擇伐強度對闊葉紅松林恢復和發展的影響

胡振生，周建宇，萬道印，張寶峰

(黑龍江省帶嶺林業科學研究所，黑龍江伊春153106)

擇伐強度對闊葉紅松林恢復和發展的影響

胡振生，周建宇，萬道印，張寶峰

(黑龍江省帶嶺林業科學研究所，黑龍江伊春153106)

通過對闊葉紅松林擇伐后19a的調查，證明擇伐強度對闊葉紅松林的恢復和發展有著重大影響。在調查的9個小區中，6小區擇伐強度較小，伐后它的公頃保留量比其它8個小區平均每公頃多保留27.70m3，19a后，6小區的公頃生長量比8個小區平均每公頃為生長56.24m3，6小區比8小區每公頃多保留29.92m3蓄積，19a后，6小區凈增林木蓄積143.06m3/hm2，8小區僅凈增65.28m3/hm2，前者的凈增量是后者的2.2倍。用每公頃少采29.92m3蓄積，換來每公頃多生長77.78m3蓄積，這是生態經濟雙豐收。現在6小區已完全郁閉成林，公頃蓄積量已達本地區闊葉紅松林近熟林水平，8小區還處于闊葉紅松林中齡林初期。6小區林木多樣性指數，豐富度指數，均勻度指數均高于其它8個小區，重要值與其它8個小區近似，處于合理的區間，天然更新良好，說明適宜控制擇伐強度，對闊葉紅松林的恢復和發展十分有利。

闊葉紅松林；擇伐作業；恢復和發展

闊葉紅松林是我國東北林區生產力最高，生態功能最強，生態適應性最好的森林群落。解放后，由于諸多原因，闊葉紅松林受到極大的破壞，20世紀80年代以后，森林利用主要實行擇伐作業，這種作業方式怎樣，它的作業強度和質量，對闊葉紅松林的恢復和發展有何影響？針對這一問題，我們進行了調查研究。我們在黑龍江省帶嶺林業實驗局對一塊1993年擇伐，后經19a的自然恢復，現在對它的林分狀態，生長量水平，生態功能進行調查研究，以進行適宜的森林撫育促進林木生長。

1 調查地的自然條件和林地現狀

調查地位于黑龍江省帶嶺林業實驗局境內，該局位于我國小興安嶺的東南端，46°50′8″～47°21′32″N，128°37′46″～129°17′50″E，年均氣溫1.4℃，月均最低氣溫-19.4℃，極端最低氣溫-40℃，月均最高氣溫20.9℃，極端最高氣溫37℃，年均降水量660mm。本氣候屬大陸性季風氣候，冬季漫長而寒冷，夏季溫暖而濕潤，全年生長期約110d，無霜期約100d，土壤主要是暗棕壤森林土。

調查地位于帶嶺林業實驗局秀水林場西南溝溝口，東北坡向，坡度5°～8°，坡位山下腹，面積約20hm2。原林分是以紅松為主的闊葉紅松林，其闊葉樹主要有水曲柳，黃菠蘿，胡桃楸，榆樹，椴樹等珍貴樹種。1993年進行擇伐作業，經19a的自然恢復，現在形成明顯的兩林層，上層是擇伐時保留下來的林木，下層是擇伐后天然更新的喬灌木。林木分布不均，呈現明顯的小團狀，密度較大的地段，已明顯壓抑下層林木的生長。本次調查主要針對擇伐強度不同，保留木的徑級大小不同而形成的現有林的現狀和差異而展開的。

2 研究方法

2.1 調查地的區劃

選擇具有代表性的森林地段，按方格形將調查地劃分為9個小區，每個小區面積500m2，每個小區間間隔4m隔離帶，外圍設有5m的保護帶。為了便于調查，小區邊界線均用不同顏色的油漆標注。調查地點總面積約0.8hm2。

2.2 林木調查

主要調查項目有，林分上層木樹種組成，林分密度，樹高，胸徑和郁閉度。對部分間伐木測定胸徑外周19a胸徑生長量。林木蓄積計算是查黑龍江省立木材積表，其平均值的計算均按測樹學的統計方法。

2.3 喬木樹種多樣性指數和重要值測定

2.3.1 多樣性指數

采用shannon-wienner多樣性指數，公式為

式中：H′-多樣性指數，ni-第i種的個體數，N-所有種的個體數，Pi=ni/N

2.3.2 均勻度指數

采用Pielou均勻度指數，公式為

J′=H′/InS

式中：J′-均勻度指數，H′-實測多樣性指數，InS-最大多樣性指數，S-含有的所有樹種數。

2.3.3 豐富度指數

以林分含有的樹種種數S表示

2.4 重要值(N)，采用點-四分法測定，公式為

N=相對密度+相對優勢度+相對頻度

2.5 天然更新幼樹調查

采用分小區逐株點數的方法，凡天然更新幼樹地徑達1～5cm，樹高0.5～3m，生長健壯，成活穩定的喬木、亞喬木樹種全部調查。

2.6 擇伐后蓄積生長量的估算

利用試驗地內8個樹種(年齡在24～54a)65株間伐木，測定每株林木胸徑外周19a的胸徑生長量，計算出每個樹種19a的平均胸徑生長量。用2012年測定的每個小區各樹種實測胸徑減去對應樹種近19a的平均胸徑，差值即為19a前每個樹種保留木的平均胸徑，以此胸徑值逐株計算單株材積，再計算出各小區保留蓄積，保留木平均胸徑，用現有林各小區蓄積量，減去19a前各小區保留木的蓄積量，即得擇伐后19a林木蓄積生長量(見表1)。

