大崗山杉木人工林大徑材培育優化技術

薛沛沛，王兵

(1.重慶市林業科學研究院三峽庫區森林保護與恢復重慶市市級重點實驗室，重慶400036;2.北京林業大學，北京100083;3.中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所國家林業局森林生態環境重點實驗室，北京100091)

近年隨著社會經濟的發展和林業生產水平的提高，人們對木材的需求結構發生了明顯的變化，森林資源短缺是中國社會經濟發展中不可回避的現實問題[1]。大徑材培育能夠從根本上緩解我國對木材的旺盛需求，它是一條快速緩解我國用材緊張的新途徑，經濟效益也十分顯著[2－3]。因此，發展大徑級用材林、合理調整林分結構已成為當今林業發展的重要戰略之一[4]。

杉木[Cunninghamia Lancedata(Lamb.)Hook.]是我國南方主要速生用材樹種，約占南方森林面積的1/3[5]。因其生長快，產量高，分布廣，栽培歷史悠久，材質好，用途廣，成為我國南方主要商品用材。自從20世紀80年代以來，關于杉木人工林地力衰退、林分生產力下降的報道增加，直接影響杉木林地可持續經營。因此，試驗根據不同立地指數的密度和間伐試驗，確定了杉木大徑材培育和結構優化的最佳造林密度、間伐時間和主伐年齡，為杉木的可持續經營提供理論依據。

1 試驗地概況

試驗地位于江西大崗山國家級森林生態系統定位研究站(114°30'－114°45'E，27°30'－27°50'N)。該地區氣候類型為典型的亞熱帶濕潤氣候，年均溫15.8～17.7℃，平均降水量1 591 mm，為明顯的雨季和干季。地形為低山丘陵，土壤為山地黃紅壤。杉木主要喬木樹種有(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys pubescens)、馬尾松(Pinus massoniana)、南方紅豆杉(Taxus wallichiana var.mairei)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、栲樹(Castanopsis fargesii)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)等，主要灌木樹種有(Eurya japonica)、檵木(Lorpetalum chinense)、鹽膚木(Rhus chinensis)、黃瑞木(Adinandra millettii)、烏飯樹(Vaccinium bracteatum thunb)等，常見草本植物有箭葉淫羊藿(Epimedium sagittatum)、狗脊(Blechnum japonica)、麥門冬(Liriope spicata)等。

2 研究方法

密度試驗。設置20 m×30 m的標準地，定植一年生杉木苗木，5種初植密度為2 m×3 m，2 m×1.5 m，2 m×1 m，1 m×1.5 m，1 m×1 m，3種立地指數級分別為16，18，20級，每種密度重復3次。采用穴狀整地，植穴大小為50 cm×50 cm×40 cm，每穴施底肥(過磷酸鈣)250 g。栽植和管理均按照常規方法進行。年底測量樹高、地徑，當胸徑樹高達1.3 m以上時，測量胸徑。

幼林撫育。栽后頭2年每年撫育2次，第3，4年每年撫育1～2次，一般連續撫育3～5年。第1次在4－5月，第2次在8－9月。每次撫育都要砍灌、割草、松土。

間伐期。自然整枝高度達樹高的1/3以上，小徑木占30%左右，郁閉度達0.9以上，即可首次間伐。撫育間伐的間隔期限取決于林冠重新郁閉的速度，當林冠重新郁閉，樹木互相擠壓時，即需進行下次間伐。

間伐方法。通常采用下層撫育法。這種方法要求按照“砍小留大、砍劣留優、砍密留稀、照顧均勻”的原則[6]，將那些生長不好的、有破損的和不健康的林木盡先伐除;同時，也要疏去個別生長一般，但比較擁擠的林木。伐根要挖掉，并深翻林地，有條件的應適量施肥。這樣既可防萌蘗，又有利于保留木的根系伸展和促進生長。撫育間伐的季節適在因地制宜進行。

間伐強度。間伐強度的大小直接影響到保留木的生長恢復幅度和速率，并關系到林分群體質量的提高和改善程度。間伐強度一般用間伐木的株占伐前總株數的百分率表示。間伐強度分4個等級:弱度(＜15%)，中度(16%～25%)，強度(26%～35%)，極強度(＞36%)。一些林地的實踐表明，間伐強度應控制在林木郁閉度不小于0.6為宜。

3 結果和分析

3.1 不同密度和立地指數級杉木苗期生長狀況

杉木幼林階段，樹高、胸徑、單株材積和冠幅生長都隨密度的增加而減小，而單位斷面積、蓄積、枝下高、徑高比和郁閉度都隨密度的增加而增大。幼林期苗高受密度影響不明顯，但樹高、胸徑及材積生長3年以后即出現顯著或極顯著差異。9年生時，2 m×3 m密度的比1 m×1 m密度的樹體平均高1.4 m，增高20.3%，胸徑大5 cm，增長70.4%;公頃蓄積，1 m×1 m密度的比2 m×3 m密度的高69.1 m3，增加77.9%，密度效應顯著。由此可知，1 m×1 m和1 m×1.5 m的初植密度過于稠密，是不科學的。

