不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林生長(zhǎng)及徑級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

王立東，丁磊，胡萬(wàn)良，金鑫，鄧楊，劉廣斌

(1.國(guó)營(yíng)本溪滿族自治縣堿廠林場(chǎng),遼寧 本溪 117105；2.遼寧省森林經(jīng)營(yíng)研究所，遼寧 丹東 118002)

不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林生長(zhǎng)及徑級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

王立東1，丁磊2，胡萬(wàn)良2，金鑫2，鄧楊2，劉廣斌1

(1.國(guó)營(yíng)本溪滿族自治縣堿廠林場(chǎng),遼寧 本溪 117105；2.遼寧省森林經(jīng)營(yíng)研究所，遼寧 丹東 118002)

通過(guò)對(duì)遼東山區(qū)闊葉混交林進(jìn)行撫育間伐試驗(yàn)，結(jié)果表明：適度的撫育間伐可促進(jìn)闊葉混交林林木胸徑和蓄積生長(zhǎng)，林分平均胸徑和蓄積生長(zhǎng)率隨著間伐強(qiáng)度的增加先升高后降低，其中弱度間伐區(qū)林分平均胸徑生長(zhǎng)率最大，中度間伐區(qū)林分蓄積量生長(zhǎng)率最大。間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時(shí)間的推移，林分平均胸徑和蓄積生長(zhǎng)率逐漸降低，各間伐區(qū)差異逐漸變小。隨著間伐強(qiáng)度和林齡的增加，峰值向大徑級(jí)位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級(jí)擴(kuò)展。由不同間伐強(qiáng)度林分徑級(jí)分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過(guò)間伐的林分，徑級(jí)分布峰值比對(duì)照區(qū)提高1～2徑級(jí)。與對(duì)照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級(jí)最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強(qiáng)度和林齡增加而加大的趨勢(shì)。綜合考慮，中度間伐最有利于提高林分生產(chǎn)力，改善林分直徑結(jié)構(gòu)。

間伐強(qiáng)度；闊葉混交林；生長(zhǎng)率；徑級(jí)結(jié)構(gòu)

闊葉混交林是以槭樹屬(Acer)、榆屬(Ulmus)、椴樹屬(Tilia)等闊葉樹類為主要標(biāo)志的各種群落。群落中混生多種闊葉樹種，優(yōu)勢(shì)樹種常不明顯，林木和其他植物種類組成依地段不同亦有明顯區(qū)別。大多數(shù)情況下為多優(yōu)結(jié)構(gòu)，因此有時(shí)也稱為雜木林[1]。

本文以撫育間伐21 a后的闊葉混交林為研究對(duì)象，進(jìn)行撫育間伐試驗(yàn)研究，確定適宜的保留密度和經(jīng)營(yíng)措施，對(duì)制定闊葉混交林的培育目標(biāo)和經(jīng)營(yíng)措施具有一定的參考價(jià)值。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)地處遼寧省本溪縣草河口鎮(zhèn)正溝村大倒木溝，123°51′—123°52′ E，40°53′—40°54′ N，屬長(zhǎng)白山余脈千山山脈，海拔280 m。氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候。年均溫度6.1 ℃，無(wú)霜期126.7 d，年降水量926.3 mm，年蒸發(fā)量1 072.5 mm。闊葉紅松林是該區(qū)域的地帶性森林植被。現(xiàn)存森林類型包括日本落葉松(Larixkaempferi)、紅松(Pinuskoraiensis)等人工林及蒙古櫟林、硬闊葉林、闊葉混交林、針闊混交林等天然次生林。

2 研究方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

標(biāo)準(zhǔn)地于1995年4月年設(shè)立，闊葉混交林。按《森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)規(guī)程》(DB21-706-93)撫育采伐適宜保留株數(shù)確定為試驗(yàn)林的中度區(qū)。分別增加和降低15%保留株數(shù)，將其確定為試驗(yàn)林的強(qiáng)度區(qū)和弱度區(qū)，此后未間伐。在試驗(yàn)林中設(shè)置一塊未間伐的標(biāo)準(zhǔn)地作為本試驗(yàn)的對(duì)照區(qū)，采用下層撫育的方式。每個(gè)處理設(shè)置一塊固定標(biāo)準(zhǔn)地，本研究中按照株數(shù)采伐強(qiáng)度人為地將間伐強(qiáng)度劃分為4級(jí)：即強(qiáng)度區(qū)、中度區(qū)、弱度區(qū)和對(duì)照區(qū)。其林分調(diào)查因子見表1、2。

