辽东山区阔叶红松林择伐后林分蓄积生长研究

罗家新

(本溪市森林资源调查规划设计室，辽宁 本溪 117000)

根据树木生长的不同阶段，树高、胸径、材积等生长量指标均会表现与林龄相对应的变化规律，结合树木不同生长阶段表现出的规律，可以对未来进行长期的预测。通过择伐后保留林分的情况建立树高、胸径和材积生长量模型，这种生长模型预测可以为林业生产提供合理的森林经营管理措施和规划，达到培育速生、丰产和优质林木的目的，为森林资源可持续发展提供可靠数据支撑[1]。

阔叶红松林是中国东北东部山区的地带性森林植被，是温带针阔混交林的典型代表，和全球同纬度地区的森林相比，以其建群种独特、物种多样性丰富及含有较多的亚热带成分而著称[2]。为了迅速恢复阔叶红松林资源,我省部分国营(集体)林场在次生林采伐迹地上,通过人工营造红松(Pinuskoraiensis) 、栽针保阔、幼抚留树等措施,培育了大面积的人工阔叶红松林[3,4]。本研究选用本溪市生态林总场卧龙林场内50余株阔叶红松林内的解析木生长数据，并结合实践经验和前人研究成果，描述阔叶红松林内20a内的生长过程。在此基础上尝试用常用的树木理论和经验生长模型来拟合林木的生长过程，从而实现阔叶红松林生长过程的准确预测，为科学的研究分类经营管理提供理论依据。

1 试验地概况

研究区位于辽东山区本溪市生态林总场卧龙林场牛心台工区阔叶红松林内，属长白山千山支脉，地貌为石质低山轻度侵蚀，海拔300～450 m,年平均气温6～8 ℃，年降水量为800～900 mm，平均日照时数相对较少，年日照时数为2 200～2 400 h，年平均相对湿度在65%左右，平均无霜期110～160 d。全年主导风向为东风，冬季平均风速为2.6 m·s-1，夏季平均风速为2.4 m·s-1。土壤多为山地棕色森林土，土层厚度25～40 cm，山体坡度为12 °～30 °，土壤pH值为5.5～6.5。主要树种为红松、云杉(PiceaasperataMast.)、冷杉(AbiesfabriMast.Craib)、椴树(TiliatuanSzyszyl)、色木(AcermonoMaxim.)等。灌木层为榛子(CorylusmandshuricaMaxim.)、胡枝子(Lespedezabicolor)、山里红(Crataegus)、忍冬(Loniccraaponica)等[5]。

2 研究方法

2.1 解析木的选取

在试验地内共设置5 块标准地。 在标准地内进行每木检尺，按径阶统计分组，分组后按等断面积分级标准木法将林木按大小分为5级。 然后分别计算各径级的平均直径及平均高，并以此为标准选择与林分平均直径(D)和平均高(H)相接近(一般要求相差在±5%以下)且干形中等、树干无分叉的林木作为解析木。 每块标准地共选择解析木 10 株，共计 50 株[4]。

2.2 保留木生长量的测量

试验地为天然次生林 1975 年择伐后冠下人工栽植红松形成的阔叶红松混交林。1993 年春进行一次生长抚育,并进行定位观测。 试验区总面积4.2 hm2,西南坡,坡度20,树种组成为5红2云2冷1椴+色(不计小径木),林龄40 a。2013年对试验地内的树木进行再次调查，调查试验地内阔叶树的种类、株数,通过每木检尺实测阔叶红松林内树木的胸径、树高,通过计算得出的各年树木的生长量；收集样地的常年观测资料。

3 结果与分析

3.1 保留林分与生长量的数学模型

根据择伐迹地保留林木的生长规律和林木保存率的变化规律，可以对山坡中部阔叶红松林，择伐后20a期间保留林分的生长建立初步的数学模型。由于伐后保留林分的实际材积总生长量是各个树种保留木实际材积生长量的总和，因此，伐后某一时期保留林分的实际材积总生长量是：

式中：V实—伐后某一期间保留林分实际材积总生长量；Sid—采伐时某一胸径某一树种保留木的株数；Hid—采伐时某一胸径某一树种的保留木经择伐后若干年的林木保存系数；Vid—采伐时某一胸径某一树种的立木材积；V留—采伐时保留林分的蓄积；i—保留林木的树种编号顺序，1,2，…n。红松为1，云杉为2，冷杉为3，椴树为4，色木为5…；d—采伐当时保留木胸径12,13，…m。

表1 择伐后20年保留林分不同胸径林木材积估算结果

树种编号胸径d/cm121620242832合计红松S1d-10520252080V1d-0．650．851．081．341．68H1d-0．850．860．880．890．89S1dV1dH1d-5．543．6718．9729．7820．9787．94云杉S2d55101015-45V2d0．600．750．961．211．51-H2d0．730．750．750．750．75-S2dV2dH2d2．192．817．207．2016．99-38．27冷杉S3d402015---75V3d0．440．660．94---H3d0．730．710．69---S3dV3dH3d12．859．379．73---31．95椴树S4d5510515545V4d0．290．400．540．710．921．15H4d0．840．860．870．880．890．90S4dV4dH4d1．221．724．703．1212．285．1828．22色木S5d5-55--15V5d0．18-0．470．67--H5d0．86-0．850．83--S5dV5dH5d0．77-2．002．78--5．55总和∑∑Sid260∑∑SidVidHid191．93

3.2 数学模型与实际生长量的验证

以辽东山区立地条件较好的斜坡阔叶红松林为研究对象，估算其伐后20 a的林分蓄积，实际材积总生长量及其组成的变化情况。该林分伐后的保留林分组成5红2云3椴1冷+色，保留林分蓄积为91.1 m3,其单位面积林木株数按径级的分配及20 a后林分蓄积量和生长量的估算结果见表1。

估算的结果与实际调查的结果是相吻合的，依据采育结合的原则，伐后保留100 m3·hm-2左右的林分蓄积，20 a后林分的蓄积量将增长约一倍，材积年生长量约为5 m3·hm-2,年平均材积生长率约为5.5%，林分组成中速生的冷杉有所增长，这也再一次说明采育择伐对于阔叶红松林是具有广阔前景的。

V实=191.93-91.10=100.83 m3·hm-2

材积生长量=100.83÷20=5.04 m3·hm-2·a-1

年平均材积生长率=5.04 ÷91.1=5.5%

4 结论

以辽东山区立地条件较好的斜坡阔叶红松林为研究对象，估算其伐后20 a的林分蓄积，研究实际材积总生长量及其组成的变化情况。本研究所用红松的解析木均为40 a左右，为了进一步研究红松生长规律，也需要不同林龄的生长量的数据，希望在未来的研究中有所完善。

[1] 黄鑫春.辽东落叶松人工林生长规律研究[J].西南林业大学学报,2016,36(1):79-83

[2] 刘锦波,殷鸣放,王立成,等.不同间伐强度对日本落叶松复层林下针叶树种生长的影响[J].西南林业大学学报,2017,37(1)：164-169

[3] 中国科学院林业土壤研究所.红松林[M].北京：农业出版社,1980：215-228

[4] 张春锋,殷鸣放,孔祥文,等.不同间伐强度对人工阔叶红松林生长的影响[J].辽宁林业科技,2007，33(1)：12-15,27

[5] 刘锦波.不同光照强度对4种针叶幼树生长的影响[J].林业科技,2016，41(3)：17-19

[6] 刘胜利,刘树仁,段秀梅.不同经营措施对次生林冠下红松树高生长的影响[J].辽宁林业科技,2014,41(3):18-22