火炬松人工林間伐效果分析

黃章平 丘英華

[摘 要] 林分間伐是調(diào)整林分密度、促進(jìn)林分生長、提高林業(yè)產(chǎn)量的重要管理技術(shù)。本文以粵北韶關(guān)市二十年生火炬松人工林的間伐林分和未間伐林分為研究對象，重點(diǎn)分析間伐對林木組成和生長的影響。結(jié)果表明，未間伐林分競爭極強(qiáng)，林分分化嚴(yán)重，二十年生時保存率與十年生時間伐林分近似，均為43%左右；而且未間伐林分優(yōu)勢木比例過高，被壓木顯著高于間伐林分。這說明間伐可促進(jìn)林分的生長，尤其是優(yōu)勢木以外的群體，而且可提高不同優(yōu)勢度群體的胸徑等級。單株材積較未間伐林分提高26%，單位面積材積提高10%，說明進(jìn)行強(qiáng)度間伐（50%）對本研究對象人工林的可行性較高；而且未間伐林分內(nèi)較低優(yōu)勢度群體的單株材積較優(yōu)勢木的下降幅度明顯高于間伐林分，即間伐有利于提高林分整體產(chǎn)量和質(zhì)量，但現(xiàn)階段間伐林分的競爭也已過強(qiáng)，需根據(jù)培育目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步間伐調(diào)整。

[關(guān)鍵詞] 火炬松；間伐；產(chǎn)量；質(zhì)量

[中圖分類號] S753；S791 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2018）14-41-3

火炬松（Pinus taeda L）原產(chǎn)美國東南部，引入我國后生長表現(xiàn)良好，具有生長快、適應(yīng)性強(qiáng)、材質(zhì)好、抗病蟲害強(qiáng)等特點(diǎn)，已成為我國南方地區(qū)重要的造林樹種和工業(yè)用材樹種[1]。廣東省北部地區(qū)屬于其適宜發(fā)展區(qū)域[2-5]。對火炬松的生長情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，火炬松在10～20 a屬于材積速生期[5-9]，但在此期間個體競爭逐漸加劇[5]，及時合理地調(diào)整林分結(jié)構(gòu)可以提高火炬松人工林的產(chǎn)量和質(zhì)量[4-9]。間伐時間和強(qiáng)度的合理選擇對保持林分穩(wěn)定性和提高生長量具有顯著影響，而且針對不同培育目標(biāo)而言，間伐強(qiáng)度需相應(yīng)有所變化[10，11]。研究顯示，粵北地區(qū)火炬松在七八年生時屬于樹高和胸徑生長速生期，之后生長率顯著下降，林分個體間分化增大、競爭激烈，因此建議在此時間段進(jìn)行第1次間伐，在二十年以前進(jìn)行第2次間伐，但尚需進(jìn)一步實(shí)踐檢驗(yàn)[5]。另外，有關(guān)火炬松間伐試驗(yàn)表明，間伐對胸徑和單株蓄積量具有顯著影響，但過大強(qiáng)度的間伐可導(dǎo)致單位面積蓄積量下降[11]。同時，也有研究表明間伐強(qiáng)度越大，胸徑和材積生長越快，出材量越高[12]。本文通過對粵北地區(qū)二十年生火炬松人工林的間伐林分和未間伐林分的生長情況進(jìn)行對比，分析其林分構(gòu)成、木材產(chǎn)量和等級，進(jìn)而綜合分析間伐效果，為進(jìn)一步合理確定火炬松人工林間伐時間和強(qiáng)度提供依據(jù)，促進(jìn)火炬松人工林健康生長。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)林位于廣東省韶關(guān)林場黃崗工區(qū)，具體位于韶關(guān)市湞江區(qū)（24°52′N，113°34′E），屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。年均氣溫為21.2 °C，年均降水量為1 566 mm，年均蒸發(fā)量為1 500～1 600 mm。試驗(yàn)地海拔約為154 m，東南坡，土壤為砂頁巖發(fā)育的紅黃壤，土層厚度為50～100 cm，腐殖質(zhì)層10～20 cm，土壤質(zhì)地為中壤[5]。