表1 各類型試驗(yàn)樣地的基本情況

表2 闊葉混交林撫育間伐試驗(yàn)樣地1995年采伐情況

2.2 林分因子調(diào)查

定期(間隔2～3年，至2015年10月)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)胸徑5 cm以上所有喬木逐株實(shí)測(cè)胸徑。研究采用的林分指標(biāo)主要有林木密度、林分平均胸徑、蓄積量和相應(yīng)的生長(zhǎng)率，生長(zhǎng)率采用普雷斯特公式計(jì)算:pn= [ (ya-ya-n) / (ya+ya-n) ]·200/n。式中:pn為n年間的平均生長(zhǎng)率;ya和ya-n分別為a和a-n年的相應(yīng)指標(biāo)。林分收獲量是指林分在某一時(shí)刻采伐時(shí)，由林分可以得到的木材總量[2]

3 結(jié)果與分析

3.1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林林分平均胸徑的影響

由表3可知，闊葉混交林間伐4～21 a后弱度區(qū)林分平均胸徑生長(zhǎng)率是最大的，依次為對(duì)照區(qū)、中度間伐區(qū)和強(qiáng)度間伐區(qū)，伐后4年，各間伐區(qū)林分平均胸徑生長(zhǎng)率較大，隨著時(shí)間的推移，各間伐區(qū)林分平均胸徑生長(zhǎng)率逐漸減少，間伐效應(yīng)逐漸減弱，各間伐區(qū)差異變小。其中弱度間伐區(qū)伐后21年林分平均胸徑生長(zhǎng)率比伐后4年下降72.35%。可見，適度地?fù)嵊g伐可促進(jìn)闊葉混交林林木胸徑生長(zhǎng)，間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時(shí)間的推移，生長(zhǎng)率降低，各間伐區(qū)差異變小，這與前人研究結(jié)果相似[3]。

表3 不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林分平均胸徑的影響

3.2 不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林林分蓄積量的影響

由表4可知，闊葉混交林間伐4～21 a后，各間伐區(qū)林分蓄積量生長(zhǎng)率較對(duì)照區(qū)均有不同程度的提高。其中，中度區(qū)林分蓄積量生長(zhǎng)率是最大的，依次為強(qiáng)度區(qū)、弱度區(qū)和對(duì)照區(qū)。伐后4 a，各間伐區(qū)林分蓄積量生長(zhǎng)率較大，隨著時(shí)間的推移，各間伐區(qū)林分蓄積量生長(zhǎng)率逐漸減少，間伐效應(yīng)逐漸減弱，各間伐區(qū)差異變小。其中中度間伐區(qū)伐后21 a林分蓄積量生長(zhǎng)率比伐后4 a下降36.36%。2015年各間伐區(qū)林分蓄積量較對(duì)照區(qū)均有不同程度的提高,其中弱度間伐區(qū)林分蓄積量最高。2015各間伐區(qū)林分收獲量均高于對(duì)照區(qū)。林分收獲量隨著間伐強(qiáng)度的增加先升高后降低，其中中度間伐區(qū)林分收獲量最高。1995年間伐前，中度區(qū)林分蓄積量比對(duì)照區(qū)高20.39%，2013年中度區(qū)林分收獲量比對(duì)照區(qū)高25.58%。可見，適度地?fù)嵊g伐可促進(jìn)闊葉混交林蓄積生長(zhǎng)，提高林分收獲量，間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時(shí)間的推移，生長(zhǎng)率降低，各間伐區(qū)差異變小，這與前人研究結(jié)論一致[3-5]。

表4 不同間伐強(qiáng)度對(duì)闊葉混交林林分蓄積量的影響

3.3 不同間伐強(qiáng)度對(duì)林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

通過(guò)對(duì)不同間伐強(qiáng)度伐后4～21 a時(shí)的徑級(jí)分布情況的分析，伐后4～21 a，林分徑級(jí)分布大部分具有一個(gè)峰值，少數(shù)有兩個(gè)或多個(gè)峰值。隨著間伐強(qiáng)度和林齡的增加，峰值向大徑級(jí)位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級(jí)擴(kuò)展。由不同間伐強(qiáng)度林分徑級(jí)分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過(guò)間伐的林分，徑級(jí)分布峰值比對(duì)照區(qū)提高1～2徑級(jí)。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)適度間伐，林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)更加合理，林分質(zhì)量有較大提高。

對(duì)不同間伐強(qiáng)度的伐后4～21 a林分自然徑級(jí)、極差、離散度及其變異系數(shù)等直徑結(jié)構(gòu)要素的計(jì)算結(jié)果見表5。

表6 不同間伐強(qiáng)度闊葉混交林林分自然徑級(jí)、極差及其變異系數(shù)

