重庆地区马尾松人工林不同间伐强度试验

马正锐，孟祥江，王 蕾，陈本文

(重庆市林业科学研究院，重庆 400036)

马尾松(PinusmassonianaLamb.)是我国松属树种中分布最广的一种，北自河南及山东南部，南至两广、湖南、台湾，东自沿海，西至四川中部及贵州，遍布于华中、华南各地[1]。马尾松是我国南部地区主要用材树种，具有较高的经济价值。抚育间伐作为人工林经营的主要措施，对马尾松林的培育具有重要意义，通过合理间伐调整林分密度，加速林木生长，提高木材质量，增加林分蓄积，同时改善林分组成，进而影响森林的生态功能。林木生长的各个阶段都有一个“最适营养面积”(即单位面积的合理株数)，营养面积过大或过小对整个林分生长都不利[2]。间伐强度大小，是抚育间伐的核心问题，直接影响到间伐的效果。有关马尾松人工林不同间伐强度对林分生长、生产力、生物多样性和生态系统的影响等方面已有诸多报道[1，3-6]，但鲜有重庆地区马尾松人工林抚育间伐方面的研究。

为探明重庆地区不同间伐强度对马尾松人工林胸径、树高及林分蓄积生长量的影响，在重庆市綦江区北部林场马尾松人工中龄林设置样地开展间伐试验，以期为该地区马尾松人工林的抚育间伐提供参考。

1 试验区概况

綦江区位于重庆市南部，东经106°23′—107°03′、北纬28°27′—29°11′之间，东邻南川区，南接贵州省习水、桐梓两县，西连江津区，北靠巴南区，幅员面积2747.8 km2。属亚热带湿润气候区，具有副热带东亚季风特点，表现为冬暖、春早、夏热、秋阴，云多日照少，雨量充沛，温、光、水地域差异大。年均气温18.8 ℃，年均降水量1007 mm，年均无霜期344 d。

綦江区北部林场经营国有林地总面积4227.35 hm2，活立木蓄积为423528 m3，森林覆盖率89.92%。场区内森林资源丰富，优势树种有马尾松2300.58 hm2，占有林地面积的61.01%；杉木占20.45%；硬阔树种占8.18%。试验区位于林场内隆盛镇可乐村芭蕉湾片区，试验马尾松林为人工纯林(中龄林，18年生)，1996年造林，造林密度2300株·hm-2。2004年时(8年生)进行过1次间伐，伐后密度约为1650株·hm-2，此后至2014年都未进行抚育，林分郁闭度在0.75～0.9之间，林内有少量枯死木。

2 研究方法

中龄马尾松进入生长旺盛期，林冠高度郁闭，林木自然稀疏十分强烈，在此期间应进行间伐。吴鹏等[7]的研究也表明西南地区马尾松胸径和树高激烈分化时期在15～20年生左右，需进行抚育间伐。结合当地的森林抚育计划，于2014年4月对马尾松中龄林开展间伐试验。

在试验区选择林分状况差异不大的马尾松纯林，设置对照(不间伐)、弱度间伐、中度间伐、较强度间伐等4种间伐强度样地，每种样地选择在同一坡向的林分设置3次重复，共12个样地，每块样地面积为667 m2。林下植被种类较少，灌木层主要有柃木(EuryajaponicaThunb.)、檵木(Loropetalumchinense)、荚莲(ViburnumdilatatumThunb)、野蔷薇(Rosamultiflora)及樟(Cinnamomumcamphora)、栎类(Fagaceae)等幼苗；草本层以蕨类(Pteridium)、芒(Miscanthus)为主。

按照克拉夫特林木分级法，将林木按生长优劣分为优势木、亚优势木、中等木、被压木和濒死木5级；采用下层疏伐法，首先砍伐处于林冠下层生长落后的濒死木等，然后根据间伐的强度依次选择被压木、中等木作为间伐木进行间伐[8-9]。各种间伐强度如下：①弱度间伐：间伐株数占总株数的15%，保留密度1410株·hm-2；②中度间伐：间伐株数占总株数的30%，保留密度1155株·hm-2；③较强度间伐：间伐株数占总株数的45%，保留密度900株·hm-2；④不间伐：保留原密度1650株·hm-2。样地设置情况详见表1。

表1 马尾松林不同间伐强度样地基本情况

2014年4月对每块样地进行伐前每木检尺，选择间伐木进行间伐，间伐3 a后(2017年4月)再次测定马尾松林木的胸径和树高。单株材积按部颁二元材积表公式V=0.000062341803×D1.8551497×H0.95682492计算，式中：V为单株材积(m3)；D、H分别为单株胸径(cm)和树高(m)，并将间伐后各样地每木调查所得的D、H、V等进行方差分析。

