抚育间伐对不同龄林马尾松林分生长的影响

吴华 王加国 陆露 谢本乾 于波 袁丛军

摘要 为了解抚育间伐对不同龄林（幼龄林、中龄林及近熟林）马尾松林木生长的影响，连续3年对马尾松抚育间伐样地和未抚育间伐样地的林木胸径生长和树高生长进行对比分析。结果表明，抚育间伐的幼龄林、中龄林和近熟林林分的平均胸径总生长量分别为1.42、0.88、0.62 cm，与未抚育林差异显著；抚育间伐对马尾松中龄林样地蓄积量影响较显著，在2014年、2015年、2016年样地蓄积分别提高41.70%、44.79%和38.15%。抚育间伐对马尾松幼龄林和中龄林生长有显著的促进作用，而对近熟林生长无显著影响。

关键词 马尾松；抚育间伐；年龄；生长量；贵州开阳

中图分类号 S714 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）13-0140-02

马尾松（Pinus massoniana）是我国南方松树类分布面积最广、蓄积量最大的主要用材树种[1]，在贵州森林资源结构中占有重要地位，但由于经营管理水平不高，导致林分质量和产量偏低。森林抚育间伐是调整林木密度大小、改善林分生长空间、提高林分生产力和林分质量的重要管护措施之一[2]。林分在自然生长过程中，由于自身竞争和环境影响，少数植株逐渐衰亡，在自然生长过程中逐步呈现自然稀疏现象，枯死木增多，为森林病虫害的生存和蔓延提供了场所，为森林火灾、雪压、风倒等自然灾害发生提供了条件[3]。森林抚育间伐可以改善林分结构，促进森林质量提高，且有利于增强林分抗御自然灾害的能力[4-6]，影响地下养分循环[7]、土壤微生物群落[8-9]及其酶活性[10-11]，促进林分生长。

本文以黔中开阳县马尾松不同年龄林分为对象，依托德源项目试验平台，通过定期调查抚育间伐监测样地和对照样地（未采取抚育间伐）的林木生长情况，分析不同处理不同龄林马尾松林分平均胸径、平均树高及活立木蓄积的变化特征，拟为不同龄林马尾松科学经营提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于贵州省开阳县，地处东经106°45′～107°17′、北纬26°48′～27°22′，境内平均海拔1 000～1 400 m，相对高差达1 195.5 m，地势起伏大。其地貌类型复杂多样，气候温暖湿润，年平均温12.8 ℃，最热7月，平均温22.3 ℃，最高气温35.4 ℃；最低气温1月，平均温2 ℃；年降雨量1 258.8 mm，无霜期277 d。县境属亚热带常绿阔叶林带，植物主要为壳斗科（Fagaceae）、樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、冬青科（Aquifoliaceae）等。由于人为破坏严重，原生植被极少，现存主要为天然次生植被和人工营造植被，人工营造林主要有马尾松（Pinus massoniana）、华山松（Pinus armandii）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、柏木（Cupressus funebris）等。

1.2 研究方法

选取研究区内不同林龄（幼龄林、中龄林、近熟林）的马尾松林为对象，采用样地调查法，在立地条件相对一致的区域布设监测样地和对照样地。不同龄林的林分分别设置3 块森林抚育样地、3块未抚育的对照样地，对照样地设置于抚育样地附近，样地大小为20 m×33 m，共计调查样地面积1.200 6 hm2。抚育间伐时间为2014年7—10月，样地复查时间为抚育后每年11月。记录胸径、树高、冠幅、枝下高等指标，样地基本情况如表1所示。抚育间伐按照“去劣存优、间密留匀”的原则，伐除生长不良以及枯弱病残林木，适当降低林分郁闭度（郁闭度由0.9降到0.7），设置蓄积抚育强度和株数抚育强度分别为20%、30%。

1.3 数据处理

采用Excel 2013进行数据整理，独立T检验和双因素方差分析在SPSS 20.0软件中进行。

对样地内胸径≥5 cm的林木每木检尺，其平均胸径、平均树高采用加权求算；年龄主要采用查阅造林档案；采用马尾松二元立木材积公式，即马尾松材积V=0.000 094 147×D[1.938 96-0.004 267 6×（D+H）]×H[0.709 98+0.005 925 6×（D+H）][12]。林木单株平均蓄积以所检尺林木的平均胸径和平均树高结合二元立木材积公式求算；样地蓄积=单株平均蓄积×林木株数。

