省級森林經(jīng)營樣板建設(shè)對大英縣森林質(zhì)量的影響評價

嚴(yán)麗平，陳 鈺，賈澤旭，賈 晨*

（1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610000；2.大英縣自然資源和規(guī)劃局，四川大英 515600；3.大英縣鹽井街道農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，四川大英 515600）

森林經(jīng)營是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。為貫徹落實習(xí)近平總書記“著力提高森林質(zhì)量”重要指示精神和全國森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升會議精神，深入推進(jìn)大規(guī)模綠化全川，促進(jìn)全省森林經(jīng)營機制創(chuàng)新、先進(jìn)理念和典型經(jīng)驗技術(shù)推廣，四川省林業(yè)和草原局（原四川省林業(yè)廳）自2017年起在全省10個縣（單位）開展省級森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)，大英縣被列入首批建設(shè)名單之一。大英縣位于川中丘陵區(qū)，該區(qū)域的森林樹種以柏木（Cupressus funebris）為主，且多為人工林[1]。撫育間伐通過去除低品質(zhì)和生長緩慢的林木，對促進(jìn)林分的生長，增加森林生物多樣性，改善森林林分結(jié)構(gòu)具有重要的作用[2-4]。大英縣自然資源和規(guī)劃局組織開展了柏木與天然闊葉樹混生樣板林培育和柏木與人工補植針闊混交樣板林培育建設(shè)工作。為了分析評價省級森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)效果，本研究以樣板基地為對象，通過營建固定監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)地，調(diào)查監(jiān)測森林資源和結(jié)構(gòu)變化，以期為當(dāng)?shù)啬酥寥∩纸?jīng)營樣板基地建設(shè)實施提供決策基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

大英縣位于四川盆地腹心地帶，介于東經(jīng)105°03'26″～105°29'20″，北緯30°25'47″～30°46'42″之間，面積70 105.65 hm2。地勢西向東傾斜，海拔300～450 m。境內(nèi)地貌以丘陵為主。氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，全年四季分明，日照和無霜期長。年平均氣溫17.3 ℃，年平均降水量為801.0 mm，年平均相對濕度79%～85%；多年平均日照時間1 382 h。全縣森林植被屬于亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，川東盆地偏濕性常綠闊葉林亞帶。項目區(qū)的林分以柏木人工中齡林為主，因缺乏撫育經(jīng)營，林分存在著密度大、郁閉度高、林木生長緩慢等特點，林分生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益低。

1.2 研究對象

大英縣省級森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)項目實施區(qū)位于該縣象山鎮(zhèn)和蓬萊鎮(zhèn)。在象山鎮(zhèn)鳳陽村和無神村、蓬萊鎮(zhèn)的山溪口村營建了柏木與天然闊葉樹混生樣板基地177.87 hm2和柏木與人工補植針闊混交樣板基地57.67 hm2。柏木與天然闊葉樹混生樣板基地主要是對柏木人工林進(jìn)行撫育間伐，去除劣質(zhì)木、調(diào)整林分密度，促進(jìn)天然闊葉樹木生長，培育林分形成針闊混交林。本研究以柏木與天然闊葉樹混生樣板基地建設(shè)的柏木人工林為研究對象。

1.3 研究方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

在項目區(qū)選擇典型林分設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地8 個，規(guī)格為20 m×20 m（400 m2），四角栽植白色PVC 管作為地樁。調(diào)查記錄標(biāo)準(zhǔn)地坐標(biāo)、坡位、坡度、坡向、海拔、土壤類別、土層厚度等基本因子。采用圍尺對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的胸徑≥5 cm 的所有喬木樹種進(jìn)行每木檢尺，用測高儀實測樹高，目測法確定林分郁閉度。在標(biāo)準(zhǔn)地四個角內(nèi)部各設(shè)置1 個5 m×5 m 樣方，調(diào)查灌草層植物種類、數(shù)量及蓋度。

本研究在項目區(qū)共營建8 個固定標(biāo)準(zhǔn)地，分別布設(shè)在無神村2個、山溪口村3個和鳳陽村3個，其中標(biāo)準(zhǔn)地1～7 號為不同間伐強度的處理樣地，標(biāo)準(zhǔn)地8 號為對照樣地。各標(biāo)準(zhǔn)地基本因子見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本因子