由表6可知， 與對(duì)照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級(jí)最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強(qiáng)度和林齡增加而加大的趨勢(shì); 增加值以中、強(qiáng)度間伐較大,林分變異系數(shù)也隨間伐強(qiáng)度增加而加大。與對(duì)照區(qū)相比，各間伐區(qū)極差增加1～4個(gè)徑級(jí)。而對(duì)照這些結(jié)構(gòu)指標(biāo)未見明顯變化, 基本上保持均衡狀態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 林分經(jīng)過(guò)間伐后，生長(zhǎng)條件改善, 保留木直徑生長(zhǎng)增加較快, 大徑級(jí)林木數(shù)量增加, 使林分直徑離散度、極差和變異系數(shù)等結(jié)構(gòu)指標(biāo)比對(duì)照區(qū)有明顯增加,有助于優(yōu)化林分直徑結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論與討論

4.1 適度地?fù)嵊g伐能促進(jìn)闊葉混交林林分平均胸徑和蓄積生長(zhǎng)率，提高林分收獲量。間伐效果表現(xiàn)在伐后最初幾年，隨著時(shí)間的推移，林分平均胸徑和蓄積生長(zhǎng)率逐漸降低，各間伐區(qū)差異變小。應(yīng)根據(jù)森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)規(guī)程，縮短撫育間伐的間隔期，及時(shí)撫育間伐，改善林分生長(zhǎng)環(huán)境。一些研究者認(rèn)為，撫育間伐不能提高林分總收獲量，林分總收獲量遵循最終產(chǎn)量恒定法則[7-9]。本人認(rèn)為造成這種結(jié)果的原因，是撫育間伐強(qiáng)度設(shè)置的等級(jí)不夠，是否達(dá)到干擾上限尚不確定。另外，定位觀測(cè)時(shí)間過(guò)短，應(yīng)該獲取到主伐年齡的數(shù)據(jù)，才能準(zhǔn)確說(shuō)明撫育間伐對(duì)林分收獲量的影響。

4.2隨著間伐強(qiáng)度和林齡的增加，林分徑級(jí)分布峰值向大徑級(jí)位置偏移，分布范圍明顯地向大徑級(jí)擴(kuò)展。由不同間伐強(qiáng)度林分徑級(jí)分布范圍看，伐后4～21 a，經(jīng)過(guò)間伐的林分，徑級(jí)分布峰值比對(duì)照區(qū)提高1～2徑級(jí)。與對(duì)照區(qū)相比，各間伐區(qū)林分自然徑級(jí)最大值、極差和直徑離散度均有所增加,總體上表現(xiàn)出隨著間伐強(qiáng)度和林齡增加而加大的趨勢(shì)。綜合考慮，中度間伐的森林經(jīng)營(yíng)措施最有利于提高林分生產(chǎn)力，改善林分直徑結(jié)構(gòu)。

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Effects of Different Thinning Intensities on Growth and Diameter Structure of Broad-leaved Mixed Forest

Wang Lidong1, Ding Lei2, Hu Wanliang2,Jin Xin2, Deng Yang2, Liu Guangbin1

(1. Jianchang Forest Farm,State-owned Benxi Manzu Autonomous County, Benxi 117105,China; 2. Institute of Forest Management of Liaoning Province, Dandong 118002, China)

Thinning experiments were conducted on broad-leaved mixed forest in eastern Liaoning mountain area. Result shows that moderate tending thinning can promote DBH & accumulation of broad-leaved mixed forest of eastern Liaoning mountainous area, and the average DBH & accumulative growth rate of forest increase with the increase of thinning intensity and the average DBH growth rate is the largest in the weakly irrigated area, and the growth rate of the forest is the largest. Result shows that the average DBH & the growth rate of the forest decrease gradually with the passage of time, and the difference of the cutting area gradually became smaller. With the increase of thinning intensity and age, the peak shift to the large diameter position, the distribution range significantly expand to large diameter. According to the distribution range of different thinning intensity forest, the peak value of diameter distribution is 1-2 diameters from 4 to 21 years after cutting. Compared with the control area, the maximum, the difference and the diameter dispersion of the natural diameter all increase,and generally showed a tendency to increase with the increase of thinning intensity and age.Considering that moderate thinning is the most beneficial to improve stand productivity and improve the diameter structure of stand.

thinning intensity; broad-leaved mixed forest; growth rate; diameter structure

1005-5215(2017)04-0016-03

2017-02-07

遼寧省農(nóng)業(yè)攻關(guān)計(jì)劃及成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(2015103002);國(guó)家林業(yè)局造林司項(xiàng)目(1692016-04)

王立東(1969-)，男，遼寧本溪人，大專，助理工程師,主要從事營(yíng)林生產(chǎn)工作.

S781.81

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.04.004