魯中南山區黑松人工林撫育間伐起始期及適用強度研究

田成玉，姜 磊，蔣方杰，江歡歡，張見寶，林清青

（1.山東省平邑縣應急管理局，山東臨沂273300；2.山東省平邑縣林業發展中心，山東臨沂273300；3.山東省平邑縣明光寺林場,山東臨沂273304；4.山東省平邑縣天寶山林場，山東臨沂273300；5.山東省平邑縣國有浚河林場，山東臨沂273300）

森林撫育是森林經營工作的重要內容，是森林培育過程中至關重要的工序,是提高森林質量的重要措施[1]。由于多年來單純追求森林木質產品的利用,許多人工林質量低劣或健康狀況不良，從而降低了其生態服務功能。科學撫育措施是解決問題的關鍵[2]。撫育間伐作為森林撫育關鍵技術措施,起始期及適用間伐強度的確定是幼齡林撫育時首先要解決的問題。撫育間伐需要綜合考慮樹種的生物學特性、立地條件、林分密度、林木生長狀況等因素,合理的間伐起始期及間伐強度對于林分培育、后期管理、經濟效益和生態效益發揮具有非常重要的作用[3]。合理及時間伐可以促進林木胸徑生長，過晚的間伐使林木生長受抑，而通過間伐，可以恢復胸徑和高的快速生長[4]。歐建德研究發現初植密度高，間伐合理起始期提前，反之間伐合理起始期推遲。超過間伐合理起始期間伐會抑制林木生長[5]。李潔茹等研究提出撫育間伐有利于銳齒櫟林分胸高斷面積和蓄積量的生長，其中5%間伐強度下林分蓄積量可以在較短年限達到并超過未間伐樣地的蓄積量[6]。

魯中南地區林分管理撫育比較粗放，幼林密度大，通風透光不暢，已經影響到林分發育和效能發揮。本試驗通過對平邑縣西山公園人工黑松幼齡林不同齡期采用不同撫育間伐強度對比試驗，研究確定適宜魯中南山區黑松幼齡林的撫育間伐起始期和適用強度，以期指導臨沂地區及山東地區黑松幼齡林撫育工作。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地位于平邑縣西山公園，原為平邑街道辦事處胡同村、草場村、東賀莊村、西賀莊村集體荒山，由平邑縣林業局承包管理，營造防護林。自2011年中央財政森林撫育補貼實行以來，由平邑縣國有浚河林場負責進行撫育管理。西山公園面積233.3hm2，2007年起營造人工林，造林樹種以黑松、側柏、刺槐、五角楓等為主，初植密度3000 株/hm2，團狀純林及混交林，2011年試驗初期林齡7年,郁閉度0.7～0.9。根據人工林松類林齡組劃分標準，黑松每10年為一個齡級，前2 個齡級為幼齡林。

1.2 試驗方法

設對照方案1 個,不實施撫育措施，自然生長，設撫育方案15 個，10%、20%、30%共3 個強度，分別設定林齡8-12年（2012-2016年）分別起始撫育間伐。方案樣地均為15×20 m2，樣地按照各類因子相近相似進行選擇，以盡量保證樣地處于近乎相同的生長環境,并作為長期監測樣地用于后期分析研究。本次試驗以2011年12月所測數據為基數，以2018年所測數據進行對比。方案措施見表1。

表1 撫養方案

1.3 調查、測量、記錄與統計

每個樣地按照設計要求于本年年初或上年年末實施撫育間伐，樣地內每木檢尺，于2011-2018年末分別進行樣地因子常規測量調查，對測量的數據進行整理統計。

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（畝蓄積量），樣地蓄積再乘以15 求得公頃蓄積量。公式如下：

M1＝n1v1＋n2v2＋······nnvn

M2＝15 M1

式中：

M1——為樣地蓄積量，即畝蓄積量

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 結果與分析

2.1 不同間伐起始期蓄積量變化分析

將3 個間伐強度下5 個起始期撫育間伐蓄積量變化數據進行匯總統計見表2-表4，凈增長值為2018年所測蓄積量對比2011年所測蓄積量。

表2可以得出，10%強度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。10%強度下不同林齡起始間伐2018年蓄積量排序為林齡11年＞10年＞12年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序為10年＞11年＞9年＞12年＞8年，該強度下以林齡10 及11年起始撫育較適宜。

表3可以得出，20%強度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。20%強度下2018年蓄積量不同林齡起始間伐排序為林齡10年＞12年＞11年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序為10年＞12年＞11年＞9年＞8年，該強度下以林齡10 及12年起始撫育較適宜。

表4可以得出，30%強度下，林齡8～9年起始撫育，2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。30%強度下不同林齡起始間伐2018年蓄積量排序為林齡11年＞10年＞12年＞9年＞8年，蓄積量增長凈值排序為11年＞12年＞10年＞9年＞8年，該強度下以林齡10、11、12年起始撫育較適宜。

綜合表2、表3、表4可以得出，10%、20%、30%強度下林齡8～9年起始撫育，2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地；越早起始撫育，初期蓄積量增加越緩慢，越晚起始間伐蓄積量增幅越大；通過觀測發現同一強度下越晚起始撫育間伐樹干通直度越好，同一起始期撫育間伐強度越小樹干通直度越好。不同撫育間伐強度、不同起始期進行撫育林分蓄積量及長勢均優于未進行撫育林分，10%撫育間伐強度下林齡10～11年起始撫育較適宜，20%撫育間伐強度下林齡10～12年起始撫育較適宜，30%撫育間伐強度林齡11～12年起始撫育較適宜，間伐強度越大，撫育間伐起始期易延遲，早期撫育間伐不適宜使用高強度。

