辽西油松人工纯林不同间伐抚育方式对比研究

收稿日期：2023-09-15

第1作者：潘興（1972-），  男，  高级工程师，  主要从事森林培育方面工作。

引文格式：潘兴.  辽西油松人工纯林不同间伐抚育方式对比研究［J］.  林业科技，  2024，  49（1）：  24 - 28.

DOI ： 10. 19750 / j. cnki. 1001 - 9499. 2024. 01.  006

摘要：  以位于辽西地区的北票市47 a油松人工纯林为研究对象，对近自然经营及传统经营（株数间伐强度10%左右）间伐5 a后的林分的胸径、树高、冠幅增长量及分级株数比例分布情况进行了对比研究，结果表明：同等株数间伐强度下，近自然经营中以目标树为导向的采伐Ⅱ、Ⅲ级木的间伐方式对保留木胸径、树高生长的整体促进效果要明显优于国内传统的采伐Ⅳ、Ⅴ级木的间伐方式，且可以在一定程度上保持林分胸径结构分布的相对稳定性，间伐后保留木按胸径分级株数比例分布曲线整体偏向右移。传统经营及近自然经营间伐抚育方式对间伐后保留木的树高生长均有不同程度的促进作用，后者的整体促进效果要稍优于前者。然而，以上两种间伐方式对间伐后保留木的冠幅生长并未表现出明显的促进效果。近自然经营间伐抚育要想收到明显的抚育效果，建议株数间伐强度应至少在20%以上。

关键词：  油松人工纯林；  间伐抚育；  近自然经营

中图分类号：   S 756               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０24）01 － 0024 － 05

Comparative Study on Different Thinning Methods of Pinus tabulaeformis Plantation in Western Liaoning

PAN Xing

Abstract The increment of DBH， height and crown width of？Pinus tabulaeformis？plantation， which was 47 years and located in Beipiao City， Western Liaoning and was thinned 5 years ago by close-to-nature thinning method and traditional thinning method separately with thinning intensity of 10% in tree number， and its proportion distribution of tree number in DBH， height and crown width according to different grades， were studied comparatively in this paper. The results showed that： compared to the traditional thinning method of cutting 4 to 5 grade trees， the close-to-nature thinning method， which was target-tree oriented and to cut 2 to 3 grade trees， had overall promoted the DBH and height growth of the retained？Pinus tabulaeformis？trees and successfully kept the stability of the forest DBH distribution. After thinning， the proportion distribution curve of tree number according to different DBH grades of the retained trees shifted to the right as a whole. The accelerating effect of traditional thinning and close-to-nature thinning on the height growth of the retained trees differed in various degrees， and the latter was better than the former. However， the two thinning methods mentioned hadn’t promoted the crown width growth of the retained trees significantly. It was advised that the thinning intensity in tree number should be above 20% to show the advantage of the close-to-nature thinning method.

Key words Pinus tabulaeformis plantation; thinning; close-to-nature forest management

目标树作业法是以单株林木为对象进行的择伐措施，是欧洲广泛使用的有效的近自然经营实践手段之一，已被国内众多学者引进和研究[ 1 - 2 ]。与传统经营相比，以目标树作业法为核心成分之一的近自然经营方式可以更有效地促进林木生长，优化林分结构，提高林分天然更新种类及数量，改善林下土壤质量，提升林地持水能力，增加植物多样性和林分碳储量[ 3 - 11 ]。油松人工林近自然经营抚育的理念和技术，已在黄土高原东南部林区推广应用，具有良好的林学和生态效果[ 12 ]，但其在辽西地区的适用性及应用实施等情况却少有研究。2015年，“中德财政合作朝阳市森林可持续经营项目”在北票市实施，项目作业内容包括抚育间伐、稀疏林地补植、生态岛造林、封山育林、山杏嫁接、林路及围栏建设等。其中，抚育间伐面积约1 500 hm2，采用的是德国近自然经营理念及目标树作业法。对于营林单位来说，与传统的采伐Ⅳ、Ⅴ级木的间伐抚育方式相比，近自然经营理念下的目标树择伐作业对各实施单位及其技术人员来说，都是全新的挑战。目标树作业法是以培育大径材为目标的一种森林经营方式，其关注的重点是有培育价值、品质优良的目标树，但对于辽西地区以水土保持为主要营林目标的林分而言，近自然经营方式对现有林分产生的影响尚需进一步的长期观测与研究。本文以位于辽西地区的北票市47 a油松人工纯林为研究对象，对采用两种间伐方式（近自然经营及传统经营，株数间伐强度10%左右）间伐5 a后的林分的胸径、树高、冠幅增长量及分级株数比例分布情况进行了对比研究，旨在探讨两种间伐方式对林分生长的短期影响，并进一步为近自然经营方式在辽西地区的推广应用提供参考。

