杉木人工林撫育間伐年齡和強度的數控探討

　　[摘要] 杉木撫育間伐是杉木生產地區的人們常見的一項營林措施，長期以來多憑感覺行事，至于如何更準確、更科學地實施該措施，沒有真正掌握，本文通過大量樣點、樣木調查一手資料，經過整理測算和數理統計分析，采用繪圖和求算公式等數據控制的簡便易用方法，比較準確地住了杉木人工林撫育間伐年齡和強度這兩個關鍵技術要點。
　　[關鍵詞] 杉木人工林；撫育間伐；年齡和強度；數控
　　
　　杉木是霍山縣最主要的造林樹種之一，長期以來，這里的人們對杉木造林已經形成了一套比較完整的營造措施，撫育間伐是其中一項重要的、人為主動干預人工林生長的營林措施。根據杉木人工林生長發育的規律，及時調整林分，是達到杉木人工林速生、豐產的必要途徑。能否及時恰到好處地進行這一營林措施是關系到杉木人工林能否早出材、出大材的問題。
　　人們對撫育間伐這一營林措施能夠促進林木生長、增大林木徑級，提高規格材的出材量，縮短成材期，及時利用部分小徑材，增加收入，實現以短養長、以林壯林目標都有了一定認識。但就真正掌握撫育間伐技術，使撫育間伐實施得更科學、效果更好一些，達到撫育間伐的理想目的，在實際工作有一定差距，很多都停留在感性認識上，具體操作只憑感覺行事，至于如何定量[1-2]、精確地實施杉木撫育間伐還沒有去認真考究。事實上，撫育間伐工作是一項技術性較強的營林措施，要想使這一營林措施收到最大效益，首先要解決的是什么時候間伐是最適宜的問題。另一個更重要的是解決間伐強度大小的問題，這兩個問題就是撫育間伐最關鍵的技術要點：“及時和適量。”現在就兩個技術要點從數量上控制和掌握進行探討。
　　一、杉木人工林開始間伐的年齡
　　杉木人工林什么時候開始間伐為宜，必須綜合考慮諸多因素。首先要考慮立地條件，造林保存密度，林分生長發育的狀況，以及經濟條件等。要本著因林、因地制宜的原則。因為及時對杉木人工林進行間伐，對林分生長有很大的作用。過早或者過遲的進行間伐都不能收到撫育間伐應有的效益。過早的間伐一來不能充分利用小徑材，最主要的破壞了森林環境，不能促進保留木的生長。如果間伐的年齡偏遲，會造成林分過密、植株擁擠，樹冠受壓，冠層上移，冠幅偏小，葉面（積）減少，特別是1～2年生量小，側枝弱小，樹冠擴展的能力較弱。一經過間伐，保留木樹冠有較長的恢復期。例如霍山縣與兒街鎮高河林場一片1984年營造的杉木人工林，由于沒有及時進行間伐，17年生（調查截至時）林分平均高度10.8m，平均胸徑12.3cm，每畝蓄積量13.68m3。林分平均高徑比88：1。它的胸徑連年生長量最大值1.1cm出現于5～8年生，從11年起胸徑連年生長量明顯下降，維持在0.5cm左右，持續時間較長。樹冠向上推移，占樹高的1/5。因此想通過間伐來提高它的生長量是比較困難的。目前確定間伐年齡的依據有諸多種。我們認為分析胸徑連年生長量，根據胸徑連年生長量下降的趨勢來確定間伐年齡為最好，也是最科學的，因為它反映了林分生長發育的本質，胸徑連年生長量的遞增和下降的趨勢，反映了立地條件的好壞，造林保存密度的大小。在相同條件下，胸徑連年生長量的最大值隨著造林保存密度的增大而減小。胸徑連年生長量明顯下降出現的時間，造林保存密度大的林分比造林保存密度小的林分出現早。（見圖一）
　　如果造林保存密度相同，而立地條件有差異。立地條件好的，它的胸徑連年生長量最大值高于立地條件差的。胸徑連年生長量明顯下降出現的年齡，立地條件好的比立地條件差早。（見表1）
　　杉木人工林在這一階段中，胸徑連年生長量增長和下降的趨勢與立地條件和林分密度對它的影響反映最為敏感。胸徑連年生長量最大值出現的時間隨著林分密度的加大而提前。胸徑連年生長量最大值隨著林分密度的增加而減小。如果，我們分析胸徑連年生長量增長和下降的情況，把當胸徑連年生長量明顯下降到相當最大值50%時并且低于1cm的年齡，確定為開始間伐的年齡。我們認為是符合“及時”原則的，而且符合杉木林生長發育規律的。因為，我們觀察這個時候的林分狀況是：樹冠開始擠壓，樹冠1/3以下的枝葉出現黃化，林分樹木個體之間開始營養空間爭奪。在此時我們能夠做到地因林、因地制宜，同時方法簡便分析一下標準木的胸徑生長量，就可以比較準確的找到這個時間點了。