表2 10%間伐強度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表3 20%間伐強度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表4 30%間伐強度下不同起始期間伐蓄積量生長變化情況（單位：m3）

2.2 不同間伐強度蓄積量變化分析

將5 個起始期撫育間伐3 個間伐強度撫育間伐蓄積量變化數據進行匯總統計，見表5-表9，凈增長值為2018年所測蓄積量對比2011年所測蓄積量。

表5可以得出，林齡8年起始撫育間伐，10%、20%、30%強度下2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。不同間伐強度2018年蓄積量排序為10%＞20%＞30%，蓄積量增長凈值排序為10%＞20%＞30%，林齡8年起始撫育間伐宜采取10%間伐強度。

表5 林齡8年起始撫育10%、20%、30%間伐強度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表6可以得出，林齡9年起始撫育間伐，10%、20%、30%強度下2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。不同間伐強度2018年蓄積量排序20%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序為20%＞10%＞30%，林齡9年起始撫育間伐宜采取20%間伐強度。

表6 林齡9年起始撫育10%、20%、30%間伐強度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表7可以得出，林齡10年起始撫育間伐，10%、20%、30%強度下2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。不同間伐強度2018年蓄積量排序為20%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序為20%＞10%＞30%，林齡10年起始撫育間伐宜采取20%間伐強度。

表7 林齡10年起始撫育10%、20%、30%間伐強度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表8可以得出，林齡11年起始撫育間伐，10%、20%、30%強度下2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。不同間伐強度2018年蓄積量排序為20%＞10%＞30%，蓄積量增長凈值排序為20%＞10%＞30%，林齡11年起始撫育間伐宜采取20%間伐強度。

表8 林齡11年起始撫育10%、20%、30%間伐強度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

表9可以得出，林齡12年起始撫育間伐，10%、20%、30%強度下2018年測算數據顯示蓄積量均大于對照樣地。不同間伐強度2018年蓄積量排序為20%＞30%＞10%，蓄積量增長凈值不同間伐強度排序為20%＞30%＞10%，林齡12年起始撫育間伐宜采取20%間伐強度。

表9 林齡12年起始撫育10%、20%、30%間伐強度蓄積量生長變化情況（單位：m3）

2.3 不同起始期、不同撫育間伐強度對人工黑松林蓄積生長的影響

2.3.1 不同林齡起始撫育間伐對人工黑松林蓄積量生長具有一定的影響。采用10%及20%強度時，至2018年蓄積量增長凈值最大值均出現在林齡10年起始撫育（方案4 和9），分別比不實施撫育間伐（方案1）大0.1178 和0.1923，采用30%強度時，至2018年蓄積量增長凈值最大值出現在林齡11年起始撫育（方案15），比不實施撫育間伐（方案1）大0.1163。綜合16 種方案，5 個起始期對黑松林蓄積量生長影響具有顯著性差異，蓄積量增長凈值最大值出現在20%間伐強度、林齡10年起始撫育，該方案對黑松生長影響最為顯著。見表10。

表10 16 個方案蓄積量增長凈值

2.3.2 不同撫育間伐強度對人工黑松林蓄積量生長具有一定的影響，不同強度影響水平差異性較顯著。林齡8年起始撫育，至2018年蓄積量增長凈值最大值出現在10%強度下撫育，比不實施撫育間伐（方案1）大0.0593。林齡9～12年起始撫育，至2018年蓄積量增長凈值最大值均出現在20%強度下撫育，比不實施撫育間伐（方案1）分別大0.0593、0.1、0.1923、0.1351、0.182。綜合16 種方案，3 個間伐強度對黑松林蓄積量生長影響具有顯著性差異，蓄積量增長凈值最大值出現在林齡10年起始撫育20%間伐強度下，該方案對黑松生長影響最為顯著。見表10。

3 結論與討論

綜合對比試驗數據，10%撫育間伐強度下、林齡8～9年起始撫育較適宜；20%撫育間伐強度下，林齡10～12年起始撫育較適宜；30%撫育間伐強度下，林齡12年起始撫育較適宜。反之亦然，林齡8～9，宜采用10%撫育間伐強度；林齡10～12年，宜采用20%撫育間伐強度；林齡12年以上，可考慮采用30%撫育間伐強度。間伐強度越大，撫育間伐起始期易延遲，早期撫育間伐不適宜使用高強度。上述強度及齡林關系，均是在林分密度、郁閉度等條件符合撫育間伐要求時方可成立。該試驗方案目前檢測的數據尚不夠完善，目前所獲得的數據也存在一定的誤差，樣地之間存在差異，生長條件等等都會影響到各項測量結果。在實施技術方案過程中，對10%、20%、30%3 種間伐強度掌握也不完全準確，有上下浮動的范圍。使用2018年測算數據，有的方案經過數個生長期其作用已經顯現，但是有的方案僅僅經過一兩個生長期，其作用剛剛開始顯現，例如林齡12年起始撫育及30%間伐強度撫育，其作用表現理論是在后期更加顯現，現有數據直接用蓄積量和蓄積量增長凈值來對比試驗結果還不完善，需要進行長期的檢測對比。