1 試验地概况

试验地位于辽宁省朝阳市北票市巴图营乡古家子村，  地理坐标为120°27′54″E，41°33′58″N，属温带大陆性季风气候，半干旱低山丘陵区。春季干旱多风，冬季干冷少雪，降雨主要集中于7、8月份。年平均气温8.6 ℃，最低气温-26.6 ℃，最高气温40.7 ℃。年平均日照2 983 h，年平均降水量509 mm，无霜期153 d左右。区域性植被为油松（（Pinus tabulaeformis）、山杏（Armeniaca sibirica）、刺槐（Robinia pseudoacacia ）、荆条（Vitex negundo var. heterophylla）、胡枝子（Les-

pedeza bicolor）、绣线菊（Spiraea salicifolia）等。试验地位于同一小班内，该小班面积2.8 hm2，平均海拔289 m，位于阴坡、半阴坡。油松林龄47 a，郁闭度0.8，平均密度2 500株/hm2左右。土壤质地为沙壤土，土层厚度约40cm，地表灌木以荆条为主，盖度约20%，不均匀分布油松天然更新幼树幼苗。

2 样地设置及调查方法

选择立地条件相近、林相趋于一致的地块设置样地，每块样地面积500 m2，分别采用传统经营、近自然经营方式进行间伐抚育，并设置未间伐样地作为对照，每种处理重复设置3块样地，样地边界喷漆加以标记。传统经营：按照林木分级法，将样地内林木划分为Ⅰ-Ⅴ级木，按照10%的株数比例伐除Ⅳ、Ⅴ级木。近自然经营：标记目标树（优势木，处于主林层，干形饱满通直、生命力旺盛、无病虫害及机械损伤），按照10%的株数比例伐除样地内严重影响目标树生长发育的干扰木，同时保证被伐除的干扰木的地径在其所影响的目标树地径的一半以上。分别于间伐前和间伐5 a后，依序测量所有保留木的胸径、树高、冠幅等数据，冠幅数值取东西、南北两个方向的均值，采用spss软件对数据进行统计分析。

3 结果与分析

3. 1 不同处理胸径、树高、冠幅增量对比情况

各处理胸径、树高、冠幅增量即按不同处理间伐后每块标准地林木平均胸径、平均树高、平均冠幅与间伐前对应指标的差值。由表1可以看出，“近自然经营”处理的胸径增量（0.88 cm）显著高于“传统经营”和“对照未间伐”处理，后两者的胸径增量分别为0.36 cm和0.26 cm，彼此之间无显著差异。“近自然经营”和“传统经营”的树高增量分别为0.18 m和0.13 m，两者之间差异不显著，但二者均显著高于“对照未间伐”处理（0.04 m）。从冠幅增量上看，各处理之间无显著差异，数值均在0.1 m左右。上述表明，虽然间伐5 a后，林木胸径、树高、冠幅平均增量不大，但同等株数间伐强度下，无论采取哪种间伐抚育方式，间伐后的林分的树高生长情况都要优于对照的未间伐林分。与传统的采伐Ⅳ、Ⅴ级木的间伐抚育方式相比，近自然经营中采伐Ⅱ、Ⅲ级木的间伐抚育方式对保留木的胸径生长具有更明显的促进作用。然而，或许是由于间伐强度小，亦或是受辽西地区日益干旱的气候条件等因素的影响，传统经营及近自然经营的间伐抚育方式并未对林分间伐后保留木的冠幅生长产生明显的促进效果。