3.2 杉木造林初植密度的確定

綜合立地條件、經營目的以及社會、經濟、生態效益等因子，20指數級立地條件的以2 m×1.5 m密度(3 333株·hm－2)、18和16指數級立地條件的以2 m×1 m(5 000株·hm－2)的初植密度較為適宜。合理初植密度林分3 333株·hm－2、5 000株·hm－2比1 667株·hm－2的蓄積分別增加21.7和38.2 m3·hm－2。

3.3 杉木間伐時間和間伐強度的確定

首次間伐時間為林齡9－10年，由于初植密度過大，間伐強度為33.3%～50.0%，保留密度為2 000～2 500株·hm－2。第2次間伐時間是14年生時，間伐強度為強度(25%～28%)，保留密度為1 500～1 800株·hm－2。到樹木林齡達到18～20年時，進行第3次間伐，間伐后樹木密度控制在800～1 350株·hm－2(表1)。

表1 杉木大徑材優化經營模式

3.4 杉木主伐年齡的確定

研究表明，16指數平均最大胸徑落在16徑階組中值，18和20指數級的最大平均胸徑落在18徑階組下限附近。可見，16指數級可生產小、中徑材(胸徑18～22 cm)，18指數級有生產大徑材(胸徑24 cm以上)的能力。為此，杉木人工林的不同立地條件的主伐年齡確定為以下5種模式，可根據不同的立地條件進行選擇最佳經營模式(表1)。

3.5 不同經營方法杉木林產量研究

由表1可知，立地指數20級、保留密度1 140株·hm－2的杉木林產量最高(431.26 m3·hm－2)，大徑材產量為301.29 m3·hm－2;其次為保留密度986株·hm－2的杉木林，產量為426.35 m3·hm－2，大徑材占67.46%。18和16級立地指數級的杉木林產量明顯低于20級的產量，且大徑材比例更小。因此，16級的杉木林更適合培育小、中徑材。

4 小結與討論

杉木人工林的栽植密度是杉木個體生長、群體成材豐產的一個重要因素[7]。90年代起，我國把林分密度和定向培育聯系起來，分別不同立地、培育目標及經濟收益制定出優化密度模型[8]。結合前人的試驗結果，作者通過實地調查，總結出大崗山杉木林大徑材培育時在不同立地條件下的最佳初植密度和間伐后保留密度，為亞熱帶地區杉木林大徑材優化經營管理提供了理論和實踐依據。

杉木通過間伐可改善杉木林的生長環境，促進保留下來林木的速生、優質和高產。因此，合理的間伐時間和間伐強度是杉木大徑材培育的重要保證。試驗表明，首次間伐時間是在杉木林齡9－10年，第2次間伐是在杉木林齡14年，這比劉正民等[9]對江西信豐縣杉木林的間伐時間有所滯后，可能與當地的降雨量、溫度等有一定關系。

林分的主伐年齡是影響林木主伐量測算的主要因素，這不僅是確定森林經營周期的重要依據，也是森林采伐作業尤其是采伐限額確定的一項重要指標[10]。試驗結果表明，杉木林的主伐年齡為24－29年。可見不同的立地條件、密度對杉木林的生長有重要影響。與其他研究相比，大崗山杉木林的主伐年齡相對較晚。因此，在進行杉木大徑材培育時，應結合施肥試驗，提高杉木生長的速度，縮短主伐年齡，增加產量。

總之，本試驗研究確定了杉木林大徑材培育的最佳初植密度、間伐時間、間伐強度和主伐年齡，并調查了杉木林的產量和大徑材產量，以20立地指數級、初植密度在3 000～3 300株·hm－2的杉木林產量最高，而且大徑材產量明顯高于其他幾種模式。因此建議對于現有的杉木人工純林，根據立地條件、林齡和樹高，參考表1確定保留密度進行間伐撫育，對亞熱帶杉木林進行優化經營管理。

[1]江澤慧.中國森林資源與可持續發展[M].北京:科學出版社，2007.

[2]陳少雄.桉樹大徑材培育:桉樹培育的新方向[J].桉樹科技，2002(1):6－10.

[3]李明，胡敦忪，楊漢仕.快速培育杉木大徑材的好途徑[J].湖南林業科技，1999，26(2):68－70.

[4]徐高福，豐炳財，余梅生，等.大徑級用材林研究現狀與建設展望[J].防護林科技，2008(3):61－63.

[5]俞新妥.杉木栽培學[M].福州:福建科技出版社，1997.

[6]李志新.杉木林撫育間伐[J].林業科技通訊，2001(11):42.

[7]陳代喜，莫澤蓮.淺談杉木合理的造林密度[J].廣西林業科學，2001，30(2):62－67.

[8]俞新妥.中國杉木90年代的研究進展[J].福建林學院學報，2000，20(2):97－100.

[9]劉正民，楊清昱.人工杉木林撫育間伐模式研究[J].江西林業科技，2008(6):19－21.

[10]王如鈞.杉木人工林主伐年齡的研究[D].福州:福建農林大學，2010.