不同抚育间伐强度对红松人工林生长的影响

赵玉红

（甘肃省小陇山林业保护中心榆树林场，甘肃陇南 742300）

红松（Pinus koraiensisSiebold &Zucc.）作为一种重要的经济林木种类，在我国的林业生产中扮演着关键角色。但受林业资源有限和气候异常变化等因素的影响，对红松人工林进行科学管理与保护变得愈发迫切。抚育间伐作为林业管理中的一种重要措施，旨在提升红松生长量、改善树干分杈状况、促进木材生产[1]。通过在甘肃省小陇山榆树林场红松人工林内进行不同强度的抚育间伐处理，全面了解抚育间伐对红松人工林的影响，旨在为当地红松人工林的可持续管理提供科学依据，并为我国林业管理实践提供有益经验。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

研究地位于甘肃省小陇山榆树林场，地理位置位于东经104°23～106°43、北纬33°31～134°41，是我国西北地区独具特色的林业生态系统。夏季，林场气温通常在20～25 ℃，而冬季则在-5～0 ℃。这种气温分布为红松生长提供了适宜的条件，符合其生长需求。此外，夏季林场相对湿度在60%～70%，冬季略有下降（50%～60%），年降水量757 mm，主要集中在夏季和早秋，为红松生长提供了充足的水资源。地形特征表现为丘陵和山地，海拔1 191 m，为不同强度抚育间伐处理提供了多样化的场地选择，具有很好的代表性。

1.2 试验材料

选择榆树林场新造林区域的红松人工林，所选红松为2016 年定植，种苗的品种、育苗方式、定植方式及种植密度均相同。

1.3 试验设计

试验共设计3 个不同强度的抚育间伐处理，每个处理设置3 块20 m×30 m 的观测样地。T1处理为轻度间伐组，株数采伐强度和蓄积采伐强度分别定为35%和15%，旨在移除生长较弱或病弱的树木，改善林分的光照和通风条件[2]。T2处理为中度间伐组，株数采伐强度和蓄积采伐强度分别定为55%和30%，通过伐除去病弱和竞争力较弱的树木，促进剩余树木生长。T3处理为重度间伐组，株数采伐强度和蓄积采伐强度分别定为70%和50%。对照组（CK）的样地不进行任何间伐处理，保持其自然状态，用于与其他处理组的结果进行对比。

1.4 项目测定

间伐处理开始于2018 年春季，每隔6 个月对相关指标进行测定，持续测定4 年。测定的生长指标有树高、胸径、树干分杈率，并调查枝条伸展和根系发展等情况，土壤质量及养分循环指标有土壤有机质含量、总氮含量、总磷含量、氮循环速率、磷循环速率等[3-4]。

其中，树干分杈率计算公式为

式中：Nf为分杈木株数，Nt为林木总株数。

氮循环速率计算公式为

式中：RN为氮循环速率，Ninput为氮的总输入量，Noutput为氮的总输出量，T为时间段。

磷循环速率计算公式为

式中：RP表示磷循环速率，Pinput表示磷的总输入量，Poutput表示磷的总输出量，T表示时间段。

所有指标测量均由专业人员使用标准化设备进行。其中，树高、胸径使用电子高度测量仪及胸径尺或电子测径仪测定；土壤有机质含量利用元素分析仪测定；总氮、总磷含量利用流动注射分析仪、原子吸收光谱仪、感应耦合等离子体质谱仪测定；氮循环速率、磷循环速率利用元素分析仪、流动注射分析仪、离子色谱仪数获得。

1.5 数据统计处理方法

测定数据采用SPSS20.00 软件分析，以p＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 间伐对红松林木生长的影响

在为期4 年间伐研究中，对林木生长的响应进行了综合分析，考察了树高增长、胸径增长、枝条伸展和根系发展等多个指标。由表1 可知，相比于CK，T1、T2、T3处理红松年均树高增长量具有显著优势，其中T2处理年均树高增长量最大，表明中度间伐强度对促进红松生长最为有效（p＜0.05）。在胸径增长上，T2处理同样表现最佳（0.87 cm），超过T3、T1处理，表明中度间伐强度有利于红松胸径增长。在枝条伸展与根系发展指标中，T2处理改善效果明显，而T3处理虽初期明显但后期减弱，T1处理与CK 无明显差异，表明中度和重度间伐对林木整体生长具有改善作用。

表1 间伐处理对林木生长影响对比数据

2.2 间伐对红松树干分杈率的影响

树干分杈率对红松树冠直径、体积有直接影响，与红松林出材率密切相关。由表2 可知，T2处理树干分杈率最高，与T3处理无显著差异（p＞0.05），但显著高于T1和CK 处理。

表2 间伐对红松树干分杈率的影响结果

2.3 间伐处理对土壤质量与养分循环的影响

由表3 可知，T1、T2、T3处理土壤有机质、总氮、总磷含量均显著高于CK 处理（p＜0.05）。其中，T2处理土壤质量改善效果最为明显，土壤有机质含量达到6.2%，总氮、总磷含量分别为0.40%、0.15%。这表明中度间伐有助于提升红松林土壤肥力，能够为林木生长提供更好的土壤环境。在氮循环速率、磷循环速率指标上，间伐处理显著加快了氮、磷循环速率（p＜0.05）。其中，T2、T3处理改善效果最为明显。综合分析，间伐处理可通过改善土壤结构提升土壤肥力，并促进土壤养分有效循环与利用，其中中度间伐（T2处理）效果最佳。

表3 不同间伐处理对土壤质量与养分循环影响对比数据 单位：%

3 结论与讨论

3.1 间伐强度对红松生长的影响

根据甘肃省小陇山榆树林场进行的4 年间伐实验，发现中度间伐最有利于红松生长和发展。在中度间伐处理下，红松的生长速率显著提高，这是由于适度减小林分密度改善了光照条件、促进了空气流通，从而促进了树木生长。此外，中度间伐对林分结构的改善、土壤质量的提升具有重要作用，为红松提供了更好的生长环境。轻度间伐虽然也对红松生长具有一定的促进作用，但其效果不及中度间伐显著。因此，轻度间伐更适合于维持林分的基本结构和生态平衡。相比而言，重度间伐虽然在初期促进了红松快速生长，但长期来看，可能会因为破坏了生态平衡而对红松的健康生长产生负面影响。重度间伐后林分密度大幅降低，可能会引起生态系统功能紊乱，导致出现土壤侵蚀和水分流失等问题，从而对红松长期生长造成不利影响。因此，中度间伐在实现红松人工林的可持续管理和提高林木生长效率方面具有重要意义。

3.2 土壤质量改善的机制分析

在甘肃小陇山榆树林场进行的4 年间伐试验中，笔者对土壤质量改善机制进行了分析，特别是中度间伐在提高土壤质量方面表现突出。通过间伐减小林木密度，可增加光照、促进空气流通，改善土壤条件，促进土壤生物活动和有机物分解。间伐产生的枯枝落叶增加了土壤表面的有机物覆盖，促进了有机质的积累和分解，提高了土壤肥力[5]。此外，土壤结构的改善和有机质含量的增加增强了土壤的水分保持能力，提高了养分循环效率。同时，树木密度减小后为剩余树木提供了更大的生长空间，改善了土壤结构，提高了土壤的透气性和渗透性，促进了根系的发展。

在甘肃小陇山榆树林场进行的为期4 年的红松人工林间伐试验表明，中度间伐（株数采伐强度55%、蓄积采伐强度30%）是促进红松人工林生长、改善林分结构、改善土壤质量的最有效方法。