山東省藥鄉(xiāng)林場不同林分撫育效果評價

張鵬飛，趙之峰，修桂芳，周苗新，李 影，邢世巖*

（1.山東省藥鄉(xiāng)林場，山東濟南250100；2.山東省經(jīng)濟林管理站，山東濟南250014；3.聊城市田莊苗圃，山東聊城252000；4.新泰市園林綠化中心，山東泰安271200；5.黃河下游森林培育國家林業(yè)局重點實驗室，山東農(nóng)業(yè)大學，山東泰安271018）

我國森林資源數(shù)量巨大，第八次全國森林資源清查結(jié)果表明，全國森林面積2.08 億hm2，森林覆蓋率21.63%，遠低于全球31%的平均水平，人均森林面積僅為世界人均水平的1/4，人均森林蓄積只有世界人均水平的1/7，森林資源總量相對不足、質(zhì)量不高、分布不均的狀況仍未得到根本改變，林業(yè)發(fā)展還面臨著巨大的壓力和挑[1]。為解決上述問題，自2012年起國家林業(yè)局開始在廣西等7 省區(qū)試點國家儲備林建設(shè)[2]，收到了良好的效果。

森林撫育是進行科學森林經(jīng)營、管理的重要內(nèi)容，是優(yōu)化森林空間結(jié)構(gòu)布局、提高林分質(zhì)量、促進林木生長、提高森林生產(chǎn)力、增強森林生態(tài)系統(tǒng)抗逆能力，維持森林生態(tài)系統(tǒng)健康和提高森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能的重要途徑[3]。因此，通過森林撫育，提高我國森林質(zhì)量和生態(tài)效益是當前林業(yè)生產(chǎn)所面臨的迫切任務(wù)[4]。加強森林撫育管理，可充分發(fā)揮我國后備資源豐富的優(yōu)勢，對提高森林資源的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益，實現(xiàn)森林資源的永續(xù)利用和森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定高效具有重大意義。有研究表明，通過撫育間伐，油松[5～6]、側(cè)柏[7]、蒙古櫟[8]等樹種的林分生長量與林分結(jié)構(gòu)均有顯著的提升。

本研究以山東省藥鄉(xiāng)林場內(nèi)麻櫟、赤松、落葉松為研究對象，結(jié)合國家儲備林基地建設(shè)項目，對上述林分進行撫育間伐，并探究撫育前后林分生長量及林下生物多樣性變化，對撫育效果進行評價。基于評價效果，對林場后續(xù)營林提出建議。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

藥鄉(xiāng)林場位于泰山主峰以北，泰山區(qū)、岱岳區(qū)和歷城區(qū)的交界處。年平均氣溫14.3 ℃，由于受海拔較高和浩瀚林海的共同作用，因而形成獨具特色的森林氣候，年均降水量900～1000 mm。項目區(qū)地層屬太古界泰山系，母巖大多為變質(zhì)程度很深的古老片麻巖。土壤為中性至微酸性山地棕壤，土層厚度15～90 cm，多數(shù)在20～50 cm 之間，中性偏酸。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗點布設(shè)

2013年，依托國家木材戰(zhàn)略儲備基地建設(shè)項目，對藥鄉(xiāng)林場內(nèi)麻櫟（陽坡）、赤松（陰坡、陽坡）、落葉松（陰坡）3 個樹種共計200 hm2進行撫育，對現(xiàn)有林分進行改培，去除密林內(nèi)的衰弱樹、過密樹、枯枝樹，根據(jù)林分狀況和立地條件，株數(shù)間伐強度不超過總株數(shù)的20%，蓄積間伐強度控制在15%以下，撫育采伐后的郁閉度降低不大于0.2，同時對項目區(qū)林下進行割灌除草。在各樹種不同類型立地條件設(shè)置對應的未撫育林分作為對照林分，撫育5年后，于2018年7月分別對撫育林分及對照林分設(shè)置標準地進行測定。

1.2.2 喬木樣地設(shè)置及測定

以國家儲備林基地建設(shè)樹種麻櫟、赤松、落葉松為研究對象，選擇不同樹種、不同條件的撫育區(qū)設(shè)置樣地，以相同立地條件下相同樹種未撫育區(qū)為對照，共設(shè)置樣地8 個（表1），面積20 m×20 m。對樣地內(nèi)喬木進行每木檢尺，測量主要生長指標，用測高器測量樹高（m），圍尺測量胸徑（cm），用卷尺測量冠幅（南北方向、東西方向），平均冠幅為取東西方向和南北方向冠幅的平均值（m），利用材積公式計算單株材積m3，并推算出每畝蓄積量。

1.2.3 灌木樣地的設(shè)置及測定

對林分內(nèi)灌木調(diào)查，在每個標準地內(nèi)打3 個5m×5m 的小樣方，對調(diào)查每個小樣方內(nèi)的灌木種類和數(shù)量進行計數(shù)，并測量每種灌木的平均高、最高、平均冠幅和蓋度，并計算灌木的Shannon 指數(shù)H’和Simpson 指數(shù)D，H’=-∑PilnPi，D=1-∑Pi2。

1.2.4 草本樣地的設(shè)置及測定

對于林分內(nèi)草本調(diào)查，在每個標準地內(nèi)打3 個1m×1m 的小樣方，對每個小樣方內(nèi)的草本種類和數(shù)量進行計數(shù)，并測量每種草本的平均高、最高和蓋度，并計算草本的Shannon 指數(shù)H’和Simpson 指數(shù)D，H’=-∑PilnPi，D=1-∑Pi2。

