不同間伐強度對魯中南山區人工赤松林生長的影響研究

姜 磊，田成玉 ，朱士利，孫居文

（1.山東省平邑縣自然資源和規劃局，山東 臨沂 273300；2.山東省平邑縣應急管理局，山東 臨沂 273300；3.山東省臨沂市林業局,山東 臨沂 276000；4.山東農業大學，山東 泰安 271001）

通過科學合理的實施森林撫育間伐措施，不僅能夠調整森林密度，改善林分生長條件,還能顯著提高林分質量，增加林木生長量和活立木蓄積。人工赤松林是魯中南山區防護林典型林分，多數處于中齡林階段,密度較大林木間關系出現互抑互害競爭趨勢,需采取生態疏伐措施伐除密度過大、生長不良的林木，調整空間結構，為目標樹或保留木留出適宜的營養空間。早在20世紀70年代,山東省日照市通過對赤松林進行撫育間伐試驗，不斷調整林分的密度，改善林分的生長條件，取得較好效果[1]。李杰通過對山東省藥鄉林場中幼林撫育管理研究得出，撫育間伐能夠有效調整密度,擴大保留木的營養空間,改善林內小氣候條件,有利于提高林分的質量和生產力[2]。山東其他地區對赤松林撫育間伐研究較少，多數依據相關撫育規程開展撫育管理，缺少具體技術指標。文章以魯中南山區人工赤松中齡林為研究對象，通過實施不同生態疏伐強度，對比研究各強度對林分相關因子的影響，提出人工赤松中齡林適宜的間伐強度，為魯中南乃至山東地區松類林分實施合理撫育間伐作業提供了科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

魯中南山區是山東省重點防護林分布區域，氣候為暖溫帶季風氣候，氣溫適宜，四季分明，土壤以棕壤、褐土、潮土為主。森林植被類型多為人工植被和次生植被。試驗地設在蒙山區域，包括平邑縣國有海螺寺林場、天寶山林場和萬壽宮林場赤松林地，是魯中南山區典型林分代表區域,是重點水源涵養林、國家級重點生態公益林，試驗地立地條件接近，林分結構比較單一，多為純林，混交林比例低，林木生長緩慢，中齡林比重較大。

1.2 試材與方法

為研究生態疏伐不同間伐強度對人工赤松中齡林生長的影響,在平邑縣國有海螺寺林場、萬壽宮林場、天寶山林場分別設立4個試驗小班，共12個試驗小班，以長期封育對照林及10%、20%、30%共3種間伐強度下的赤松林為試驗對象,間伐強度以株樹間伐強度為標準，間伐根據伐弱留強、伐小留大、伐劣留優的原則標號，并按照森林撫育有關技術規程實施。每個小班內設立樣地20×33.3m2，長期跟蹤檢測。通過測量林木胸徑和樹高,對比分析不同間伐強度下平均胸徑、樹高、蓄積量變化，分析收益變化,對撫育成效進行評價，對比篩選出各樣地最適宜的采伐強度。樣地基本情況見表1，不同強度間伐后密度情況見表2。

1.3 調查、測量、記錄

三處林場樣地編號1、2、3、4，分別對應間伐強度 0、10%、20%、30%，于 2011年 11月對對照樣地和間伐樣地進行每木調查測得基礎數據，2011年底實施撫育間伐并再次進行調查測量，后期每隔一年于11月進行每木調查測量，包括樹高、胸徑、郁閉度、冠幅等，觀測樹干、側枝、結實等情況。對測量的數據進行整理統計。

表1 試驗樣地基本情況

表2 人工間伐后林分密度

2 結果與分析

根據樣地調查數據,匯總計算各樣地的平均樹高、平均胸徑、667m2蓄積量、公頃蓄積量，計算各項因子增加值、增長幅度。

平均樹高、平均胸徑計算方法：采用簡單的算術平均法計算，每木檢尺樹高和胸徑分別求和，除以總株樹分別求得平均樹高和平均胸徑。

蓄積量計算方法：樣地內每木檢尺，按徑階分別統計株樹，根據一元立木材積表求得各徑階材積，合計即為樣地蓄積量（667m2蓄積量），樣地蓄積再乘以15求得公頃蓄積量。公式如下：

式中：

M1——為樣地蓄積量

n1，n2，······nn——為各徑階株數

v1，v2，······vn——為各徑階單株材積

M2——為公頃蓄積量

2.1 不同間伐強度下赤松林平均高生長

表3可以看出，12個樣地所測赤松平均高生長在間伐1-2年后有一個加速期，但后期生長凈值比較接近，3種強度方案高生長有的高于對照樣地，有的低于對照樣地，未顯示明確規律性，高生長受間伐強度影響不明顯。

2.2 不同間伐強度下赤松林平均胸徑生長

2018年所測平均胸徑對比2011年伐前和伐后平均胸徑均有較大幅度增長,由于間伐后平均胸徑計算值大幅增大,因間伐產生的直接平均胸徑差值不能作為間伐影響生長的作用結果，需拋去該部分差值，因此主要對比間伐后平均胸徑增長情況。