1.2 研究方法

該林分于1996年造林，株行距為2.00 m×2.33 m，栽植密度為2 146株/hm2，2005年對其中部分林分進(jìn)行間伐，間伐林分密度控制在900～975株/hm2，平均（930±20）株/hm2，其余部分未進(jìn)行間伐。2015年5月分別于未間伐和間伐林選擇立地近似的地段設(shè)置3個20.00 m×30.00 m樣地，每木檢尺，測量樹高、胸徑和冠幅等指標(biāo)，計(jì)算每個小區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)的平均值，然后根據(jù)胸徑和樹高均值劃分優(yōu)勢木、亞優(yōu)勢木、平均木和被壓木，然后各個類別分別在每個小區(qū)中取2株標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行樹干解析，參照丘英華等（2017年）的方法進(jìn)行樹干解析及計(jì)算單株材積。運(yùn)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較[5]，應(yīng)用ForStat2.0分析火炬松胸徑生長過程[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分結(jié)構(gòu)

未間伐和間伐林分現(xiàn)存株數(shù)分別為（919±23）株/hm2和（930±20）株/hm2，保存率差異不顯著（P>0.05），均約為43%。但現(xiàn)存林分中優(yōu)勢木、亞優(yōu)勢木、平均木和被壓木占總體的比例差異顯著（P>0.05），其中未間伐林分的被壓木比例較間伐林分低44%，優(yōu)勢木比例提高123%，平均木和亞優(yōu)勢木比例相對一致（見圖1）。優(yōu)勢木比例的增加，導(dǎo)致其占據(jù)更多空間資源，林分個體競爭也更為強(qiáng)烈，其林內(nèi)更容易形成“霸王木”，將對整體林分的生長和產(chǎn)量造成較大影響。

2.2 林分生長指標(biāo)

未間伐和間伐林分的胸徑、樹高及其不同優(yōu)勢度間均差異顯著（P<0.05），二者平均胸徑和樹高分別為（19.90±5.07）cm、（20.09±4.28）cm和（14.65±2.20）m、（16.13±2.28）m。二者平均胸徑近似主要與不同優(yōu)勢度個體比例差異有關(guān)，在未間伐林分中現(xiàn)存優(yōu)勢木比例相對較高（見圖1），而間伐林分中，在選擇間伐木時不但選擇被壓木，保持林分整體生長均衡，同時間伐部分優(yōu)勢木。總體來看，間伐林分整體的生長指標(biāo)和大徑級材的構(gòu)成更為符合培育目標(biāo)，其被壓木、平均木、亞優(yōu)勢木和優(yōu)勢木的平均樹高分別較未間伐林分提高14%、10%、9%、8%；被壓木、平均木、亞優(yōu)勢木的平均胸徑分別提高10%、10%、5%，優(yōu)勢木雖然下降2%，但各優(yōu)勢度整體分化系數(shù)下降10個百分點(diǎn)，相對下降33%，整體林分生長趨于一致，更有利于木材生產(chǎn)和銷售。

胸徑不但影響木材等級，相對而言對產(chǎn)量的影響更為突出。從圖2可以看出，未間伐林分內(nèi)優(yōu)勢木的胸徑早期生長高于間伐林分，這主要是由于間伐了部分極優(yōu)勢個體所致。而后期間伐林分優(yōu)勢木的胸徑生長高于未間伐林分，則與空間的調(diào)整和釋放有關(guān)。同樣，亞優(yōu)勢木和平均木的胸徑在間伐前基本一致，但間伐后則隨時間顯著增加。而被壓木在早期差異顯著，與絕大部分被壓木被間伐有關(guān)。總體而言，間伐對于調(diào)整林分徑級構(gòu)成和后期生長均有顯著的促進(jìn)作用。