1.3.2 立木材積計算

不同樹種的單株材積計算采用二元立木材積公式計算，公式：v=a·db·hc，其中：d為胸徑，h為樹高，a、b、c為常數(shù)。

柏木：a=0.000 057 173 591，b=1.881 330 5，c=0.995 688 45；

四川和滇西北闊葉樹：a=0.000 052 750 716，b=1.945 032 4，c=0.938 853 3。

1.3.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2010 和SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各標(biāo)準(zhǔn)地的林分生長情況

經(jīng)撫育間伐后，7 個處理組林分的密度在1 995～2 820 株·hm-2，明顯低于對照林分的密度3 870 株·hm-2；撫育間伐林分的公頃蓄積為99.09～170.48 m3，均高于對照林分的公頃蓄積96.74 m3；撫育間伐林分的平均胸徑為10.64～11.70 cm，高于對照林分的平均胸徑8.38 cm；撫育間伐林分的平均樹高為8.39～11.10 m，均高于對照林分的平均樹高7.92 m；撫育間伐林分的平均單株材積為0.046 5～0.069 9 m3，明顯高于對照林分的平均單株材積0.024 9 m3，詳見表2。

表2 各標(biāo)準(zhǔn)地的林分生長情況

2.2 不同經(jīng)營密度林分的生長性狀差異

不同撫育間伐強度處理后形成了不同經(jīng)營密度的林分，以此將8 個標(biāo)準(zhǔn)地按照不同經(jīng)營密度分為四個等級，分別為低經(jīng)營密度（即A密度）：經(jīng)營密度為S≤2 100 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地1號和標(biāo)準(zhǔn)地6號；中低經(jīng)營密度（即B密度）：經(jīng)營密度為2 100＜S≤2 500 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地2號和標(biāo)準(zhǔn)地3號；中高經(jīng)營密度（即C密度）：經(jīng)營密度為2 500＜S≤2 900 株·hm-2，包括標(biāo)準(zhǔn)地4 號、標(biāo)準(zhǔn)地5 號和標(biāo)準(zhǔn)地7 號；高經(jīng)營密度（即D密度，對照樣地），其經(jīng)營密度S＞2 900 株·hm-2。

不同經(jīng)營密度對林分的胸徑、樹高和單株材積的影響顯著性差異（P＜0.05）（見表3）。A密度林分的平均胸徑最大，為11.18 cm，其次B 密度、C 密度，D 密度林分的胸徑最小為8.38 cm；A 密度的林分的平均樹高最大，為10.58 m，D 密度樹高最小為7.92 m；A 密度的林分的單株材積最大，為0.062 2 m3，D 密度林分的單株材積最小為0.026 6 m3。多重比較表明，A 密度林分、B 密度林分和C 密度林分之間的胸徑生長量差異不顯著，但均與對照組D 密度林分存在顯著差異；就樹高性狀，A密度林分與其他林分間差異顯著，B密度林分和C 密度林分間差異不顯著，但與對照組差異顯著；就單株材積性狀，A 密度林分、B 密度林分和C 密度林分之間差異不顯著，但均與對照組D 密度林分存在顯著差異。表明柏木人工林經(jīng)營密度越大，林分平均胸徑、平均樹高和單株材積越小。

表3 不同經(jīng)營密度林分生長性狀多重比較表

2.3 不同經(jīng)營密度對林分水平結(jié)構(gòu)的影響

由表4 知，不同經(jīng)營密度的柏木人工林分中，從小徑階到大徑階的植株數(shù)量有所波動；隨著經(jīng)營密度的增大，林分中的大徑階植株的比例呈降低變化，而小徑級植株的比例呈升高趨勢。A 密度林分中徑級在8＜d≤14 cm 的植株比例為73.91%，而D 密度林分中該徑階的植株比例為54.85%，表明隨著經(jīng)營密度增加，該徑階內(nèi)的植株比例逐漸降低，且其中的小徑級植株比例逐步增加。A 密度、B 密度和C 密度林分中徑級d＞14 cm的植株比例在13.04%～17.13%，而D密度林分中該徑級植株比例僅為0.65%。綜上，柏木人工林的經(jīng)營密度越高，林分的小徑級植株越多，而中徑級植株越少，即高經(jīng)營密度有利于培育小徑級木材而不利于培育中大徑級木材。

表4 林分水平結(jié)構(gòu)

