修枝对吴堡县侧柏人工林层次结构的影响

张 彦

(陕西省天然林保护工程管理中心， 西安 710082)

1998年特大洪水之后，国家启动了天然林保护工程，工程区内禁止一切采伐行为和人为干扰活动[1]。通过多年的努力，天然林保护工程区的森林资源得到了有效恢复，生态环境质量持续好转[2]，但这些保护措施却造成了林分结构不良，林地凋落物分解受阻等诸多问题[3]。为此，国家从2011年起在全国范围内启动了天然林保护工程中幼龄林抚育项目。修枝是中幼龄林抚育项目的主要抚育技术措施之一，其通过调节林木个体水分、养分的无效消耗，提高林分生长量[4,5]，改良林木干型[6]和病害发生率[7]。已有的研究关于修枝对人工林层次结构的影响尚不多见，开展本研究，旨在为进一步改善天保工程技术措施提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区自然概况

研究区位于陕西省榆林市吴堡县岔上镇川口村红寨则山(N37°40′54″，E110°44′1″)。该地地处黄土丘陵沟壑区，属中温带亚干旱气候。年均降雨量为444.1 mm，年内降水时空分布极不均匀，主要集中在7、8、9三个月，占全年总降水量的65%，且多雷阵雨，绝大部分降雨难以保留，利用率低。年平均气温11.3 ℃，无霜期170～190 d，海拔627～1 204 m，土壤主要为黄绵土。侧柏人工林，分布于23°的阳坡，其是经鱼鳞坑整地后，植苗营造。林分密度2 000株·hm-2，2015年4月初，对林分进行了调查，林龄25 a，林分平均高2.7 m，郁闭度0.5，侧柏基部侧枝丛生，分枝数5～8个，平均枝下高0.2 m。2015年4月中旬，采取修枝方式对林分进行了抚育，修枝强度为树高的1/3，同时设置对照(未抚育)样地。

1.2 研究方法

2017年7月29-30日，在抚育和对照林分中分别设置20 m×20 m 的样地5个和3个。在每个林分样地中，按照对角线法设置2 m×2 m灌木、1 m×1 m 的草本和1 m×1 m的更新苗调查样方各5个。对各样地中乔木进行每木检尺，记录树高、胸径；在灌木和草本样方中测定、记录植物种种类、数量、株高、盖度；在更新苗调查样方中调查苗木的数量并测定苗高、基径；测定抚育和对照样地中侵蚀沟长度、宽度和深度，采用环刀法采集土壤样品并称量其鲜重。

将采集的土壤样品在烘箱中于105 ℃下烘至恒重，计算其容重[8]。林地土壤侵蚀量(t·km-2)按侵蚀沟体积×土壤容重计算。

修枝与对照样地间测定指标的差异与制图采用Origin 8.0 软件完成，图、表中相同的字母表示差异不显著(p>0.05)，反之则差异显著。

2 结果与分析

2.1 修枝对林木生长的影响

由于试验区降水量少且集中，加之林地坡度较大，降水多以地表径流形式流失，致使林地土壤较干燥、贫瘠，林木可利用的有效降水量较少，林木个体分化现象较严重。修枝减少了过密的侧枝对林地土壤中有限水分与养分的无效消耗，促进了保留木个体的生长。经修枝后的林分平均高为(3.3±0.8)m，比对照林分(2.8±0.6)m提高了17.9%，差异显著(p<0.05)。修枝对林分胸径生长也有促进作用，经修枝后的林分平均胸径为(3.9±1.2)cm，比对照林分(3.8±1.1)cm提高2.6%，差异不显著(p>0.05)。

2.2 修枝对林分更新的影响

侧柏为耐旱、喜光的阳性树种，修枝抚育清理了侧柏基部丛生的枝条，有利于种子散落后接触到土壤，获取充足的光照，在水分适宜的条件下，促进种子萌发成苗。修枝后的林分实生苗的密度和平均高度分别为(20 200±1 320)株·hm-2和(18.9±5.4) cm，比对照林分实生苗的密度(12 500±624)株·hm-2和平均高度(10.6±3.2) cm分别增加了61.6% 和78.3%，修枝与对照间差异显著；但更新苗的基径无明显差异(表1)。

表1 林分更新状况

注：图表中不同小写字母表示差异显著(p<0.05)，下同。

2.3 修枝对林下灌木的影响

试验区属温带亚干旱气候，林地的灌木以喜光、耐旱种为主。修枝在一定程度上降低了林分郁闭度，有利于喜光、耐旱灌木的侵入。修枝后的林分灌木优势种有2种，而对照林分仅为1种，灌木种类数变化不明显，但修枝林分中优势灌木的密度、高度和盖度及灌木总层盖度均高于对照林分(表2)。

2.4 修枝对林下草本的影响

林地内的草本分布极不均匀，修枝后的林分林地草本种类数与对照相比并未增加，草本密度在对照林分林地中甚至高于修枝林分(表3)，但修枝措施减少了保留木与草本光、水、肥等因子的竞争，促进了草本生长，提高了其盖度(表3)。

2.5 修枝对林地土壤侵蚀量的影响

试验林地位于坡面，坡度较陡，林地土壤黄绵土具有疏松、多孔的特性，在雨季高强度暴雨作用下极易造成水土流失。修枝与对照林分中，林地均有水力侵蚀发生。但修枝措施有效提高了林下灌草的盖度，增强了林地水土保持能力。修枝林分林地土壤侵蚀量为41.6 t·km-2，仅为对照林地土壤侵蚀量131.3 t·km-2的31.7 %。

表2 林下灌木生长状况

表3 林下草本生长状况

3 结论与展望

侧柏人工林修枝有效地促进了侧柏个体高生长，增强了林分的天然更新能力，有利于更新幼苗苗高生长，增加了林下灌草的盖度，降低了林地的土壤侵蚀量。

本研究对侧柏人工林修枝的短期效应进行了研究，为作业方便，设计单位仅在抚育林分中设置了一个修枝强度，不利于阐明修枝强度对侧柏人工林层次结构的影响和优化修枝强度，建议在今后中幼龄林抚育项目设计中开展多个修枝强度的比较。