2 结果与分析

2.1 抚育间伐对马尾松胸径、树高的影响

通过连续3年定期调查样地内林木胸径和树高变化，可以看出，抚育间伐对马尾松幼龄林、中龄林的胸径生长影响显著，而对树高影响较小，未达到显著水平（表2）。不同龄林的马尾松林分中，抚育间伐林分的平均胸径较未抚育的增幅大，其中幼龄林增量最大，为35.08%。在抚育后的3年内，抚育间伐的幼龄林、中龄林和近熟林林分的平均胸径总生长量分别为1.42、0.88、0.62 cm，未抚育的幼龄林、中龄林和近熟林林分的平均胸径总生长量分别为0.55、0.52、0.41 cm。由此可见，抚育间伐林分林木生长量与未抚育林分差异显著，各龄林林分年均生长量也存在显著差异。不同龄林的马尾松树高生长对抚育间伐措施无显著响应，从表2可以看出，幼龄林、中龄林和近熟林中，抚育间伐林分与未抚育林分的平均树高差异均不显著。

2.2 抚育间伐对马尾松林分蓄积量的影响

从2014—2016年连续3年定期监测样地的单株材积变化可以看出，抚育间伐措施对马尾松幼龄林、中龄林和近熟林均有一定影响，以对中龄林的单株蓄积量影响差异显著，如图1（a）所示。与平均胸径变化类似，抚育后的林分单株材积生长明显加快，抚育林分较未撫育的增幅和增速逐渐增大。从不同龄林的样地蓄积量可以看出，抚育与未抚育的林分相比，也是以中龄林马尾松差异最为显著。总体而言，幼龄林和近熟林的单株材积、样地蓄积量均与抚育间伐关系不显著，而中龄林与抚育间伐关系显著；其中，在2016 年以后抚育间伐与单株材积蓄积量达到显著关系，样地蓄积量在3年中均达到显著状态。经过抚育的林分中龄林样地蓄积量在2014年、2015年、2016年分别提高41.70%、 44.79%和38.15%。

2.3 抚育间伐与生长年份对不同龄林马尾松生长的影响

从表3可以看出，不同龄林马尾松林分中，抚育间伐处理的马尾松幼龄林、中龄林林木的胸径、单株蓄积和样地蓄积均达到显著关系，而树高仅在幼龄林中有显著关系，在中龄林、近熟林中无显著关系。3种龄林的林分，仅在幼龄林阶段未抚育状态下林木胸径、单株材积达到显著关系，可能与马尾松幼龄林阶段生长旺盛有一定关系[13]。结合表2可以看出，在中龄林和幼龄林阶段抚育措施对林木生长影响较大，尤其是中龄林阶段，抚育间伐为林木生长提供了良好的生长环境，促进林分质量，从而提高其生产力。随着抚育后马尾松林木在自然环境条件下的生长，年份对近熟林林木的胸径、树高、单株蓄积和样地蓄积的影响均无显著差异。

3 结论与讨论

不同龄林的马尾松林分空间结构各异，抚育间伐使马尾松林分立木株数减少，降低林分郁闭度，增加林分内光照度，削弱立木之间对光、温、水、热等资源的竞争，使林木健康生长。同时，还能促进林下及地表植物更新，提高群落复杂性，有助于林内生态系统稳定、枯落物分解及养分回归[14]及物种多样性增加[15-16]。实施抚育间伐的马尾松林分在间伐后短期内，其蓄积量小于未间伐林分，但间伐林分林木的生长速度较未间伐林分快，其蓄积量会逐渐趋于未间伐林分，与徐国巧[17]、董 鹏等[18]研究相似。

抚育间伐后的马尾松林分蓄积的增长量与未抚育林分相比，幼龄林和中龄林林分间蓄积增长量与未间伐的存在极显著差异（P<0.01）。抚育间伐后，马尾松林木生长速度直接与立木密度相关，抚育间伐林分的生长率大于未間伐林分。间伐林分中，由于生长空间的扩大，竞争相对减小，林分生长良好[19]。随着时间推移，间伐林分逐渐趋于自然生长状态，向未间伐林分渐近。总体而言，马尾松间伐林分的生长速度和蓄积增长速度均大于未间伐林分，这与大部分抚育间伐对林木生长的影响研究结果相同[20-24]。

树高生长是立地条件、林分组成和结构等因子综合作用的结果，抚育间伐对林分平均树高无显著影响，而对胸径影响显著[25-28]，与本研究结果一致。不同龄林的马尾松林分中，抚育间伐对幼龄林、中龄林的林分影响最为显著，可能与间伐后林内竞争减小，林木迅速生长有关。一般认为，抚育措施可以使单株林木的生物量增加，但同时也减少了林分内单位面积的立木株数，降低了林分的生产力[29]，本研究中，（下转第143页）

在幼龄林、中龄林阶段，抚育间伐、年份与单株材积蓄积量呈显著相关，3年内的林木生长与样地蓄积呈显著相关，说明实施30%的间伐强度有助于林分生产力提高。森林抚育的强度也需因地制宜，应针对不同立地条件、不同龄林林分、不同的林分结构和林分组成，制订合理、适度的抚育间伐措施，为林木生长提供充足的资源与空间，提高林木产量、缩短培育周期，实现森林三大效益最大化，为人类生产生活提供更好的服务。

4 参考文献

[1] 鲍斌，丁贵杰.抚育间伐对马尾松林分生长与植物多样性的影响[J].中南林业科技大学学报，2013，33（3）：30-33，46.