表1 標準地設(shè)置

2 結(jié)果與分析

2.1 撫育后喬木生長量變化分析

藥鄉(xiāng)林場經(jīng)撫育后，喬木生長變化較大。在陽坡，麻櫟撫育林分比對照林分樹高提高0.93 m，提高6.94%；胸徑提高3.26 cm，提高12.78%；冠幅提高0.70 m，提高9.70%；枝下高提高4.23 m，提高53.48%；單株材積提高0.07 m3，提高78.56%；每畝蓄積量提高2.9138m3，提高78.56%。在陰坡，落葉松撫育林分比對照林分樹高提高2.43 m，提高15.81%；胸徑提高2.97 cm，提高13.67%；冠幅提高0.20 m，提高3.53%；枝下高提高1.60 m，提高31.56%；單株材積提高0.0286，提高28.09%；每畝蓄積量提高0.3429 m3，提高10.12%。在陽坡，赤松撫育林分比對照林分樹高提高2.93 m，提高23.05%；胸徑提高4.46cm，提高16.92%；冠幅提高0.42m，提高7.95%；枝下高提高3.02m，提高32.72%；材積提高0.0416 m3，提高30.54%；每畝蓄積量提高0.6670 m3，提高14.01%；在陰坡，赤松撫育林分比對照林分樹高提高3.55m，提高28.40%；胸徑提高8.75 cm，提高35.89%；冠幅提高0.11m，提高1.72%；枝下高提高3.85 m，提高40.83%；材積提高0.0291m3，提高25.91%；每畝蓄積量提高0.4217m3，提高9.81%（表2）。

2.2 撫育后林下生物多樣性變化分析

藥鄉(xiāng)林場林分經(jīng)撫育后，林下生物多樣性變化顯著。麻櫟撫育林分中，林下灌木Shannon 指數(shù)為0.6058，Simpson 指數(shù)為0.4152，較對照林分分別降低0.6058 和0.0898，草本種類較為單一，僅羊胡子草1 種，較對照林分草本多樣性有明顯的降低，撫育后恢復速度較慢。

在陰坡落葉松撫育林分中，林下灌木僅荊條1種，草本也僅有羊胡子草1 中，灌木及草本種類較為單一；而在對照林分中，灌木有照山白、君遷子等，草本有羊胡子草、艾蒿等，在陰坡，撫育后草本與灌木生物多樣性略有降低，且至調(diào)查時尚未恢復。

對于赤松純林來說，在陰坡，撫育前林下無草本及灌木，經(jīng)撫育后，出現(xiàn)了扁擔桿、君遷子等灌木，Shannon 指數(shù)及Simpson 指數(shù)可達0.4506 和0.2778；在陽坡，對照林分灌木僅有繡線菊1 種，草本僅有羊胡子草1 種，而經(jīng)撫育后，灌木種類明顯豐富，出現(xiàn)了君遷子、花椒、荊條等，草本也出現(xiàn)了鴨跖草。撫育后，赤松純林中草本及灌木恢復速度較快，林下生物多樣性明顯提升（表3）。

表2 藥鄉(xiāng)林場撫育后喬木生長量差異分析

表3 藥鄉(xiāng)林場撫育后林下生物多樣性差異分析

3 討論與結(jié)論

3.1 撫育對麻櫟、赤松、落葉松林分的影響

在不同的立地條件下，不同林分在撫育后，不論是陰坡還是陽坡，林分內(nèi)立木樹高、胸徑、冠幅、枝下高、單株材積均有不同程度的提高；通過變異系數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，撫育林分比對照林分的各項生長指標變異程度更小。相較于對照林分，經(jīng)撫育后林分空間結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，林木生長空間擴大，陽光、養(yǎng)分等充足，林木生長量明顯增加，林分結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

而對于林下生物多樣性來說，由于撫育時進行了割灌和除草，草本及灌木遭到了明顯的破壞，短時間內(nèi)，生物多樣性下降，但隨著撫育后林分的不斷生長，生物多樣性逐漸恢復，但恢復速度差異較大，恢復時間受立地條件影響。研究發(fā)現(xiàn)，陽坡林下生物多樣恢復速度較陰坡快，且麻櫟等闊葉樹種恢復速度明顯低于赤松、落葉松等針葉樹種，這可能是有由于落葉樹種樹冠恢復較快，撫育后迅速郁閉，林下無法接受足量光線有關(guān)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，林下割灌對生物多樣性影響較大，若盲目的對林下灌木進行清除，可能會對某些珍稀瀕危物種造成破壞，建議在后續(xù)撫育項目布設(shè)時，對項目區(qū)內(nèi)物種進行清查，控制林下清理強度，對多樣性低、珍稀瀕危的物種進行重點保護。

3.2 林分經(jīng)營建議

通過撫育，陰陽坡的林分均有不同程度的增長，但是撫育力度不夠，應繼續(xù)加大改培力度，在來年早春對于改培力度不大的林分，繼續(xù)進行修枝，對于長勢較差的單株或枯立木應及時砍伐，及時清理林下衛(wèi)生，尤其應注意對陰坡林分的經(jīng)營。同時，經(jīng)營過程中應適當進行低強度林下割灌除草，注意保護林下生物多樣性。此外，針對撫育林分進行持續(xù)經(jīng)營，建議每年對林分生長狀況進行連續(xù)調(diào)查，在林分生長減緩后進行再次撫育，在保證林分結(jié)構(gòu)合理的前提下，提高林分質(zhì)量。