表3 不同間伐強度下赤松林平均樹高生長變化情況

表4可以看出，對照樣地未間伐7年平均胸徑增長值均小于1cm，間伐樣地7年平均胸徑凈增長值最小0.95cm，最大1.3cm；對照樣地未間伐平均胸徑平均每年增長0.12cm，10%、20%、30%間伐強度下平均胸徑平均每年增長分別為0.14cm、0.15cm、0.17cm，分別比對照樣地高出0.02cm、0.03cm、0.05cm；30%間伐強度下7年平均胸徑增長值最大，間伐強度越大，平均胸徑增長值越大,間伐強度對胸徑生長影響明顯，作用程度排序為30%＞20%＞10%＞0%。

表4可以看出，對照樣地未間伐7年平均胸徑增長幅度均小于同場間伐樣地，最小4.42%，最大5.96%，間伐樣地最小5.43%，最大8.97%；萬壽宮10%強度下大于20%及30%強度下平均胸徑增長幅度，海螺寺與天寶山均以30%強度下增長幅度最大，表現出間伐強度越大，對胸徑生長影響越明顯。

2.3 不同間伐強度下赤松林蓄積量生長

2018年所測667m2蓄積量對比2011年伐前和伐后667m2蓄積量均有較大幅度增長,由于間伐后蓄積量計算值大幅增大,由間伐產生的直接蓄積量差值不能作為間伐影響生長的作用結果，需拋去該部分差值，因此主要對比間伐后畝蓄積量增長情況。

表5可以看出，對照樣地未間伐7年667m2蓄積量增長值均小于同場間伐樣地，最大是天寶山林場未間伐樣地1.045 m3；間伐樣地7年667m2蓄積量凈增加值最小是萬壽宮林場10%間伐強度樣地為0.9968 m3，最大是天寶山林場30%強度樣地為1.2412m3；對照樣地未間伐667m2蓄積量平均每年增長0.1377m3，10%、20%、30%間伐強度下667m2蓄積量平均每年增長分別為 0.1496 m3、0.1675 m3、0.1719 m3，分別比對照樣地高出0.0119 m3、0.0298 m3、0.0341 m3；30%間伐強度下7年667m2蓄積量增加值最大，間伐強度越大，蓄積量增加值越大,不同間伐強度下對蓄積量生長影響明顯，作用程度排序為30%＞20%＞10%＞0%。

表4 不同間伐強度下赤松林平均胸徑生長情況變化情況

表5 不同間伐強度下赤松林公頃蓄積量生長變化情況

表5可以看出，對照樣地未間伐7年667m2蓄積量增長幅度均小于同場間伐樣地，最小9.6%，最大13.56%，間伐樣地最小12.44%，最大23.34%；萬壽宮10%強度下大于20%及30%強度下667m2蓄積量增長幅度，與30%強度下相差較小，海螺寺與天寶山20%強度下大于10%及30%強度下667m2蓄積量增長幅度，與30%強度下相差較小，表現出間伐強度越大，對蓄積量生長影響越明顯的特性。

3 結論與討論

林木生長受環境影響關系密切，樣地坡向、密度、坡度、土質等因素均作用于林木，比較不同間伐強度對蓄積量生長影響是一個非常復雜的過程，不能僅僅依靠直觀數據來判斷。魯中南山區人工赤松林在不同生態疏伐撫育間伐強度下胸徑及蓄積量生長差異顯著，間伐強度越大，差異性越顯著。2016年間伐5年后高強度樣地與低強度樣地蓄積量差值逐步縮小，2018年間伐7年后部分高強度樣地蓄積量反超低強度樣地，因此低強度間伐間隔期較短，應間隔4～5年進行第2次間伐，而高強度樣地林間空窗尚未完全郁閉，林木長勢仍然較強，易延長間隔期進行第2次間伐。高強度間伐雖然蓄積量增加快，提前獲得木材經濟收益，但施工難度大成本高，間隔年限長不宜掌握，生產中以20%中度間伐為宜，實際實施過程中要根據林分密度、營養面積情況確定適宜間伐強度，密度大、郁閉度大、側枝重疊度高、土質好可以考慮采用高強度間伐。

不同生態疏伐間伐強度選定樣地時未考慮林分原有密度狀況，有的樣地密度小也設定了30%間伐強度，其作用發揮可能不如在密度較大的林分中更加明顯。比較伐后保留株樹、蓄積量保有量及增長幅度等，魯中南山區人工赤松中齡林適宜保留密度65～80株，生態疏伐強度（株樹）20%～30%,能夠有效改善林分結構,提升林木生長發育空間。

撫育間伐是科學培育和經營森林的重要手段,是森林生態系統經營的關鍵性措施[3]。本研究對魯中南山區人工赤松中齡林在不同撫育生態疏伐強度下林分生長進行試驗研究，探明了人工赤松中齡林不同撫育間伐強度下7年后樹高、胸徑、蓄積量變化規律,提出適宜的生態疏伐強度和保留密度，本研究結論可為魯中南及山東地區松類中齡林撫育間伐提供參考。