不同間伐強度對杉木人工林林分生長質量的影響

陸 乾

廣西壯族自治區國有黃冕林場，廣西 柳州 545600

0 引言

森林生態系統對維護氣候平衡、水循環、碳循環和土壤保持至關重要［1］。但隨著全球環境問題的日益加劇，森林生態系統出現林木生長衰弱、林相退化等問題［2］。通過人工造林與經營管理，可協助森林演替更新，改善森林生態系統的功能［3］。

間伐是優化林分結構、促進林木生長和提高木材質量的關鍵管護措施［4］。通過適當的間伐，可移除弱勢樹木，減少競爭，促進優勢樹木生長［5］，同時間伐可降低林分密度，有利于促進林分整體健康生長［6］。通常間伐效果與間伐強度密切相關，較大的間伐強度會直接導致林分蓄積量不足，影響管護效果，而較小的間伐強度則會導致林木之間的競爭過于激烈，限制優勢樹木生長，難以起到應有的間伐效果。筆者以廣西壯族自治區環江毛南族自治縣（以下簡稱環江縣）北部山區為研究區域，分析不同間伐強度下杉木人工林林分生長質量的差異，以期為確定合理的杉木人工林間伐策略提供理論依據。

1 研究區域概況

試驗地設在廣西壯族自治區環江縣龍巖鄉黃種村，該地位于環江縣北部，屬云貴高原邊緣，境內山坡較多，平地較少。環江縣屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季，無霜期長。環江縣北部山區多年平均氣溫為15.7 ℃，年平均降水量為1 750 mm，集中于4—9月，占全年降水量的70%，空氣平均相對濕度為79%。環江縣常見喬木樹種有杉木、馬尾松、桉樹等，常見灌木樹種有白櫟、山雞椒、刺槐等，常見草本植物有華南鱗蓋蕨、蘆竹、狗尾草等。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗設計

研究共設計4 個處理，分別為50%（T1處理）、30%（T2處理）和20%（T3處理）3 個間伐處理和1 個不間伐對照處理（CK處理），每個處理3次重復。于2017年春季在環江縣北部山區選擇立地條件相近、生長狀況基本相同的杉木人工林進行間伐試驗。間伐前，杉木林齡為8 年，平均保存株數為2 130 株/hm2。在人工林內劃分12個試驗小區，每個小區面積2.00 hm2，按照預先設定的間伐強度選擇生長狀況良好、競爭優勢大的杉木作為目標樹，然后將其他干擾樹完全伐除。

2.2 生長指標監測

在每個試驗小區的4 個角落各設置1 個20 m×20 m 的監測樣地，從間伐后第2 年開始（2019 年），每隔2 年進行1 次林分生長指標監測。監測指標包括樹高、胸徑、單株材積及林分蓄積量，其中樹高采用勃魯萊氏測高儀測定，胸徑使用胸徑尺測定杉木距離地面1.3 m處直徑，單株材積根據樹高和胸徑查詢廣西壯族自治區林業勘察設計院和廣西大學編制的《森林調查手冊（簡明本）》中廣西杉木二元材積表得出，林分蓄積量為監測樣地單株材積之和。

2.3 數據分析

使用Excel 軟件進行數據的整理與計算，使用SPSS 軟件進行方差分析，使用最小顯著差異法（Least Significant Difference，LSD）進行多重比較。

3 試驗結果與分析

3.1 不同間伐強度對杉木人工林樹高的影響

由表1 可知，2019 年，T3處理杉木人工林樹高最高，為（11.043±0.456）m，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為CK 處理，杉木人工林樹高為（10.954±0.514）m，且與T2處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。2021 年，T3處理杉木人工林樹高最高，為（12.967±0.556）m，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，杉木人工林樹高為（12.380±0.420）m，且與CK 處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。2023 年，不同間伐強度下的杉木人工林樹高有了較大變化，CK處理杉木人工林樹高最高，為（14.590±0.515）m，且與T3、T2處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理（P＜0.05）。

表1 不同間伐強度條件下杉木人工林樹高的多重比較m

3.2 不同間伐強度對杉木人工林胸徑的影響

由表2 可知，不同年份不同間伐強度條件下，杉木人工林胸徑的差異情況基本相同，均為T1處理杉木人工林胸徑最大，且顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，且顯著大于T3和CK 處理（P＜0.05）；再次為T3處理，且顯著大于CK處理（P＜0.05）。