表1 各处理胸径、树高、冠幅增量对比情况

注：表中不同小写字母表示不同处理指标差异显著（P<0.05）

3. 2 不同处理间伐前后保留木按胸径分级株数比例分布情况

由图1～图3可以看出，“对照未间伐”处理5 a前后保留木按胸径分级株数比例分布曲线无明显差异，均为单峰形，峰值均出现在8～10 cm径级节点上，株数比例均为24%，其次为10～12 cm和12～14 cm径级。说明5 a后对照未间伐林分胸径结构未发生明显变化，各径级株数比例变动幅度均不超过1%，胸径在8～14 cm范围内的保留木占据林分主体。“传统经营”间伐前保留木按胸径分级株数比例分布曲线为单峰形，峰值出现在10～12 cm径级节点上，株数比例为25%，其次是8～10 cm、12～14 cm径级；间伐后曲线变为双峰形，峰值分别出现在8～10 cm、12～14 cm径级节点上，株数比例分别为23%和20%。间伐后4～6 cm、10～12 cm径级节点上的株数比例较间伐前不同程度降低，尤其是10～12 cm径级节点数据降低的幅度比较大（9%），间伐后此2个径级株数比例的下降幅度要明显大于下一径级株数比例的增加幅度，说明造成此2个径级株数比例明显降低的原因除了因保留木个体胸径增长产生的径级变动以外，更多的是由于此2个径级的林木成为了被间伐的主要群体。8～10 cm、12～14 cm、14～16 cm径级节点上间伐后株数比例均较间伐前不同程度增加，说明采用传统的间伐方式对胸径处于8～18 cm径级节点上的保留木的胸径生长有促进作用。“近自然经营”间伐前后保留木按胸径分级株数比例分布曲线有明显变化，曲线整体偏向右移。间伐前保留木按胸径分级株数比例分布曲线为单峰形，峰值分别出现在6～8 cm/8～10 cm（二者数值相等）径级节点上，株数比例分别为26%、30%，间伐后4～6 cm、6～8 cm径级节点上株数比例较间伐前显著下降，在8～18 cm径级范围内不同程度有所增加，表明中德项目中采用的近自然经营的间伐方式对Ⅳ、Ⅴ级木非常友好，有效促进了下等林木的胸径生长，也未因采伐Ⅱ、Ⅲ级木造成中上等林木群体数量的明显缩减及径级分布上的大幅波动。相比之下，近自然经营的间伐抚育方式可以整体提升保留木的胸径生长水平，且可以在一定程度上保持林分胸径结构分布的相对稳定性。

图1 “对照未间伐”处理5 a前后保留木按

胸径分级株数比例分布情况

图2 “传统经营”处理间伐前后保留木按

胸径分级株数比例分布情况

图3 “近自然经营”处理间伐前后保留木按

胸径分级株数比例分布情况

3. 3 不同处理间伐前后保留木按树高分级株数比例分布情况

由图4～图6可以看出，各处理间伐前后保留木按树高分级株数比例分布曲线大体相似，均呈现出单峰曲线形状，株数比例峰值均出现在5～6 m树高分级点上，数值均在40%～50%。“对照未间伐”处理5 a间保留木按树高分级株数比例分布曲线无明显差异，4～5 m树高分级点上数值略微降低，5～6 m树高分级点上数值略微升高，说明未间伐林分5 a间保留木树高增长量较小，基本不超过1 m，4～5 m树高级部分保留木个体的树高增长速度稍快一些，进入到了上一树高级。“传统经营”和“近自然经营”间伐前后保留木按树高分级株数比例分布曲线大体相近，尤其是5～6 m树高级之前的部分曲线无甚差别，间伐后4～5 m树高级株数比例显著下降，5～8 m树高级范围内保留木株数比例较间伐前均不同程度增加，“近自然经营”处理6～7 m树高级株数比例增加幅度较“传统经营”要稍大一些。因传统的间伐方式基本以Ⅳ、Ⅴ级木为主，初步推断该处理4～5 m树高级保留木株数比例的降低大部分是由采伐木引起的波动。近自然经营间伐抚育的采伐对象基本是Ⅱ、Ⅲ级木，而其4～5 m树高级株数比例明显降低，6～7 m樹高级株数比例明显升高，说明近自然经营的间伐方式明显促进了4～5 m以上保留木的树高生长，6～7 m树高级林木株数比例并未因该树高级伐掉的个体而造成株数比例的缩减，整体上看，传统经营及近自然经营的间伐抚育方式对保留木的树高生长均存在明显的促进效果，后者对5～7 m树高级保留木的整体促进效果要稍优于前者。

图4 “对照未间伐”处理间伐前后保留木按

树高分级株数比例分布情况

图5 “传统经营”处理间伐前后保留木按

树高分级株数比例分布情况

图6 “近自然经营”处理间伐前后保留木按

树高分级株数比例分布情况

3. 4 不同处理间伐前后保留木按冠幅分级株数比例分布情况

由图7～图9可以看出，各处理间伐前后保留木按冠幅分级株数比例分布曲线均呈现出单峰曲线形状，除“传统经营”间伐前保留木按冠幅分级株数比例峰值出现在2～2.5 m冠幅级节点上以外，其余曲线的峰值均出现在1.5～2 m，表明大部分保留木的冠幅均为1.5～2 m。“对照未间伐”和“近自然经营”处理间伐前后保留木按冠幅分级株数比例分布曲线形状大体一致。“对照未间伐”处理间伐后0.5～1.5 m冠幅级范围内的株数比例降低，2.5～4 m冠幅级范围内的株数比例稍有增加，株数比例变动幅度不超过2%，说明未间伐林分5 a间冠幅增加幅度不大，保留木向上一冠幅级株数比例波动幅度很小。“传统经营”间伐后0.5～1、2～2.5 m冠幅级株数比例降低，2.5～4.5m冠幅级范围内株数比例升高，其在2～2.5 m冠幅级节点上株数比例的下降幅度要明显高于2.5～3 m冠幅级节点上的增加幅度，表明大部分采伐木的冠幅以2～2.5、0.5～1 m为主。间伐后，保留木冠幅分布不再以2～2.5 m为主，而是以1.5～

