小隴山日本落葉松中齡純林形質最優郁閉度

郭贊，郭寶珊，田凌鴻

（甘肅省小隴山林業保護中心李子林場，甘肅 天水 741005）

形質指林木干形品質，強烈影響木材加工工藝、質量、出材率，決定于林木生長特性和環境條件[1]。間伐能夠改善林內環境，促進林木生長[2]，并影響林木形質[3]。評價間伐效果，確定間伐強度，傳統方法是利用材積生長指標。1987年小隴山林區引種日本落葉松Larix kaempferi，1992年開始大面積推廣。該樹種成活率高、生長迅速、材質優良，在小隴山林區被大面積栽培，成為當地重要的速生豐產用材林。目前，小隴山日本落葉松林進入中齡期，郁閉度偏高，林分結構不合理，林木生長受限。本研究利用層次分析法綜合評價日本落葉松林中齡林形質與間伐強度的關系，旨在確定最優間伐強度，為小隴山林區日本落葉松人工林經營提供理論依據。

1 研究區概況

李子林場隸屬于甘肅省小隴山林業實驗局，105°42′～106°00′ E、34°07′～34°24′ N，海拔1 400～2 000 m，為典型的隴南山地。大陸性暖溫帶半濕潤氣候，年均氣溫18.6 ℃，年有效積溫2 659.8 ℃，全年無霜期180 d；年均降水606.2 mm，降水集中在7－9月。小隴山林區最早為針闊混交的原始森林，由于氣候及人類活動因素變為次生林，喬木樹種主要有油松Pinus tabuliformis、銳齒櫟Quercus alienavar.acuteserrata、湖北海棠Malus hupehensis、白樺Betula platyphylla、四照花Dendrobenthamia japonicavar.chinensis、建始槭Acer henryi、千金榆Carpinus cordata等，灌木種類豐富，主要有繡線菊Spiraea thunbergii、懸鈴木Platanus orientalis、胡枝子Lespedeza bicolor、丁香Syring apekinensis、衛矛Euony musalatus、甘肅莢蒾Viburnum kansuense等，草本層主要有草芍藥Paeonia obovata、亞麻Linum usitatissimum和夏枯草Prunella vulgaris等。

2 研究方法

試驗林為1990年人工日本落葉松純林，初植密度3 300株/hm2。2015年進行間伐處理，間伐前對林地內的日本落葉松進行分類標記：將樹干通直，胸徑大于12 cm確定為培育目標樹；將銳齒櫟、湖北海棠、白樺等作為生態目標樹培養；伐除病害木、干擾目標樹生長的干擾木及干形彎曲的林木。間伐強度分4個水平，每個水平3次重復，其中：對照，郁閉度0.9，無間伐；輕度，間伐后郁閉度0.8；中度，間伐后郁閉度0.7；重度，間伐后郁閉度0.6。試驗后設置固定樣地，規格20 m×20 m，圍欄保護。2020年調查15項指標[1-4]。樣地基本情況見表1。

表1 日本落葉松林樣地林分特征

2.1 形質評價方法

形質評價指標在依照尤健健等[3]、于世川等[4]的指標基礎上，增加林木健康因子[5]。

2.1.1 形質評價體系

采取層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[6]建立形質指標評價體系，將日本落葉松形質評價體系分為3層：目標層、約束層和指標層。約束層包括生長情況、干形情況和分枝情況，其中生長指標為平均樹高、平均胸徑、冠徑比，干形情況指標為冠高比、根外部裸露受損情況、通直度、高徑比、分杈率、尖削度，分枝情況指標為自然整枝能力、側枝數、最大側枝基徑、枝粗指數、偏冠率、樹冠枯梢比重。

采用單因素方差分析（One-way，ANOVA）和Duncan’s多重比較（α=0.05）分析，每個指標劃分5個等級分別賦值100、80、60、40、20，見表2。

表2 指標評分及區間劃分

2.1.2 構建判斷矩陣

采用尤健健等人[3]的方法建判斷矩陣。邀請12名專家打分，兩兩對比同層元素間相對重要性給出判斷尺度，構建判斷矩陣，計算矩陣最大特征根及其特征向量進行一致性檢驗。一致性檢驗不滿足要求時，調整判斷矩陣檢驗，直到隨機一致性比率CR＜0.1，用于權重計算。權重賦值兼顧主導功能及輔助功能，采用加權平均法從大到小賦予權重[7-8]。

2.1.3 數據處理

采用尤健健等人公式[3]計算林木形質綜合評分。采用Excel 2017軟件對原始數據進行初步整理和計算，SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析，用最小顯著法結合Duncan檢驗比較參數間差異性(α=0.05)。

3 結果與分析

從表3可以得出，中度間伐后林木形質綜合得分最高，此時干性情況、生長情況、側枝情況等各項指標的評分整體優于其它間伐強度的指標，主要是在生長和干性情況兩個方面表現突出。中度間伐與輕度間伐相比，影響最大的屬于生長和干性情況，但是對側枝情況的影響較小。中度間伐相較于重度間伐，生長情況變化不明顯，但對林木干性情況的變化影響最大。中度間伐與對照相比，各項指標綜合均優于對應的指標，說明間伐不僅可以促進林木的生長，同樣對于林木的形質也極其重要。重度間伐中干形情況評價得分在3個樣地之間相差達15分，而其他處理差值只有2～3分，說明重度間伐不僅嚴重降低開形質量，而且增大干形分化程度。在進行森林撫育過程中，間伐強度是必須考慮的前提，強度過大雖然能促進林木的快速生長，但也嚴重影響了林木的形質。因此，合理控制撫育的間伐強度，對提高林木的質量具有非常重要的意義。

表3 林木形質評分

4 結論與討論

小隴山日本落葉松30～40 a中齡林中度間伐，伐后密度1 000～1 200株/hm2、郁閉度0.7時，林木形質最優；重度間伐會降低干形質量。

間伐措施可以疏開日本落葉松的林冠，降低了林分郁閉度，增加了光照強度，隨間伐強度的增大，林木胸徑和樹高都不同程度地增加，但林木的自然整枝能力下降減弱。主要是由于林分密度增大，樹冠截留和林木蒸騰增加，林下蒸散增加，同時要考慮森林雪害與林分結構的關系，因為高徑比越大，抗雪災的能力越弱；再次還要考慮林分密度與植物生物量及固碳量的關系，維持較高植被生物量和固碳量，促進林木的生長。最后應綜合考慮多種功能因素尋求合理的密度區間。