不同间伐强度对香椿中龄林生长和干形的影响

肖兴翠，索怀俊，李成勇，杨勇智，彭 建，刘 屹，史 亮，李金武

（1.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；2.旺苍县国有林场，四川 广元 628200；3.江安县林业和竹业局，四川 宜宾 644200）

香椿Toona sinensis是楝科香椿属落叶乔木，是我国热带亚热带地区特有的速生珍贵用材树种，生长迅速，树干通直，木材花纹美丽、色泽红润，有“中国桃花心木”之称，是很好的高档家具和室内装修材料[1]。四川把香椿作为优先发展的6个珍贵用材树种之一，在川中丘陵区、川南地区多个县市大面积发展，现已有香椿人工林近6.67万hm2[2]。由于初始密度过大，大部分香椿林分进入中龄林后，出现林分密度过大、生长缓慢的现象。

间伐是一种调节林分密度、改善林分生长环境的营林措施，可以促进单株的生长[3]。香椿作为用材林，国内学者在苗木种源选择[4]、容器育苗[5]、嫁接[6]、组培[7-8]及其早期选择[9]方面展开了一些研究。在用材林培育方面，国内学者对香椿幼林丰产栽培方面[10]研究较多，袁正科[11]研究认为香椿喜疏松、深厚、肥沃的粘壤土和壤土，喜钙，但在pH 值5.6～8.6 的环境中都能适应；林细平[12]研究出山地种植香椿应在土层深厚、海拔较低的山地才能表现出速生丰产的特性；陈美珍[13]和范振富[14]研究认为香椿造林应选择Ⅰ～Ⅱ类山地的中下部。方志铃[15]研究认为施基肥对香椿地（胸）径和树高生长有明显的促进作用；周小玲等[16]研究表明椿油（菜）间种是香椿幼林抚育的最佳方式，合理施肥显著促进林木生长；龚春等[17]研究表明江西省香椿用材林培育的初植密度为2.0 m×1.5 m。对于香椿中龄林培育方面尤其是抚育间伐方面的研究尚未见报道。本研究对7年生香椿中龄林进行了不同强度的间伐试验，以期为香椿中龄林的密度管理提供理论依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验地及林分概况

试验地位于四川省眉山市彭山区，地理位置是103°46′6.94″E，30°16′30.44″N，海拔470～490 m。彭山区属亚热带湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，多夜雨，空气湿润，日照少，年平均气温18.3 ℃，无霜期308 d，日照时数1 244.4 h，积温5 400 ℃，降水量1 110.3 mm，相对湿度76%。坡度为5°～10°的台地；土壤为紫色土，土壤通透性好，有效土层厚度为20～60 cm，pH 值8.3，有机质含量13.6 g·kg-1，土壤肥力中等。

香椿中龄林于2009年5月造林，初植密度为2 m×3 m，造林时采用穴状整地，规格为60 cm×60 cm×50 cm，造林苗均采用1年生裸根苗，地径≥0.8 cm，苗高≥80 cm。造林当年经成活率调查后，对少数死亡的苗木，于次年春用同龄苗木进行补植；造林后连续抚育4 a 至林分郁闭，每年抚育2～3 次，施肥1 次。间伐时7年生，林分保存率86%，平均胸径12 cm，平均树高11.8 m，郁闭度大于0.9，枝下高超过树种的1/2，已经开始自然整枝，密度偏密，需要进行间伐；2016年5月对试验地进行全面砍杂后，按照间伐强度开展了间伐试验，6月进行1 次化学除杂，之后连续2 a进行配方施肥和化学除草各1 次。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计

3 种间伐强度，分别为间伐1/4、1/3、1/2，不间伐作对照，随机区组排列，400 m2小区，3 次重复。间伐时遵循“去劣留优”的原则，间伐的同时进行了林地除杂，并进行了配方施肥。

1.2.2 数据调查与分析

间伐当年及间伐后每年的11—12月，固定中间树木，测量胸径、树高、枝下高和冠幅。采用Excel 2010 软件进行数据统计，采用SPSS 19.0软件进行方差分析及LSD 多重检验。其中单株材积采用四川省和滇西北阔叶树二元立木材积表，V=5.275 071 6×10-5D1.9450324H0.9388533，枝下高采用第一个活枝的高度（m），冠幅（CW）采用株、行方向冠径的平均值。冠长为树高与枝下高之差，冠长率为冠长与树高之比[18]；高径比为树高（H）和胸径（D）的比值，冠高比是冠幅和树高的比值。胸高形数f1.3=V/(π/4D1.32H)，式中f1.3为胸高形数，V为标准木单株材积，D1.3为胸高直径，H为标准木树高[19]。