2.3 林分產(chǎn)量

未間伐和間伐林分的單株材積及其不同優(yōu)勢度間均差異極顯著（P<0.01）。間伐林分各個優(yōu)勢度個體單株材積均高于未間伐林分（見圖1），其平均單株材積總體提高26%，其中被壓木、平均木、亞優(yōu)勢木和優(yōu)勢木的單株材積平均分別較未間伐林分提高35%、36%、23%、9%，顯著提高被壓木和平均木的單株材積，1 hm2材積提高10%。而且由于被壓木、平均木、亞優(yōu)勢木的平均胸徑均較未間伐林分提高2 cm，提升木材一個等級，將綜合提高單位面積收益。被壓木、平均木、亞優(yōu)勢木的單株材積在未間伐林分內(nèi)較優(yōu)勢木分別下降78%、60%、31%，在間伐林分內(nèi)較優(yōu)勢木分別下降69%、44%、19%，這表明間伐林分不同優(yōu)勢度個體對產(chǎn)量的影響程度明顯低于未間伐林分。

3 討論

本研究中未間伐火炬松林分二十年生時淘汰率高達(dá)57%，其人工林個體競爭較強(qiáng)烈，這與其樹種的強(qiáng)陽性習(xí)性有關(guān)。不進(jìn)行人工林分結(jié)構(gòu)調(diào)整則導(dǎo)致林分內(nèi)競爭壓力加劇，優(yōu)勢木的比例提高，占據(jù)更多的空間資源，而林分整體徑級分化加大，不利于林分整體產(chǎn)量的提高。因此，急需要通過間伐調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，降低個體間競爭壓力。值得注意的是，二十年生未間伐林分的保存株數(shù)與十年生時采取強(qiáng)度間伐措施后二十年生時林分的保存株數(shù)近似，說明這種間伐強(qiáng)度符合林分生長規(guī)律和培育目標(biāo)。

生長指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)，二十年生間伐林分除優(yōu)勢木平均胸徑與未間伐林分近似外，其余各等級林木平均胸徑均提高一個等級，樹高和胸徑在各等級均顯著提高（見圖1）。間伐林分平均單株材積總體較未間伐林分提高26%，1 hm2材積提高10%，由此可見，間伐林分與未間伐林分雖然保存株數(shù)近似，但木材等級和材積均明顯增加，說明間伐對于火炬松產(chǎn)量的提高具有顯著的促進(jìn)作用[12]。以往研究顯示，間伐對胸徑和單株蓄積具有顯著影響，但過大強(qiáng)度的間伐可導(dǎo)致單位面積蓄積下降[11]，這可能與其研究時間短有關(guān)，其分析結(jié)果是間伐后3 a的調(diào)查數(shù)據(jù)，而此時間伐后的空間釋放效應(yīng)尚未完全展現(xiàn)，而延長時間，其更利于發(fā)揮間伐效果[12]。另外，這種差異還與造林初始密度、保存率、林分年齡、立地差異等有關(guān)，要根據(jù)具體生長情況和培育目標(biāo)確定[10]。

進(jìn)一步從間伐林分的生長指標(biāo)和單株材積來看，其林分經(jīng)過10 a的生長，競爭有增強(qiáng)的趨勢，被壓木和平均木的單株材積分別較優(yōu)勢木下降69%、44%，而二者在林分中的占比分別為43%和33%，比例偏高，但產(chǎn)量偏低，因此該林分還需進(jìn)行第2次間伐，以進(jìn)一步提高林分木材的等級和產(chǎn)量。但要結(jié)合培育目標(biāo)進(jìn)行判斷，如目標(biāo)徑級、產(chǎn)量、經(jīng)營周期等。

本文針對粵北火炬松人工林間伐和未間伐林分內(nèi)不同優(yōu)勢度群體比例及其生長表現(xiàn)和材積綜合分析了間伐的影響，從木材等級和單位面積產(chǎn)量對間伐效果進(jìn)行了評價，并提出根據(jù)培育目標(biāo)進(jìn)行階段性間伐的建議，為合理確定其間伐時間和間伐強(qiáng)度提供依據(jù)，可指導(dǎo)該地區(qū)合理開展火炬松人工林營林活動。

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