抚育间伐对杉木生长的影响

张国庆

(国营朝阳县东五家子林场,辽宁 朝阳 122000 )

杉木在我国的自然分布和人工栽培较多,一方面促进了我国林业经济的发展,另一方面对我国的生态环境起到改善作用。抚育间伐措施对于促进杉木的生长具有较大的影响,提高杉木的造林面积和总产量,在长期的研究中,形成了较完善的杉木造林技术体系[1]。

1 抚育间伐对杉木生长的影响

1.1 抚育间伐的原则

杉木的生长过程中实施的抚育间伐措施在本质上是以该树种的生长发育规律为指导,采取去除劣质植株,保留优质植株,从而提高林木整体质量的一种林业经营方法。通过在杉木林成熟主伐之前,定期实施重复间伐部分树木,以此调整杉木林的林分组成,尽可能降低林区的林分密度,为林木的生长创造更为良好的卫生条件,从而提高杉木的抗逆性,实现速生、丰产和优质生产目的的措施。杉木抚育间伐虽然采取的是一种中间利用采伐手段,不过其核心目的仍然是推动林区林木的持续速生,保障林分产量和质量[2]。杉木的生长发育规律与其他树种相似,其都需要经历幼龄、壮龄、中龄、近熟、成熟和过熟等几个生长发育阶段,但是在造林实践的时候,考虑到杉木的生长速度较快,所以通常将其分化为幼树、速生、干材、成熟4个阶段。在杉木造林后郁闭之前,杉木属于个体生长的状态,其林分群体结构特征在这个阶段之中还没有完全表现出来,而在林分郁闭之后,其将形成森林群体,林木生长不仅是个体生长,还存在群体之间的相互作用,即当林分密度过高的情况下,个体的生长将会受到一定程度的限制,从而影响到整体的林木产量[3]。

1.2 杉木的经营密度

当前杉木经营过程中,进行对密度进行确定的方法主要有如下2种:根据种植数量和胸径来明确密度。该过程中需要考量的关系是林分蓄积量、林分密度、林分发育条件的相关参数,在明确这些数据之后,即可对适宜的密度进行了解;根据树冠与胸径确定经营密度。对一定径阶对应的树冠面积进行了解,从而确定单位面积上的立木株数,在这一数据的指导之下实施具有针对性的抚育间伐措施。当然,在现阶段的技术背景之下,除了利用传统的方式对具体密度进行计算之外,相关单位和人员还可以利用计算机技术对多种抚育间伐要素,如立地条件、培育目标、生长状况和经营水平等进行协同,从而更为精确地了解杉木抚育间伐的具体密度,以此为基础确定抚育间伐措施[4]。

2 杉木抚育间伐技术的要点

2.1 杉木抚育间伐实施的时间

抚育间伐如果间伐时间过早,则相关措施对于林木的生长将无法起到较为显著的促进作用,同时也无法取得可用的间伐材。而如果间伐的时间过晚,林分密度过大,则会导致杉木的树冠和根系生长受到较为明显的抑制,其直径生长量将会较大程度降低,逾期间伐不仅会干扰到对应植株的生长,还会对材种的规格和培育年限形成影响。正是因为这些情况的存在,所以在间伐的时候应当准确地把握时间,以提升抚育间伐效果。杉木的首次抚育间伐,需要考量的因素包括实际的生长发育特性、立地条件、造林密度、郁闭度、交通和间伐材的利用价值等。通常来说,造林密度在4500株/hm2的杉木在造林之后的3年左右,其胸径生长速度最快,而在造林后的5年左右,胸径生长将会开始显著降低,因此对这一密度的杉木进行抚育间伐的时间可以选在5～6年左右[5]。但是需要注意,这个时间段进行间伐可能会出现小径材利用价值不高的现象,所以实际工作开展的时候可以根据对材料的利用情况,适当推迟1～2年。而如果造林密度为3000株/hm2的杉木,其胸径生长显著下降的时间则是在9～10年左右,可以将这一时间作为抚育间伐工作实施的节点。如果种植密度在2000株/hm2,其胸径生长的旺盛期可以长达8年,在进入第9年之后会降低,10～11年左右会显著下降,所以抚育间伐的时间在10～11年为最佳。

表1 不同造林密度杉木胸径连年生长量平均值 cm

2.2 杉木抚育间伐的方法

杉木抚育间伐措施较为多样,常见的方法包括透光伐、疏伐两种,透光伐在应用的时候主要是在杉木处于幼龄阶段的时候进行,核心目标是对林区的林分形成调整,从而改善幼龄期植株的生长状况。透光伐比较适合应用于半天然或人工杉木混交林之中,当前透光伐也可以分为全面、团状、带状抚育间伐3种方式。疏伐则是常用于中龄林,目标是为了解决林木之间存在的矛盾,在这种抚育间伐措施之下,能够起到调整林分密度和促进保留木生长的作用。疏伐的类型可以分为下层疏伐、上层疏伐、综合疏伐、机械疏伐4种类型。

2.2.1 下层疏伐。指的是将杉木林区处于树冠下层的,生长情况落后的植株、濒死植株和枯立木进行清除。杉木林区顶端优势特征非常显著,处于下层的植株生长状况普遍较差,品质不高,对这些植株进行清除并不会对林区的整体生态形成直接影响,因此效果比较良好。

