撫育間伐強(qiáng)度對(duì)遼東地區(qū)日本落葉松林分生長(zhǎng)量影響的研究

管健

（遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽110101）

撫育間伐是森林培育過程中的一項(xiàng)必要營(yíng)林措施，在調(diào)整林分樹種組成、為保留木創(chuàng)造良好生長(zhǎng)空間、促進(jìn)目的樹種良好生長(zhǎng)方面，在清除劣質(zhì)林木、提高林分質(zhì)量方面，在調(diào)整林分密度、縮短工藝成熟方面，在林木早期收獲利用、提高木材利用率方面，在提高林分抗逆性、充分發(fā)揮森林三大效益等方面都發(fā)揮著積極的作用。遼東地區(qū)的商品林以落葉松林為主，日本落葉松的比重很大。本研究通過不同采伐強(qiáng)度對(duì)該林分生長(zhǎng)量的影響來科學(xué)分析評(píng)價(jià)經(jīng)營(yíng)效果，以期對(duì)當(dāng)?shù)氐纳纸?jīng)營(yíng)提供參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

遼寧東部山區(qū)地處長(zhǎng)白山脈龍崗支脈，一般山峰海拔600～900 米，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫4.2℃，極端最高氣溫為35.8℃，極端最低氣溫為-41.5℃，≥5℃積溫值為3005.7～3203.6℃，≥10℃積溫值2498.4～2877.3℃，無霜期120～125 天，年降水量714.2～1025.3 毫米，地區(qū)屬長(zhǎng)白植物區(qū)系，兼有華北植物侵入。

1.2 實(shí)驗(yàn)地的選設(shè)和調(diào)查建立對(duì)比分析數(shù)據(jù)

選擇撫順市的清原縣的日本落葉松大徑木的林分開展此項(xiàng)研究。以2012 年開展的森林經(jīng)營(yíng)活動(dòng)為基礎(chǔ)試驗(yàn)地，選設(shè)兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)1 是日本落葉松幼齡林，試驗(yàn)區(qū)2 是日本落葉松中齡林。在兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)設(shè)3 個(gè)類型的樣地，采用機(jī)械確定采伐木的方法，不考慮林木生長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)狀況，按照造林時(shí)形成的株行距，不做林木分級(jí)，將確定采伐的林木全都采伐。將隔二伐一的機(jī)械疏伐作為樣地類型1，將隔三伐一的機(jī)械疏伐作為樣地類型2，將對(duì)照樣地作為類型3。對(duì)照的林分沒有進(jìn)行任何森林經(jīng)營(yíng)的措施。樣地間隔1km 以上，保證互不干擾。在每個(gè)類型的樣地內(nèi)設(shè)置25m×20m 的調(diào)查樣地，進(jìn)行每木檢尺和林分因子調(diào)查，詳細(xì)記載林木的胸徑、樹高等因子。結(jié)合森林經(jīng)營(yíng)作業(yè)設(shè)計(jì)的小班信息，查閱在撫育間伐前該小班林分的胸徑和蓄積量情況，建立調(diào)查研究的對(duì)比數(shù)據(jù)庫。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究的林木單株材積采用遼寧省森林經(jīng)營(yíng)數(shù)表查得。綜合分析林木的胸徑生長(zhǎng)、單株材積生長(zhǎng)和空間結(jié)構(gòu)的規(guī)律。空間結(jié)構(gòu)規(guī)律用大小比和角尺度兩個(gè)維度來分析，將大于參照樹的相鄰樣木數(shù)占樣地內(nèi)所有調(diào)查的最近相鄰樣木的比例來表示大小比，角尺度是將任意兩個(gè)鄰近相鄰木與參照樹的較小夾角小于標(biāo)準(zhǔn)角的個(gè)數(shù)占所調(diào)查4 個(gè)夾角的比例來描述相鄰樹木圍繞參照樹的均勻性，根據(jù)離散型變量的情況，研究分析出隨機(jī)分布、均勻分布和團(tuán)狀分布三個(gè)類型。

2 結(jié)果分析

2.1 撫育間伐強(qiáng)度對(duì)胸徑生長(zhǎng)的影響

撫育間伐8 年后的林分因子調(diào)查結(jié)果表明，隨著撫育間伐強(qiáng)度的加大，林分胸徑也隨之增長(zhǎng)，但區(qū)別不顯著。從胸徑生長(zhǎng)量隨撫育間伐時(shí)間變化的方面表明，在撫育間伐后樣地類型2的生長(zhǎng)曲線波動(dòng)幅度較大，而樣地類型1 生長(zhǎng)比較平緩。

撫育間伐對(duì)林分胸徑的生長(zhǎng)是有促進(jìn)作用的，在中齡林階段影響比較明顯。在林分的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，間伐后的初期胸徑生長(zhǎng)量大于間伐后期，經(jīng)過自然稀疏，單位葉面積降低，胸徑再次大幅度生長(zhǎng)，呈現(xiàn)出時(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象，在對(duì)照區(qū)自然稀疏現(xiàn)象較為突出，胸徑生長(zhǎng)趨勢(shì)線波動(dòng)明顯。撫育間伐能有效降低林分密度，擴(kuò)大了保留木的發(fā)育空間，提高根系活性和單株葉量，樹木能更好的吸收水分和養(yǎng)分，促進(jìn)林分生長(zhǎng)，隨著間伐強(qiáng)度的提高，林分徑生長(zhǎng)量也加大。