2 结果与分析

2.1 间伐对香椿中龄林生长的影响

研究间伐对香椿中龄林生长的影响，主要通过胸径、树高、单株材积、林分蓄积、冠幅这5个指标来进行分析。

2.1.1 间伐对胸径生长的影响

由图1可见，间伐后至间伐3年时，不同间伐强度的香椿胸径均不同程度高于对照，且随着时间的推移差异逐渐变大。间伐后，不同强度间伐与对照间均没有显著差异（P＜0.05）；间伐1～3 a，胸径与保留密度呈反比，间伐对胸径有显著影响，间伐1～2 a，间伐1/3和1/2的胸径均显著高于对照；间伐3年时，间伐1/2的胸径显著高于间伐1/4和对照。

图1 不同强度间伐1～3 a 胸径的生长情况Fig.1 DBH growth after 1-3 years thinning with different intensities

由表1可见，间伐1～3 a，香椿胸径生长量总体随着间伐强度的增大而增大。间伐1年时，除了间伐1/4 的生长量比对照低11.9%外，1/3 和1/2的中、高强度间伐的胸径生长量分别比对照高出27.4%和35.8%，以间伐1/2 的胸径生长量最大，极显著高于间伐1/4 和对照（P＜0.01），与间伐1/3间差异不显著（P＜0.05）。间伐2年时，不同间伐强度的胸径生长量均显著高于对照，以间伐1/2的胸径生长量最大，比对照提高了41.4%，与间伐1/4 有显著差异，与对照间有极显著差异，与间伐1/3 间有差异，但差异不显著。间伐3年时，仍以间伐1/2 的胸径生长量最大，比对照大48.8%，其次是间伐1/3，比对照高39.8%，两者之间没有显著差异，但与间伐1/4 和对照均有极显著差异。

2.1.2 间伐对树高生长的影响

由图2可见，间伐后及间伐1年，间伐对香椿树高有显著影响（P＜0.05），以间伐1/2 的树高最大，与间伐1/3 差异不显著，与间伐1/4 和对照均有显著差异。随着间伐时间的推移，不同间伐强度间的树高在间伐2年时差异变小，不同间伐强度间均没有显著差异。到间伐3年时，以间伐1/3 和1/2 的树高最大，显著高于间伐1/4 的树高，与对照间均没有显著差异。

表1 不同强度间伐1～3 a 胸径生长量†Table 1 DBH growth after thinning 1-3 years with different intensities

图2 不同强度间伐1～3 a 树高的生长情况Fig.2 Height growth after 1-3 years thinning with different intensities

由表2可见，不同间伐强度与树高之间没有明显的线性关系。不同强度间伐1年时，3 种不同间伐强度的树高生长量均大于对照，比对照高出5%～9%，但与对照间均没有显著差异（P＜0.05）。间伐2年时，间伐1/2 的树高生长量最小，比对照低11%，与间伐1/4 和1/3 间有显著差异，与对照间没有显著差异，间伐1/4 和1/3 的树高比对照均高出9.8%。间伐3年时，3 种不同间伐强度的树高生长量均小于对照，比对照低4.7%～9.1%，但均与对照间没有显著差异。随着间伐时间的推移，3 种间伐强度的树高生长量与对照间的差异逐渐增大，到间伐3年时，树高生长量总体与密度呈反比。

2.1.3 间伐对单株材积生长的影响

由图3可见，随着间伐时间的推移，不同间伐强度间的单株材积差异逐渐增大。间伐后，不同间伐强度的单株材积与对照均没有显著差异（P＜0.05）。间伐1～2 a，间伐1/3和1/2的单株材积最大，均显著高于对照，但与间伐1/4 没有显著差异。间伐3年时，以间伐1/2 的单株材积最大，与间伐1/3间没有显著差异，两者与间伐1/4 和对照均有显著差异，单株材积随保留密度的增大而减小。

表2 不同强度间伐1～3 a 树高生长量Table 2 Height growth after thinning 1-3 years with different intensities

由表3可见，间伐1～3 a，单株材积生长量均随保留密度的增大而减小，3 种间伐强度的单株材积生长量均不同程度高于对照。间伐1年时，以间伐1/2 的单株材积生长量最大，比对照高41.6%，与间伐1/3 间有差异，但差异不显著（P＜0.05），与间伐1/4 和对照间均有极显著差异（P＜0.01）。间伐2年时，间伐1/3 和1/2 的单株材积生长量最大，两者之间没有显著差异，与间伐1/4间也没有显著差异，但与对照间均有显著差异；间伐1/4 的单株材积生长量比对照高17.2%，但与对照间没有显著差异。间伐3年时，3 种不同间伐强度的单株材积生长量均不同程度高于对照，以间伐1/2 的单株材积生长量最大，其次是间伐1/3，分别比对照高40.7%和46.6%，两者之间没有显著差异，但与间伐1/4 和对照间均有极显著差异。