2.2.2 上层疏伐。指的是针对林冠上层的林木进行清除,不过这种抚育间伐技术在杉木之中应用较少,因为处于上层的杉木通常都有比较显著的遗传优势,生长后劲较大,且这些植株的经济价值较高,如果将其清除反而会导致林分质量降低,以及抗逆性降低。不过如果是杉木混交林,相关的伴生树种生长优势过于明显,则可以适当地采取上层疏伐的措施。

2.2.3 综合疏伐则。指的是对上层疏伐技术和下层疏伐技术进行结合,即从林冠上层或者是林冠下层进行抚育间伐工作,这种采伐活动本身具有较强的伸缩性,在实施抚育间伐之后能够确保各个生长状态的树木欧能够获得充足的阳光,形成多级郁闭。当然杉木纯林仍然不适合采取综合疏伐措施,这种方法一般应用于杉木混交林,例如杉木与天然更新的一些树种混交,而对应的伴生树种本身位于林冠上层,因此可以对上层的树木进行砍伐,从而解除杉木被压制的现象。在综合疏伐措施应用的时候,将生态上彼此有密切联系的林木划分为若干组,并以组为单位区分优良、有益和有害的植物类型,将有害的植物组进行砍伐即可。

2.2.4 机械疏伐。指的是在实施的时候间隔一定的距离,机械性地进行植株的清除,这种方法在应用的时候不需要考虑林木的分级和品质,按照事先的规划进行伐除即可。对于杉木来说,机械性间伐主要应用于幼林初植阶段,且这种方法也不利于留优去劣,在杉木的生产之中应用比较少[6]。

2.3 抚育间伐的强度

间伐强度的不同,对于杉木林地的生态环境影响巨大,同时也会显著地影响到杉木本身的生长发育、木材材质和质量等,因此是杉木抚育间伐工作之中最为关键的要素之一。恰当的间伐强度应当充分地考虑经营需求、立地条件和造林密度等因素,对于立地较好培育大径材的林分,通常在早期应用强度较大的间伐措施,从而提早工艺成熟和长成大材。如果要培育中小径材的杉木林分,则往往会为了提高杉木的单位产量,采取强度相对较小的多次抚育间伐措施,而这个次数一般控制在3次以内。间伐强度在计算的时候可以以每次采伐的株数占林分总株数百分比的方式来进行表示,即:间伐强度=采伐株数/林分总株数×100%。在实际林分之中,由于林龄、地位指数、初植密度、保存林木的均匀程度和杉木群体的生长发育规律不同,可以将强度划分为4个等级:弱度。砍伐林分总株数的25%以下;中度。砍伐林分总株数的26%～35%;强度。砍伐林分总株数的36%～50%左右;极强度。砍伐林分总株数的50%以上。

在抚育间伐林木的选择方面,仍然需要遵循去劣留优的原则进行,首先选择林区的枯立木、濒死木、被压木、病虫木等。如果是混交林,在疏伐的过程中则应当根据树种的竞争情况选择恰当的疏伐对象,如对严重压抑杉木生长的阔叶木,可以进行优先伐除。在抚育间伐的间隔期方面,也应当基于具体的情况来进行分析,杉木在经过抚育间伐之后,其郁闭度将会显著降低,树木的整体生长速度将会加快,在3～6年之后,树冠将会重新郁闭,林木再次进入生长缓慢的阶段。这个时候如果距离主伐时间仍然较久,林木仍然具有较强的生长潜力,则有必要在1～2年内再次进行抚育间伐。当然如果前一次抚育间伐的整体强度较大,则可以让两次间伐的时间间隔长一些。从目前的杉木营林经验来看,在整个轮伐期之中,以2～3次间伐为宜,时间间隔可以控制在4～6年左右,最后一次间伐时间一般不超过20年。

3 抚育间伐对杉木的影响

3.1 抚育间伐对胸径生长的影响

通过合理的抚育间伐手段将能够显著地提升杉木胸径的生长量,这是由于间伐之后营养空间得到改善,从而促进树冠的生长而产生的结果。但是需要了解到的是,不同抚育间伐强度对于杉木的胸径生长都具有着差异化的影响,在一定的范围之内,林分胸径将会随着抚育间伐的强度增加而增加,大径木的比例也会随之提高,林分直径的离散度会缩小,林分分化现象减轻,最终可以让林分形成能够满足预期的整齐度。一般来说,采取中等、强度的抚育间伐措施,5年后杉木林的胸径可以达到14～14.8 cm左右,5年的增长量可以达到2.5～2.8 cm,而胸径的年平均增长量一般在0.5～0.56 cm左右。而如果选择极强度抚育间伐,则5年后杉木的胸径可以达到16.1 cm,5年增长量一般为3.6 cm左右,年均增长在0.72 cm左右。从这种情况能够了解到,随着抚育间伐强度的逐渐提升,杉木的胸径增长量会大大增加,因此相关单位在抚育间伐之前,应当提前形成预期目标,并在此基础上选择具体的间伐措施。

3.1 抚育间伐对树高的影响

抚育间伐的实施也能够有效地促进树木的高度增长,但是高度增长可能会因为不同区域的情况而表现出一定的差异,因此在实施之前应当对相关地区的林业资料进行收集和系统性分析,为整体工作提供指引。一般来说,抚育间伐对象如果为8年生杉木,选择极强度间伐,在实施抚育间伐的5年以后植株的高度增长量将可以达到5 cm左右,而如果选择强度间伐,则其5年增长量基本会维持在<4.5 cm左右的水平,弱度抚育间伐措施所带来的增长量可能会处在<4 cm的程度。当然,整体来说任何抚育间伐措施都能够对杉木的生长高度形成一定程度的促进作用。