李浩浩,温雅静,段福军,廉凯敏,陈晓东,张 文
(1.山西省中条山国有林管理局,山西 侯马 043000; 2.山西省桑干河杨树丰产林实验局,山西 大同 037006)
近年来山西省中条山国有林管理局中村林场积极与国内外科研院所开展森林经营技术合作和示范推广。通过引进德国先进森林经营理念和技术,探索传统经营模式和目标树经营技术措施的差异,分析各自的优势和劣势。笔者以油松人工纯林为研究对象,进行传统分级经营、目标树近自然经营、目标树全林分经营3种经营模式对比试验,旨在为山西省森林经营提供技术支撑。
研究区位于中条山国有林管理局中村林场下川营林区五倍辿,平均海拔1 680 m.坡向东北,坡度13°,中坡位。土壤为棕壤,土层厚60 cm~80 cm.光热水条件好,立地质量等级较高。林分为20世纪70年代末80年代初经过次生林改造后营造的油松纯林,林种为用材林,主要树种为油松,夹杂少量的辽东栎、华北落叶松、鹅耳枥、白桦、核桃楸等,灌木主要有美蔷薇、荚蒾、黄刺玫等,草本为蒿类。
选择立地条件相似、林分分布均匀地段设置3块样地,分别采用传统分级法经营、目标树近自然经营和目标树全林分经营3种模式,每个样地面积0.25 hm2.样地设置采用卷尺测量边界,边界用黄色喷漆标记,同时固定4个角桩,在角桩下沿边界挖50 cm×20 cm×20 cm(长×宽×深)的方向壕。将样地内所有林木,在树干1.6 m~1.8 m区域内用环剥刀清理掉最外层树皮(不可损伤韧皮部),刷白漆编号,并标记出1.3 m的位置,随后测量记录样地内每株林木的胸径和树高。树高采用德国Vertex Ⅳ,Transponder T3超声波测高测距仪测量。
2.2.1 目标树近自然经营模式
目标树选择:经营目标为培育高价值大径材油松,目标胸径60 cm,目标树间距为目标胸径的15倍(9 m~10 m)。样地内最终选取了26株符合标准的目标树,株数约为理想目标树数量的87%.
采伐:以10 a作为1个经营周期,将影响及潜在影响目标树树冠生长的树木全部标记为干扰木并伐除。
修枝:只对目标树进行修枝,修枝高度7 m.
其它不影响目标树的保留木(包括枯死木)不进行经营,个别林冠挤压严重、濒死木多、林分透光性差、自然整枝过度的区域,为了维持林分稳定,可进行低强度采伐,逐步调整林分空间结构,提升森林生态效益。
2.2.2 传统分级法经营模式
优势木选择:按照林木分级法,将所有林木划分为I,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ和V级木。按照27株/hm2~35株/hm2的标准,在样地内均匀选择I、Ⅱ级木进行标识。
采伐:以疏伐为主,伐除Ⅳ、V级木,必要时也可伐除部分Ⅲ级木。采伐后,郁闭度不低于0.2,株数强度不高于35%,蓄积强度不高于20%,伐后平均胸径不低于伐前平均胸径。
修枝:修枝高度以便于操作、整齐为宜。
2.2.3 目标树全林分经营模式
目标树选择:树干通直达7 m以上、活力旺盛、实生、无损伤(至少根部没有)和病虫害的林木即可确定为目标树,目标树控制在120株/hm2左右。
采伐:逐步伐除干扰木,优先伐除目标树上坡位及同林层对目标树冠幅生长影响较强的树木,下坡位和对目标树冠幅生长影响较小的林木暂时予以保留,可对目标树起支撑作用;伐除濒死木、枯死木、病腐木等其它林木,改善林地卫生,为保留木创造良好的生长空间。
修枝:对目标树及有潜在培育价值的林木进行修枝,修枝高度5 m.
五倍辿样地油松纯林不同经营模式下生长情况对比结果见表1.
由表1可知,目标树近自然经营样地伐后平均胸径为13.2 cm,伐前为13.7 cm;目标树全林分经营样地伐后平均胸径为18.9 cm,伐前为18.8 cm;传统分级法经营样地伐后平均胸径为12.9 cm,伐前为14.0 cm.目标树近自然经营样地伐后平均树高为11.3 cm,伐前11.1 cm;目标树全林分经营样地伐后平均树高为12.3 cm,伐前为12.4 cm;传统分级法经营样地伐后平均树高为11.5 cm,伐前为11.0 cm.