2 m为主，保留木主体冠幅减小。“近自然经营”间伐后0.5～1.5 m冠幅级范围内的株数比例有所降低，2～3.5 m冠幅级范围内的株数比例略微增高，间伐后林木总株数减少，但0.5～1.5 m冠幅级范围内的株数比例却有所下降，考虑到该间伐方式采伐的均是Ⅱ、Ⅲ级木，所以初步推断，近自然经营的间伐方式有效促进了Ⅳ、Ⅴ级木单株冠幅生长，间伐后部分Ⅳ、Ⅴ级木单株个体冠幅进入了上一冠幅级，且该间伐方式虽然主张砍伐Ⅱ、Ⅲ级木，但是并不会对冠幅较大的保留木株数比例产生较大负面影响。

4 结论与讨论

同等株数间伐强度下，近自然经营中采伐Ⅱ、Ⅲ级木的间伐方式对保留木胸径生长的积极影响要明显优于国内传统的采伐Ⅳ、Ⅴ级木的间伐方式，且可以在一定程度上保持林分胸径结构分布的相对稳定性。传统经营方式对胸径处于8～18 cm径级节点上的保留木胸径生长有促进作用，而近自然经营的间伐抚育方式可以整体提升保留木的胸径生长水平，间伐后保留木按胸径分级株数比例分布曲线整体偏向右移，这与房子怡等（2023）对冀北山地典型油松人工林目标树经营实施4 a后林分的径级结构变化结论相一致[ 4 ]。传统经营及近自然经营间伐抚育方式对间伐后保留木的树高生长均有不同程度的促进作用，后者的整体促进效果要稍优于前者。然而，以上两种间伐方式对间伐后保留木的冠幅生长并未表现出明显的促进效果。按传统经营方式间伐后，保留木冠幅分布不再以2～2.5 m为主，而是以1.5～2 m为主，保留木主体冠幅减小。而近自然经营的间伐方式有效促进了Ⅳ、Ⅴ级木单株冠幅生长，与此同时也不会因为Ⅱ、Ⅲ级木的采伐，对冠幅较大的保留木株数比例产生较大负面影响。

近自然理念下的目标树作业法在中国的应用和推广仍处于初级阶段，关于适应性效果需要进行持续跟踪研究[ 1 ]。本文以位于辽西地区北票市47 a油松人工纯林为研究对象，对近自然经营及传统经营（株数间伐强度10%左右）间伐5 a后的林分的胸径、树高、冠幅增长量及分级株数比例分布情况进行了对比研究，因辽西地区气候干旱少雨，林木生长、成林不易，且现有林分经营目标以保持水土为主，所以试验中采用的抚育间伐强度较小，使得研究结果具有一定的局限性。陈学武（2022）对油松人工林近自然经营强度研究表明[ 13 ]，轻度采伐（株数采伐强度<19%）得不到抚育效果。然而，虽然本文中采用的抚育间伐强度较小，但研究结果仍表明近自然经营与传统经营方式相比，可以整体提升林分的生长水平，保持林分结构的稳定性，不过要想得到明显的抚育效果，在结合以往其他学者研究结论的基础之上初步推断株数间伐强度应至少在20%以上。本文仅是针对项目实施过程中近自然经营间伐抚育方式对现有油松人工纯林间伐抚育5 a后林分生长影响进行的总结，但针对不同实施区域、不同林龄油松人工纯林近自然经营适宜间伐强度方面的试验性研究尚需进一步扩展及深入，且不同间伐强度下，近自然经营方式与传统方式相比，对辽西地区油松人工纯林生态效益影响方面的对比研究还几近空白，未来还有很大的研究空间。本文中间伐5 a后保留木胸径、树高、冠幅的增量均较小，初步推断与近几年气候日趋干旱及抚育间伐强度小有关。除此之外，近自然经营中采伐Ⅱ、Ⅲ级木的间伐抚育方式与现行的政策和技术规程相悖[ 14 ]，后续还要在区域适用性及具体的营林操作方面进行充分的研究和论证，使其能够得到更广泛的推广和应用。

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