表3 不同强度间伐1～3 a 单株材积生长量Table 3 Individual volume growth after thinning 1-3 years with different intensities

2.1.4 间伐对林分蓄积生长的影响

由图4可见，间伐1～3 a，均以间伐1/2 的林分蓄积最小，显著低于间伐1/4、1/3 和对照（P＜0.05）。随着间伐时间的推移，间伐1/3 的林分蓄积与对照间的差异逐渐变小，到间伐3年时，大小与对照相当，表明间伐1/3 对林分蓄积的促进作用最大，而1/2 的高强度间伐对林分蓄积有很大的削弱作用。

图4 不同间伐强度1～3 a 林分蓄积的生长情况Fig.4 Accumulation growth after 1-3 years thinning with different intensities

由表4可见，间伐1～3 a，均以间伐1/3 的蓄积生长量最大，分别比对照高3.9%、9.4%和9.0%。间伐1年时，间伐1/4 和1/2 的蓄积生长量比对照分别低12.1%和17.6%，但3 种不同间伐强度蓄积生长量与对照间均没有显著差异（P＜0.05）。间伐2年时，间伐1/4 和1/3 分别比对照高2.1%和9.4%，间伐1/2 的蓄积生长量比对照低17.8%；间伐1/2 与间伐1/4 及对照间均有差异，但差异不显著，与间伐1/3 间有极显著差异（P＜0.01）。间伐3年时，间伐1/3 的蓄积生长量与间伐1/4 和对照间有差异，但差异不显著，与间伐1/2有显著差异。

表4 不同间伐强度后1～3 a 蓄积生长量Table 4 Volume growth after thinning 1-3 years with different intensities

2.1.5 间伐对冠幅生长的影响

由图5可见，间伐后，以间伐1/4 的冠幅最大，与间伐1/3 和1/2 间有显著差异（P＜0.05），与对照有差异，但差异不显著。间伐1～2 a，3 种不同间伐强度的冠幅与对照间均没有显著差异。间伐3年时，以间伐1/2 的冠幅最大，显著高于间伐1/4 和对照，与间伐1/3 间有差异，但差异不显著。

由表5可见，间伐1～2 a，均以间伐1/3 的冠幅生长量最大。间伐1年时，间伐1/3 的冠幅生长量极显著高于对照（P＜0.01），比对照高87.5%，与间伐1/4 和1/2 有差异，但差异不显著，间伐1/4 和1/2 分别比对照高31.3%和50.0%，但两者与对照间均没有显著差异。间伐2年时，间伐1/3 比对照高10.7%，3 种不同间伐强度的冠幅生长量与对照间均没有显著差异。间伐3年时，以间伐1/2 的冠幅生长量最大，比对照高50.0%，其次是间伐1/3，比对照高36.6%，两者均极显著高于对照和间伐1/4，间伐1/4 的冠幅生长量比对照低2.7%，与对照间差异不显著。

图5 不同强度间伐后1～3 a 冠幅生长情况Fig.5 Crown growth after 1-3 years thinning with different intensities

表5 不同强度间伐后1～3 a 冠幅生长量Table 5 Crown growth after thinning 1-3 years with different intensities

2.2 间伐对干形的影响

间伐对干形的影响主要通过枝下高、高径比、胸高形数和冠高比这4 个指标来描述，结果见表6。

树木通过树干上部生长来增大树高，而枝下高的增大则表明自然整枝的存在。由表6可见，间伐1～3 a，各处理枝下高生长量随间伐时间的推移逐年增大，表明自然整枝依然存在，但不同间伐强度枝下高生长量与对照间均没有显著差异。间伐1～2 a，3 种间伐强度的枝下高生长量均小于对照。间伐3年时，间伐1/3 和1/2 的枝下高生长量分别比对照高12.9%和19.9%，主要是这两种处理的冠幅生长量显著高于对照，造成林分郁闭度增大，从而导致自然整枝加强。

高径比是树高与胸径的比值，是衡量树干尖削度和圆满度的主要指标之一，高径比越大，表明树干圆满度越大。不同间伐强度的高径比生长量除了间伐1/4 在间伐1 a 和对照在间伐3年时为正值，其余均为负值。间伐1 a，间伐1/4 的高径比显著高于间伐1/2，与间伐1/3 及对照间没有显著差异；间伐2 a，间伐1/4、1/3 及对照的高径比生长量显著高于间伐1/2；间伐3 a，对照的高径比生长量极显著（P＜0.01）高于间伐1/3 和1/2；对照的高径比生长量在间伐1～2 a 时变小，间伐3年时增大。表明1/4 的低强度间伐在间伐1～2 a 的时候对干形有一定促进作用，但到间伐3年时无效，而1/2的高强度间伐对干形有显著的削弱作用。