表2 不同間伐強度條件下杉木林胸徑的多重比較cm

3.3 不同間伐強度對杉木人工林單株材積的影響

由表3 可知，2019 年，CK 處理杉木人工林單株材積最大，為（0.115 2±0.004）m3，且與T3、T1處理之間不存在顯著差異，但均顯著大于T2處理（P＜0.05）。2021年，T2處理杉木人工林單株材積最大，為（0.155 7±0.004）m3，與T1處理之間不存在顯著差異，但顯著大于T3和CK 處理（P＜0.05）；其次為T1處理，杉木人工林單株材積為（0.142 1±0.001）m3，與T3處理之間不存在顯著差異，但顯著大于CK 處理；CK 處理杉木人工林單株材積最小，為（0.126 4±0.001）m3。2023年，T1處理杉木人工林單株材積最大，為（0.204 5±0.002）m3，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次為T2處理，杉木人工林單株材積為（0.169 7±0.001）m3，且與CK處理之間不存在顯著差異，但顯著大于T3處理（P＜0.05）；T3處理杉木人工林單株材積最小，為（0.136 8±0.003）m3。

表3 不同間伐強度條件下杉木人工林單株材積的多重比較m3

3.4 不同間伐強度對杉木人工林林分蓄積的影響

由表4 可知，2019 年，CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.187 3±0.018）m3/hm2，顯著大于其他3個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.947 5±0.023）m3/hm2，顯著大于T2、T1處理；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。2021年，CK處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.301 8±0.018）m3/hm2，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.134 8±0.022）m3/hm2，與T2處理之間不存在顯著差異；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。2023 年，CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，為（1.555 3+0.014）m3/hm2，顯著大于其他3 個處理（P＜0.05）；其次是T3處理，杉木人工林林分蓄積量為（0.155 6±0.033）m3/hm2，與T2處理之間不存在顯著差異；T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。綜上，3 個調查年份均為CK 處理杉木人工林林分蓄積量最大，T1處理杉木人工林林分蓄積量最小。這可能是因為CK處理未進行采伐，因而其林分蓄積量最大；而T1處理林內大量杉木被采伐，導致其整體林分蓄積量有所降低，但其林分蓄積增長速率較高，隨著生長年份的增加，其林分蓄積量或可超過其他3個處理。

表4 不同間伐強度條件下杉木人工林林分蓄積的多重比較m3/hm2

4 結論

間伐是優化林分結構、促進林木生長和提高木材質量的重要森林管護手段，筆者以廣西壯族自治區環江縣北部山區為研究區域，分析了不同間伐強度下杉木人工林林分生長質量的差異，得出以下結論。

第一，間伐后第2 年（2019 年）、第4 年（2021 年），T3處理杉木人工林樹高最高，顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；間伐后第6 年（2023 年），不同間伐強度下杉木人工林樹高有了較大變化，T2、T3和CK 處理的樹高較高，且三者之間不存在顯著差異，但均顯著高于T1處理（P＜0.05）。總的來看，間伐初期，較低的間伐強度（T3處理）在一定程度上促進了樹高的增長，這可能是由于間伐減少了林內的養分、水分競爭，進而在一定程度上促進了樹高的增長。而隨著間伐強度的增加，林木間距增加，樹木橫向增長量增加，縱向生長減緩，這一現象在間伐強度較大時（T1處理）尤為明顯。

第二，不同間伐強度下杉木人工林胸徑的差異情況基本相同，均是T1處理杉木人工林胸徑最大，且均顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）；其次分別為T2、T3處理，CK 處理杉木人工林胸徑最小。總體來看，杉木人工林胸徑隨間伐強度的變化而變化的現象極其明顯，間伐強度越大，林內間隙越大，杉木橫向生長空間也就越大，同時林內植株變少，養分、水分競爭減少，也進一步促進了杉木的橫向生長。

第三，2019 年，T1處理、T3處理和CK 處理杉木人工林單株材積較大；2021 年，T2、T1處理杉木人工林單株材積較大；2023 年，T1處理杉木人工林單株材積最大。這表明間伐可以在一定程度上促進杉木縱向和橫向增長，進而影響其單株材積量。

第四，不同年份中，CK 處理杉木人工林林分蓄積量均顯著大于其他3 個處理，而T1處理杉木人工林林分蓄積量均最小。這可能是由于CK 處理未進行采伐，雖然其單株材積較小，但林內杉木株數較多，林分蓄積量也就較高。經間伐處理后，林內大量杉木被采伐，導致杉木人工林整體林分蓄積量有所降低，但采伐后杉木人工林林分蓄積量的增長速率相對較快（尤其是間伐強度50%時），隨著生長年份的增加，間伐處理的林分蓄積量可能會逐漸超過不間伐處理的林分蓄積量。

綜合來看，經間伐處理后，杉木人工林林分生長質量有所提高。杉木人工林單株材積有所增加，間伐強度50%時杉木人工林單株材積較大，但因間伐強度過高，其恢復至未采伐林地相同的蓄積量所需的時間也相對較久，因此在培育大徑材林時，推薦采用50%的間伐強度。間伐強度為30%時，杉木人工林樹高、胸徑、單株材積較CK 處理均有一定程度的提升，恢復至未采伐林地相同的蓄積量所需的時間相對較短，因此在培育杉木速生林時，推薦采用30%的間伐強度。