[2] 林娜，刘勇，李国雷，等.抚育间伐对人工林凋落物分解的影响[J].世界林业研究，2010，23（3）：44-47.

[3] 方英.浅谈森林抚育间伐的必要性[J].陕西林业，2008（6）：30.

[4] ISHII H T，MALEQUE M A，TANIGUCHI S.Line thinning promotes stand growth and understory diversity in Japanese cedar（Cryptomeria japonica D.Don）plantations[J].Journal of Forest Research，2008，13（1）：73-78.

[5] ADRIAN A，ANDREWR N，KLAUS J P.Understory abundance，species diversity and functional attribute response to thinning in coniferous st-ands[J].Forest Ecology & Management，2010，260（7）：1104-1113.

[6] HISATOMO T，TAKENARI I，HIROSHI T，et al.Responses of community structure，diversity，and abundance of understory plants and insect asse-mblages to thinning in plantations[J].Forest Ecology & Management，2010，259（3）：607-613.

[7] 于海群，刘勇，李国雷，等.油松幼龄人工林土壤质量对间伐强度的响应[J].水土保持通报，2008，28（3）：65-70.

[8] 张鼎华，叶章发，范必有，等.抚育间伐对人工林土壤肥力的影响[J].应用生态学报，2001，12（5）：672-676.

[9] 贾忠奎，公宁宁，姚凯，等.间伐强度对塞罕坝华北落叶松人工林生长进程和生物量的影响[J].东北林业大学学报，2012，40（3）：5-7.

[10] BOERNER R E，WALDROP T A，SHELBURNE V B.Wildfire mitig-ation strategies affect soil enzyme activity and soil or[J].Canadian Jour-nal of Forest Research，2006，36（12）：3148-3154.

[11] 郭蓓，刘勇，李国雷，等.飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的响应[J].林业科学，2007，43（7）：128-133.

[12] 贵州省地方标准.DB52/T 703-2011 人工马尾松二元立木材积表[S].贵阳：2011.

[13] 杜虎，宋同清，曾馥平，等.桂东不同林龄马尾松人工林的生物量及其分配特征[J].西北植物学报，2013，33（2）：394-400.

[14] 曹小玉，李际平，闫文德.杉木林改造前后的土壤肥力对比分析及综合评价[J].土壤通报，2016，47（5）：1231-1237.

[15] 王丽娟，王孝安，原志坚，等.抚育对黄土高原人工油松林林下植被的影响[J].生态环境学报，2017，26（8）：1301-1309.

[16] 靳立杰.森林培育過程中的森林抚育间伐措施探讨[J].现代园艺，2017（22）：147.

[17] 徐国巧.华北落叶松人工林抚育间伐效果研究[D].保定：河北农业大学，2008.

[18] 董鹏，关庆伟，李朝，等.间伐对侧柏人工林林木生长的影响[J].浙江林业科技，2010，30（1）：65-69.

[19] 张育梅，及利，和春庭.抚育间伐对云南松中幼林的影响[J].森林工程，2017，33（1）：7-11.

[20] 张广恒.落叶松抚育间伐林分的物候与林木生长的观察[J].吉林林业科技，1988（6）：12-16.

[21] 廖朝晖.抚育间伐对林木生长及其稳定性的影响[J].吉林农业，2013（5）：57-58.

[22] 唐爱军.抚育间伐对林木生长及其稳定性的影响[J].现代园艺，2014（20）：149.

[23] 任昌明，翟慧宁.鲁山山区人工刺槐林抚育间伐对林木生长的影响[J].山东林业科技，2015（4）：71-73.

[24] 马兰芳.森林抚育间伐对林木生长的影响[J].农村科技，2017（7）：61-62.

[25] 孙志虎，王庆成，梁淑娟.间伐和修枝对白桦天然林林木生长的影响[J].东北林业大学学报，2004，32（6）：11-12.

[26] 雷相东，陆元昌，张会儒，等.抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响[J].林业科学，2005，41（4）：78-85.

[27] 徐庆祥，卫星，王庆成，等.抚育间伐对兴安落叶松天然林生长和土壤理化性质的影响[J].森林工程，2013，29（3）：6-9.

[28] 林少华.马尾松抚育间伐强度效应试验[J].林业调查规划，2006，31（1）：9-11.

[29] 陈百灵，董希斌，崔莉，等.大兴安岭低质林生态改造后枯落物水文效应变化1）[J].东北林业大学学报，2015（6）：72-77.