表6 不同强度间伐后1～3 a 干形各指标生长量Table 6 Growth of stem form indexes after thinning 1-3 years with different intensities

胸高形数是以树干胸高断面作为比较圆柱体的横断面所计算的形数，其大小反映树干粗度变化的快慢，值越大表示干形越饱满[20]。各处理的胸高形数生长量在间伐1～3 a 均为负值。间伐1～3 a，不同间伐强度的胸高形数生长量均略低于对照，但没有显著差异，其中以间伐1/4 的胸高形数生长量略大于间伐1/3 和1/2，表明1/4 的低强度间伐相对而言对干形培养略微有利。

冠高比也是直接或间接反映林木干形的指标之一，是冠幅与树高的比值，冠高比小，树干相对饱满。间伐1 a，不同间伐强度的冠高比生长量均高于对照，其中间伐1/3 显著高于对照，间伐1/4 的冠高比生长量和对照均为负值，略大于对照；间伐2 a，间伐1/4 的冠高比生长量显著低于间伐1/2，低于对照及间伐1/2，但均没有显著差异。间伐3 a，以间伐1/4 的冠高比生长量最低，显著低于间伐1/3 及1/2，但与对照间没有显著差异。表明不同间伐强度中，以1/4 的低强度间伐使冠高比生长量低于对照，对干形培养有利，但间伐1/3 及1/2 的冠高比生长量均不同程度高于对照，不利于干形的培养。

3 结论与讨论

本研究通过胸径、树高、单株材积、林分蓄积、冠幅5 个指标来全面分析不同间伐强度对香椿中龄林生长的影响，通过枝下高、高径比、胸高形数和冠高比4 个指标来对干形的影响进行分析，为找到同时促进单株生长和林分蓄积量，并有利于培养良好干形的最佳密度，为香椿中龄林的密度调控提供理论依据。

不同间伐强度对香椿中龄林的胸径、单株材积生长量均有显著的影响，间伐1～3 a 的香椿胸径、单株材积大小及其生长量均随着间伐强度的增大而增大，表明香椿胸径、单株材积生长量与间伐后的保留密度呈反比，与桉树[21]、日本落叶松中龄林[22]的研究结果一致，以间伐1/2 对单株的促进作用最大，其次是间伐1/3，两者对香椿胸径和单株材积均有显著的促进作用。间伐后，林分空间不同程度增大，导致枝叶不同程度的恢复性生长，间伐对冠幅生长有不同程度的促进作用，间伐1/3 和1/2 在间伐3 a 表现出对冠幅有显著的促进作用。通过间伐对香椿中龄林进行密度调控后，间伐强度越大，林分保留密度越小，营养空间越大，对香椿个体生长越有利，从而使香椿的胸径、单株材积和冠幅的生长量越大。不同强度间伐对树高生长量没有显著影响，间伐1～3 a，均以间伐1/2 的树高生长量最小，到间伐3年时，以对照的树高生长量最大，主要是林分密度越大，单株之间的竞争越大，树高生长量越大。

随着间伐时间的推移，间伐对蓄积生长量表现出显著的影响，以间伐1/3 对林分蓄积生长量最为有利，显著高于间伐1/2，略高于对照；1/2 的高强度间伐在间伐3年时对蓄积有显著的削弱作用，蓄积生长量比对照低14.7%，主要是高强度间伐在改善营养空间、促进单株材积生长的部分不能弥补间伐株数减少带来的削弱作用，但这种削弱作用随着间伐时间的推移略有减小的趋势，间伐3年时仅比对照低4.7%。

间伐增大了林木空间，不同强度间伐在间伐1～2 a 的枝下高生长量均低于对照，使自然整枝推迟，但这种效应随时间的推移逐渐减小。1/4 的低强度间伐的高径比生长量在间伐1～2 a 均略高于对照，冠高比生长量在间伐1～3 a 均不同程度低于对照，胸高形数生长量在间伐1～3 a 与对照均没有显著差异，对干形培养相对有利；而1/2 的高强度间伐使林分空间最大，使高径比生长量在间伐1～3 a 均低于对照，且随间伐时间的推移差异变大，胸高形数生长量均不同程度高于对照，冠高比生长量均不同程度高于对照，不利于干形的培养。间伐对干形的不利影响随间伐强度的增大而增大。

综上所述，从同时提高单株生长和林分蓄积的角度而言，以间伐1/3（保留密度1 100 株·hm-2）对香椿中龄林胸径、树高、单株材积、冠幅都有不同程度的促进作用，对林分蓄积有最大的促进作用，对干形培养只有轻微的削弱作用，可作为香椿中龄林密度调控的最佳间伐强度。本研究仅对香椿中龄林的密度调控进行了研究，为了培育大径材，有待对近熟林的密度调控开展进一步的研究。