2.2 撫育間伐強(qiáng)度對(duì)單株材積的影響

試驗(yàn)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，日本落葉松林在不同間伐強(qiáng)度的單株材積從大到小依次是樣地類型2、樣地類型1、對(duì)照區(qū)。林木的生長(zhǎng)曲線表明，每個(gè)試驗(yàn)林分在不同強(qiáng)度的間伐后林木胸徑始終處于平緩的增長(zhǎng)狀態(tài)，在單株材積的生長(zhǎng)速度方面是先呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在后期又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，是由于在間伐初期定期生長(zhǎng)量隨間伐強(qiáng)度的增大而提高。單株材積的生長(zhǎng)速度最快的是樣地類型2、其次是樣地類型1、對(duì)照區(qū)的生長(zhǎng)速度最慢。在林分生長(zhǎng)的中后期單株材積的定期生長(zhǎng)量呈現(xiàn)出對(duì)照區(qū)最大，樣地類型1 最小，樣地類型2 居中。分析成因，是由于在后期生長(zhǎng)緩慢，樣地類型2 因間伐強(qiáng)度過大，林內(nèi)剩余生長(zhǎng)環(huán)境被大量的灌草覆蓋，與喬木競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致單株立木材積生長(zhǎng)速度放緩。

2.3 撫育間伐強(qiáng)度對(duì)林分空間結(jié)構(gòu)的影響

在撫育間伐后，由于林分密度下降促進(jìn)了林下生物量的增加，林下植被量的增加導(dǎo)致土壤中的根系增加，林下灌木和草本的根系大多集中在0～10cm 的土層內(nèi)，致使林下土壤0～10cm層土壤容重下降，最大持水量、毛管空隙度、總孔隙度有所上升。林分通過撫育間伐降低了每公頃株數(shù)，郁閉度下降，林內(nèi)光照強(qiáng)度增加，進(jìn)而提高了散射光、反射光以及透過林冠葉子的透射光強(qiáng)度。撫育間伐把林冠疏開，使光線直接照射林地，既提高氣溫和地溫，也促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，促進(jìn)了枯落物的分解，這些現(xiàn)象和影響都會(huì)反作用在林分的空間結(jié)構(gòu)上。

在不同強(qiáng)度的撫育間伐措施實(shí)施后，對(duì)三個(gè)研究的樣地類型分別優(yōu)勢(shì)、亞優(yōu)勢(shì)、中庸、劣態(tài)和絕對(duì)劣態(tài)五個(gè)類型進(jìn)行研究，結(jié)果表明無論何種強(qiáng)度的間伐措施實(shí)施后，日本落葉松的大小比均值都小于對(duì)照，并且差異不顯著，都處于中庸到亞優(yōu)勢(shì)狀態(tài)，由此可見撫育間伐對(duì)林木在大小分化方面的影響程度不大。在幼齡林試驗(yàn)區(qū)，樣地類型1 的大小比均值最小，對(duì)照的大小比均值最大。在中齡林試驗(yàn)中，三個(gè)樣地類型的大小比均值從大到小依次是對(duì)照、樣地類型2、樣地類型1。

日本落葉松各因子間的關(guān)聯(lián)系數(shù)

在角尺度方面，采取撫育間伐措施后，樣地類型1 和樣地類型2 和對(duì)照差異顯著。由此可知，任何一種機(jī)械疏伐對(duì)林分角尺度都會(huì)產(chǎn)生顯著影響，平均角尺度從樣地類型1、樣地類型2到對(duì)照樣地呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，林分結(jié)構(gòu)從團(tuán)狀分布變?yōu)榫鶆蚍植肌?/p>

2.4 綜合效果評(píng)價(jià)

通過選取葉面積指數(shù)、草本植物多樣性、間伐保留株數(shù)、透光系數(shù)、年凋落量、土壤容重、有機(jī)質(zhì)含量作為綜合評(píng)價(jià)森林生態(tài)效應(yīng)的指標(biāo)做綜合分析。

綜合上述研究分析，撫育間伐的強(qiáng)度和林內(nèi)透光系數(shù)關(guān)聯(lián)度最大，與年凋落量、土壤容重、植物多樣性、有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)系數(shù)相近。保留株數(shù)與葉面積指數(shù)、植物多樣性、土壤容重的關(guān)聯(lián)度大；有機(jī)質(zhì)與年凋落量、植物多樣性的關(guān)聯(lián)度大；有機(jī)質(zhì)與植物多樣性的關(guān)聯(lián)度最大；土壤容重與枯落物的年凋落量呈現(xiàn)正相關(guān)，有機(jī)質(zhì)含量與植物多樣性、枯落物的年凋落量呈現(xiàn)正相關(guān)。透光系數(shù)、株數(shù)、植物多樣性、土壤容重、年凋落量、有機(jī)質(zhì)含量關(guān)聯(lián)密切。

3 結(jié)論

通過對(duì)遼東地區(qū)選設(shè)的樣地進(jìn)行調(diào)查和分析，機(jī)械疏伐在撫育間伐經(jīng)營(yíng)效果方面有顯著影響，在促進(jìn)林分胸徑生長(zhǎng)方面隨著林齡增大效果逐漸明顯，單株材積生長(zhǎng)量在生長(zhǎng)速度方面呈現(xiàn)先下降再迅速上升趨勢(shì)，能顯著提高林分生長(zhǎng)量。撫育間伐在林木大小分化程度影響較小，林分平均角尺度值顯著減小，林分空間格局調(diào)整為均勻分布。