3 结果与分析

3.1 不同间伐强度对林分平均胸径生长的影响

间伐3 a后林分生长状况详见表2，林木平均胸径、树高、单株材积均为3次重复调查数据的加权平均值。不同间伐强度对马尾松林分生长的影响，首先反映在胸径上，抚育间伐能明显提高马尾松人工林平均胸径的生长量。

表2 间伐3 a后的马尾松林分生长状况

间伐3 a后，弱度间伐、中度间伐、较强度间伐、不间伐(对照组)的林分平均胸径分别比间伐前增加38.95%、58.51%、63.83%、31.52%(图1)，由此可知，适当增加间伐强度可以促进林分胸径的生长。

图1 不同间伐强度对林分平均胸径生长的影响

方差分析结果表明，不同间伐强度对林分平均胸径的生长影响具有极显著的差异(P<0.01)。说明经过抚育间伐，降低了林分密度，改善了保留木的生长发育空间，从而加速了林木胸径的生长。

3.2 不同间伐强度对林分平均树高生长的影响

间伐3 a后，弱度间伐、中度间伐、较强度间伐、不间伐(对照组)林分平均树高分别为9.6 m、9.7 m、10 m、8.9 m(表2)，经过抚育间伐后林分平均树高有一定程度的增加，但组间差异不大，表明不同间伐强度对马尾松林分平均树高生长无明显的影响。

3.3 不同间伐强度对林木平均材积的影响

立木的材积取决于胸径、树高、形数3个因子，密度对3因子均有一定的影响[4，10]。不同间伐强度(即不同伐后密度)对马尾松单株材积和林分蓄积量变化情况见表3。

表3 不同强度间伐3 a后马尾松林木单株材积和林分蓄积变化情况

由表3可知，间伐3 a后，弱度间伐、中度间伐、较强度间伐的林分平均单株材积分别为0.0664、0.0810、0.0900 m3，分别比对照组高27.69%、55.77%、73.08%。经方差分析结果表明，不同间伐强度对马尾松林分单株材积生长的影响差异极显著(P<0.01)。单株材积生长量大小依次为较强度间伐>中度间伐>弱度间伐。因此在一定范围内，适当加大间伐强度可以促进单株材积量的增加。

3.4 不同间伐强度对林分蓄积量的影响

间伐3 a后，弱度间伐、中度间伐的林分蓄积量分别为93.7、93.5 m3·hm-2，比对照组增加9.20%、8.97%；而较强度间伐的林分蓄积量最小，仅为82.0 m3·hm-2，比对照组减少4.42%。由此可见，一定强度范围内的间伐可增加林分蓄积量，超过一定的间伐强度会导致林分蓄积量的不增反减。

林分的蓄积量主要取决于单株材积与株数密度，而这2个因子此消彼长，达到平衡时遵守产量恒定规律[4]。抚育间伐对单位面积的蓄积量影响结果不确定，且胸径的增长对蓄积影响要小于株数增加对蓄积的影响[11-12]。通过间伐不会提高林地最终生产力，但能提高木材质量，所以在实际生产中要尽可能在不减产的情况下提高木材质量。因此，抚育间伐强度应适当，使林木质量和单位面积蓄积量达到最优，以获取最大的经济效益。

通过本次试验可以看出，间伐强度15%与间伐强度30%的林分总收获量比较接近，而以间伐强度30%的平均单株材积最大，其木材质量相对较高。故项目区内马尾松人工林以30%强度间伐的林分整体质量和收获量最优，是较合理的间伐强度，而伐后密度1155株·hm-2是较合理的保留密度。

4 结论与讨论

本研究初步探索了重庆地区不同间伐强度对马尾松人工林生长的影响，结果表明，间伐能显著提高胸径的生长，林分平均胸径的生长量在一定范围内会随间伐强度的增大而显著提高；经过抚育间伐，降低了林分密度，调节了林木之间的竞争程度，扩大了保留木生长发育所需的空间条件，从而加速了林木胸径的生长。不同间伐强度对马尾松林分树高生长无明显的影响，而张纪卯等[13]研究表明树高生长主要取决于立地条件。间伐对马尾松林分单株材积生长的影响显著，适当加大间伐强度可促进单株材积量的生长。

不同间伐强度对单位面积的蓄积量影响不同，一定强度范围内间伐可增加林分蓄积量，超过一定强度的间伐会导致林分的蓄积量不增反减，这与相关研究[1，14-15]结论比较一致。试验区内马尾松人工林以间伐强度30%的林分整体质量和收获量最佳，是最优的间伐强度，而伐后密度1155株·hm-2是较合理的保留密度。

森林培育过程中，要尽可能不减产的情况下提高木材质量，而胸径的增长对蓄积影响要小于株数增加对蓄积的影响，这要求抚育间伐强度应适当，使林木质量和单位面积蓄积量达到最优，获取最大的经济效益。今后还需继续开展相关的间伐试验与密度优化研究，才能确定不同立地、不同林龄最合理间伐强度、起始年限、间隔期等，以期为该地区马尾松林的培育提供科学依据。

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