏强度有关。

疏伐作为林分结构调整和改善林木生长的森林培育重要措施，世界林业发达国家把其作为关乎林业经营成败的关键环节之一，进行大量相关的研究并应用于生产实践[16-20]，我国的森林培育在疏伐或间伐方面的研究和生产实践与林业发达国家相比较，差距极大，过去很长一段时期，存在着重造不重管，造林投资大而管护投资少甚至无投资的问题，因此，森林疏伐或间伐的技术整体落后。即使近年来，国家投入大量的资金开展中幼林抚育，但因生产实践中技术支撑的力度不够，成效并不乐观，这应该是造成我国森林质量不高、林业欠发达的关键原因之一。本研究云南松即使首次疏伐时间未在最佳时期开展，但仍然效果明显，揭示了造林后经营管理的重要性。云南松已有的研究，主要集中在林分结构、林地或林分生产力和遗传改良等方面[21-23]，而人工林培育和森林的经营管理等方面的研究极少，是否因此而导致云南松发挥的现实功能与该树种潜在的功能相去甚远的原由所在，值得进一步探究。

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(责任编辑 韩明跃)

Dynamic of Forest Density and Growth for Inferior Plantation Thinned ofPinusyunnanensisin the Centre Yunnan

LI Lian-fang1,LI Wei-chong2,ZHENG Shu-hong2,GONG Jian-bin2

(1.College of Forestry,Southwest Forestry University, Kunming Yunnan 650224，China; 2.Lufeng Forestry Center,Yiliang Yunnan 652211,China)

In Lufengcun Forestry Centre of Yiliang County, the Centre of Yunnan, in a 25-year-oldPinusyunnanensisplantation which regenerated by seeds directly sowed at a small spot of site preparation, the first thinning was implemented in four 30 m×30 m sampling plots based 0.0%, 25.8%, 31.5% and 27.7% thinning intensity on densities of 7 311, 4 933, 6 733 and 4 211 tree/hm2. After 1.0- and 5.3-year of the forest thinned, tally was carried out, and forest densities, tree growth, dead standing trees were calculated. The results showed that the thinning effectively facilitated forest growth. Firstly, after 1.0- and 5.3-year of forest thinned, stands densities of 1-4 sampling plots were declined to 6 744、3 604、4 579、2 989 and 3 856, 3 000, 4 278, 2 611 tree/hm2, respectively. Secondly, after 5.3-year of stand thinned, mean diameters at breast height (DBH) and tree heights for 1-4 sampling plots were increased to 9.6, 9.6, 10.3, 11.0 cm and 9.2, 9.5, 10.5, 12.1 m from which of 7.7, 6.2, 8.1, 8.9 cm and 6.4, 5.7, 8.5, 8.5 m, respectively, before stands thinned. Thirdly, compared to thinned stands, there was 13.6% increment of timber volume in the control sampling plot, while which were 156.8%, 49.5% and 37.5% in 2-4 thinned sampling plots, respectively, in terms of timber volume increments of thinned stands overwhelmingly higher than which of unthinned stand. In 0.0% thinned forest, there was 55.0% dead standing trees, while in thinned forests, the valvue was 8.0%-19.6%. The results implied that practical thinned intensities could be properly increased in this kind ofP.yunnanensisforest.

Pinusyunnanensis;thinning;forest density;growth dynamic

2014-05-15

国家自然科学基金项目(31170585)资助；云南省十一五科技攻关及高新技术发展计划项目(2006NG29)资助。

10.3969/j.issn.2095-1914.2014.05.001

S753.5

：A

：2095-1914(2014)05-0001-07

第1作者：李莲芳(1964—)，女，博士，教授，博士生导师。研究方向：森林培育、林木遗传育种。Email：llianf@126.com。