2.4 不同經(jīng)營密度對林分垂直結(jié)構(gòu)的影響

由表5 可知，不同經(jīng)營密度林分中樹高≤6 m 的植株比例存在著隨經(jīng)營密度的增加而“先升后降”的趨勢，而樹高級距在8～10 m 間的植株比例變化與此相同；不同經(jīng)營密度林分中樹高級距在6～8 m 間的植株比例存在著隨經(jīng)營密度的增加而升高的趨勢，且在D密度林分中該比例達(dá)到54.84%，說明一半以上的植株樹高在此范圍內(nèi)；不同經(jīng)營密度林分中樹高級距在10～12 m和樹高大于12 m的植株比例存在隨著經(jīng)營密度的增加而降低的變化。在低經(jīng)營密度時，林分中樹高值大的植株比例多，而在高經(jīng)營密度時，林分中樹高值小的植株比例多。綜上，對柏木人工林開展合理的撫育間伐，調(diào)整林分經(jīng)營密度，可以促進(jìn)植株的垂直生長。

表5 林分垂直結(jié)構(gòu)

2.5 不同經(jīng)營密度對林分材積結(jié)構(gòu)的影響

由表6 可知，在A 密度和B 密度經(jīng)營下，林分中單株材積由小到大的植株比例呈現(xiàn)“先升后降”的趨勢，而在C 密度和D 密度經(jīng)營時，其變化為直線下降趨勢。不同經(jīng)營密度林分中，單株材積v≤0.03 m3的植株比例呈現(xiàn)隨著經(jīng)營密度的增加而升高的變化，對于單株材積v＞0.03 m3的植株比例卻呈現(xiàn)隨著經(jīng)營密度的增加而降低的變化。D 密度林分中的單株材積沒有超0.09 m3，而3 個經(jīng)撫育間伐而調(diào)小經(jīng)營密度林分的單株材積大于0.09 m3的植株比例在11.21%～14.13%，說明撫育間伐調(diào)整密度能促進(jìn)單株材積生長。綜上，隨著柏木人工林經(jīng)營密度的降低，林分中的大材積的植株比例會增加，且中小材積的植株比例會減少。因此，可以通過撫育間伐來降低柏木人工林經(jīng)營密度，改善林分空間，促進(jìn)材積生長，培育柏木大徑級木材。

表6 林分材積結(jié)構(gòu)

2.6 不同經(jīng)營密度對灌草植物種類的影響

由表7 可知，本研究區(qū)內(nèi)柏木人工林中的灌木層以黃荊（Vitex negundo）、馬桑（Coriaria nepalensis）、小葉女貞（Ligustrum quihoui）、火棘（Pyracantha fortuneana）、鐵仔（Myrsine africana）等植物種類為主；草本層為白茅（Imperata cylindrica）、地瓜藤（Caulis Fici）、栗褐薹草（Carex brunnea）、蛇 莓（Duchesnea indica）、鐵線蕨（Adiantum capillus-veneris）、蜈蚣草（Eremochloa ciliaris）、野青茅（Deyeuxia pyramidalis）等植物種類為主。

表7 撫育間伐后物種種類、植被蓋度、優(yōu)勢種

經(jīng)過撫育間伐而降低林分密度后，7 個處理樣地的灌草層物種數(shù)6～11 個，灌草蓋度15%～25%，而對照樣地內(nèi)的灌草層物種數(shù)為3 個，灌草蓋度僅5%。表明對林分實施撫育間伐后，林分中的植物物種數(shù)量顯著增加，灌草層蓋度顯著提高，群落結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，林下植被得到較好恢復(fù)。

3 結(jié)論與建議

大英縣實施省級森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)后，項目區(qū)柏木人工林的森林結(jié)構(gòu)和質(zhì)量得到了顯著改善，有效降低了林分密度，增加了林木生長空間，明顯改變了林分的水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和單株材積結(jié)構(gòu)。同時，項目區(qū)林分中的植物物種數(shù)量顯著增加，物種多樣性得以顯著提高，灌草層蓋度顯著提高，群落結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，群落穩(wěn)定性增強，林下植被得到較好恢復(fù)。

大英縣森林資源以柏木人工純林為主，由于經(jīng)營不到位，林分處于密度高、林木生長緩慢、林下植被少等狀態(tài)，林分多為低產(chǎn)低效林。因此，大英縣借鑒本次省級森林經(jīng)營樣板基地建設(shè)的成效與經(jīng)驗，在未來應(yīng)積極爭取各級財政項目資金針對全縣柏木人工林加強中幼林撫育管理，定期編制森林撫育設(shè)計方案，嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行科學(xué)實施。同時，對已有的柏木人工純林要積極調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)，使其盡快向混交林方向發(fā)展，逐步提高全縣混交林的比例，培育形成完整性好、穩(wěn)定性強的森林。