表1 油松纯林不同经营模式下生长情况对比
目标树近自然经营样地采伐株数为284株/hm2,采伐蓄积35.96 m3;目标树全林分经营样地采伐株数为232株/hm2,采伐蓄积32.32 m3;中国分级法经营样地采伐株数为172株/hm2,采伐蓄积15.76 m3.
五倍辿样地油松人工纯林不同经营模式出材量及收入对比,见第46页表2.
由表2可知,目标树近自然经营样地非规格材出材量为6.74 m3,目标树全林分经营样地为5.92 m3,传统分级法经营样地为2.35 m3.
表2 油松同龄人工纯林不同经营模式出材量及收入对比
目标树近自然经营样地薪材出材量为0.45 m3,目标树全林分经营样地为0.54 m3,传统分级法经营样地为0.81 m3.
目标树近自然经营样地收入为3 840.7元,目标树全林分经营样地为3 417元,传统分级法经营样地为1 532.2元。
综上所述,目标树近自然经营样地的伐后平均胸径降低0.5 cm,平均树高降低0.2 cm;目标树全林分经营样地伐后平均胸径提升0.1 cm,平均树高降低0.1 cm;传统分级法经营样地伐后平均胸径提升1.3 cm,平均树高提升0.5 cm.
通过计算得出,目标树近自然经营样地的采伐株数强度为15.7%,蓄积强度为21.7%;目标树全林分经营样地的采伐株数强度为16.6%,蓄积强度为16.1%;传统分级法经营样地的采伐株数强度为22.5%,蓄积强度为8.7%.
传统分级法经营样地的薪材出材量是目标树全林分经营样地的1.5倍,是目标树近自然经营样地的1.8倍。目标树近自然经营样地的非规格材出材量是目标树全林分经营样地的1.14倍,是传统分级法经营样地的2.87倍。通过市场调查,当地非规格材的平均价格为550元/m3,薪材的平均价格为300元m3.就收入而言,目标树近自然经营样地的收入是目标树全林分经营样地的1.12倍,是传统分级法经营样地的2.51倍。
森林经营是对现有的森林进行科学培育以提高森林产量及质量的生产活动,不同经营模式下的林分在经营目标、经营措施、后期森林群落建立、长远生态效益和经济效益等方面存在一定的差异性。
传统分级法长期经营后易形成单层林,林分稳定性差,森林质量较低,易出现病虫害,且森林火险等级较高;但林分的经营间隔较短,可以产出一部分中小径材,薪材较多,提高了林分的中间产出。间隔期长,至少10 a 1个周期。采伐后,可提高亚林层、灌草层的光照,促进林分自我更新和生物多样性的提高,形成复层、异龄、稳定、可持续的健康林分;但林分的初次采伐强度大,且多为非规格材,薪材少。目标树全林分经营针对性强,经营强度较大,一次性投入较高,中间产出多,但最终也可将森林经营为健康林分。
通过次年的重复测量,目标树近自然经营样地平均胸径增加0.82 cm,传统分级法经营样地平均胸径增加0.61 cm,目标树全林分经营样地平均胸径增加0.64 cm.由此可见,目标树近自然经营措施较优,但t检验结果显示,t>0.05,各样地之间不存在显著性差异。就采伐蓄积而言,相同的时间内,不同经营模式采伐次数不同,影响了采伐蓄积的变化。笔者认为森林的经营模式必须根据林分的具体情况及需求来确定。对于密度过大、生长不良的林分(幼龄林及初步进入中龄林的林分,林木尚未明显出现优劣关系),目的树种受上层或侧方非目的树种压抑,高生长受到明显影响,或同一穴中存有多株林木,可采用传统分级法经营;当林分连年生长量停滞不前或明显下降,目的树种及保留木生长受到明显影响时,可采用目标树近自然经营。目标树近自然经营在生态效益、经济效益、可持续效益方面更适合推广,投入少,产出大,但林分的各项伐后指标均与现行的政策和技术规程相冲突,需要政府出台相对应的政策法规来支撑。