　　如果我們在撫育間伐工作中，掌握了正確開始間伐的年齡，符合了“及時”的原則。但在“適量”把不住關，同樣也是不能夠達到間伐目的的。在大面積撫育間伐施工中，以中度為宜，但不能夠給它定個教條框框，不顧立地條件的優劣和林分的密度以及林分的生長狀況。在這個技術要點上也應該做到因林、因地制宜。
　　二、撫育間伐強度的確定
　　怎樣確定杉木人工林撫育間伐強度？我們認為利用樹冠營養面積和胸徑的相關性來確定撫育間伐強度是從本質上觀察林分營養空間，量化上調整營養空間的方便途徑，從而能夠做到因地制宜，達到科學的“適量”。
　　杉木人工幼林一經郁閉成林，林分中的林木，個體發育大小不一，產生了林木分化現象。處于上層林冠的林木，樹冠營養面積大，林木的胸徑也相應的大。因為樹冠營養面積的大小，直接關系到樹木個體光合作用器官—樹葉面積的大小，所以樹冠營養面積和胸徑之間有著極為密切的關系。樹冠營養面積的大小和林分密度直接相關，他們又具體地反映到胸徑的生長量上，我們找出樹冠營養面積和胸徑之間的關系，就可以根據他們的關系確定林分不同平均胸徑對應的最適宜密度。
　　樹冠營養面積的大小既與林木的密度直接相關，又和胸徑生長量有著明顯的內在聯系。樹冠營養面積依照胸徑變化的規律呈現一個函數關系：
　　S=D/（AD+B）
　　S為樹冠營養面積估計值（理論值）；
　　D為胸徑變量；
　　A和B為變量參數。
　　根據這種關系，就可以找出適合本地區的變量參數。為此我們實際測量了486株杉木胸徑和它相應的樹冠營養面積，經過數理統計分析[3]，求得一個樹冠營養面積圍繞胸徑變化的回歸曲線方程：
　　S=D/（2.541-0.043D）
　　根據這個回歸方程，可以計算出與胸徑相應的樹冠營養面積。經數理統計分析：回歸方差0.000088；標準差0.0093；標準誤差0.0032；相對誤差3%，精度97%；相關關系：R=0.98（臨界值為0.602）；F值檢驗：F=12.8＞F0.01值，說明這個經驗公式的回歸關系是顯著的，它的估計可靠性在95%以上。
　　根據這個回歸曲線方程，可以計算出不同胸徑相應的樹冠營養面積的理論值（估計值），并且通過它來確定不同平均胸徑林分保留的密度指標。即：
　　密度指標（株/畝）＝667（㎡/畝）÷平均胸徑對應樹冠營養面積估計值（㎡/株）（見表3）
　　用這種方法定量確定林分保留最適密度再而決定撫育間伐強度，它可以隨著不同立地條件和不同保存密度來確定相應保留密度和應該采取的間伐強度。即：
　　間伐強度＝（當前密度－保留密度）÷當前密度×100%
　　具體操作流程：調查林分當前密度和平均胸徑→ 樹冠營養面積估計值→ 密度指標→應用以上公式計算間伐強度
　　例如：霍山縣與兒街鎮高河林場一個造林小班保存密度285株，立地條件較好，9年生平均胸徑8.3cm，應保留176株，間伐強度應為38%；而另一個小班立地條件較差，保存密度285株，10年生平均胸徑7.3cm，則應保留203株間伐強度為29%。
　　如果立地條件大致相同而原保留密度不同，根據樹冠營養面積和胸徑之間關系也能隨著不同密度確定相應的間伐強度。密度大的林分，它的平均胸徑相應要小一些，保留密度相應要大一些，間伐強度隨著保留木的多少來確定。密度小的則相反。（見表3）
　　我們認為根據樹冠營養面積和胸徑之間的相關關系來確定保留密度和決定撫育間伐強度是科學遵從了杉木人工林生長發育客觀規律的，在實踐上應用也是很方便的，用此方法在確定間伐強度上絕大多數為中等強度的，對營林生產具有推廣和指導意義的。
　　參考文獻
　　[1]潘國興.杉木撫育間伐強度研究.安徽農業大學學報，1982（2）
　　[2]汪傳佳.杉木定量撫育間伐技術研究.林業科技通訊，1998（1）
　　注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文