3 結果與分析

3.1 擇伐現有林生長量分析

表1 擇伐現有林各小區林分因子值及擇伐后保留木生長量估算

3.1.1 從表1看出：6小區伐后保留林分密度最大(1500株/hm2)，保留木胸徑也較大(9.63cm)，19a來林木蓄積生長量最高(143.06m3/hm2)；8小區保留木胸徑較大(9.58cm)，但保留的林分密度最小(700株/hm2)，19a來林木蓄積生長量最低(65.28m3/hm2)；1小區保留的林分密度較大(1160m3/hm2)，但保留木胸徑最小(6.68cm)，19a來林木蓄積生長量也很低(72.17m3/hm2)。其它6個小區，有的小區因受林分保留木密度小的限制，有的小區因受保留木胸徑小的限制，而影響了擇伐后林木蓄積生長量的提高。說明擇伐后保留的林分密度和林木胸徑是影響伐后林分恢復的主導因子。

3.1.2 6小區擇伐后保留木蓄積為56.10m3/hm2，8小區保留林木蓄積為26.18m3/hm2，6小區比8小區多保留29.92m3蓄積。擇伐19a后，6小區公頃蓄積量已達199.16m3，8小區僅為91.46m3，6小區凈增林木蓄積143.06m3/hm2，8小區凈增林木蓄積僅為65.28m3/hm2，前者凈增量是后者的2.2倍，6小區用每公頃少采伐29.92m3蓄積，換來每公頃多生長77.78m3蓄積，林木生長效益提高了1.6倍。6小區已完全郁閉成林，林木蓄積量已接近本地區近熟林水平，而8小區林分郁閉度僅為0.57，還有待天然更新的幼樹進入主林層來補充，林木蓄積量只相當于本地區中齡林初期水平。看出6小區林分成熟期比其它小區最低提前10a，恢復進度大大加快。為促進林木生長，6小區現在即可間伐部分中小徑材，而8小區最低還得等待10a以后才能進行同樣的間伐。獲取經濟效益期也要延后。其他7個小區與6小區相比，也有類似于8小區不及6小區的情況，但不及的程度較輕一些。由此看出，擇伐不能僅顧當前的小利，加大擇伐強度，損害長期的根本大利；采取適宜的擇伐強度，不但可獲取較大的經濟利益，而且可保持森林環境，實現森林永續經營，永續利用，對維持生態平衡也大有裨益。

3.1.3 擇伐強度的大小對采伐后森林的恢復影響很大，但也不能說擇伐強度越小越好。擇伐強度到底多大為好，不同的林分，不同的立地條件，要求是不一樣的，也不可能完全相同。它既要考慮保護森林生態和穩定的林木生長量，不影響森林的恢復進程，又必須考慮林企的生產效益，使長期的效益與短期的利益結合起來。國家森林采伐更新規程要求，擇伐蓄積強度不能大于40%，對闊葉紅松林中胸徑小于30cm的紅松不得采伐等，是必須要遵守的，才能保證擇伐強度在比較合理的水平上。

3.2 現有林物種多樣性分析

物種多樣性主要測定了各小區上層木的多樣性指數，豐富度和均勻度，詳見表2。

表2 現有林各小區上層木物種多樣性指數

物種多樣性決定生態的穩定性，豐富度和均勻度是對多樣性的補充和說明，在豐富度越高，均勻度越大時，多樣性指數才具有更好的說明和較高的價值。嚴格講，喬木層多樣性指數與林分密度全無必然的直接關系，不過從表1各小區林分密度的大小排序，與表2各小區多樣性指數，均勻度指數的大小排序看，雖然有一些差異，但排序的總的趨勢確是有些相似的。這一現象說明擇伐強度越小，單位面積保留木株數就越多，增加樹種種類的可能性就越大，各樹種組成比例趨于均衡配置的幾率就越高，因此也就有增大物種多樣性指數，均勻度指數的趨勢和必然的條件，也就有利于增加林分的穩定性和生態功能作用的發揮。

3.3 樹種重要值分析

表3 現有林上層木各樹種的重要值

注：其它喬木含云杉、冷杉、色樹、柞樹等。

重要值是反映各樹種的相對密度，相對優勢度，相對頻度的綜合性指標。反映了各樹種在林分中的地位和重要程度，但不能說某樹種的重要值越大越好，混交林在突出主要樹種外，其它伴生樹種也應多樣化均衡配置為佳。從表3看出，各小區都是紅松占絕對優勢，并有5～7種伴生的闊葉樹，這種保留方式和紅松的保留數量，是比較合理的，為恢復和發展原生態的闊葉紅松林奠定了物質基礎。但從表1的數據可知，這塊擇伐林地，在擇伐時保留的公頃密度和中徑級以上林木還是有很大欠缺的。所以我們認為這塊林地能恢復闊葉紅松，但時間要長一些，從現在起還需約10～20a，才能恢復原狀。

3.4 天然更新幼樹調查分析

表4 各小區天然更新的幼樹種類和數量

天然更新幼樹種類與現有林的樹種基本相同，有紅松、云杉、水曲柳、榆樹、椴樹、黃菠蘿、胡桃楸等。其中紅松占更新幼樹的12.1%，榆樹、水曲柳等幼樹已經有3m多高，天然更新情況良好，特別是紅松天然更新已占更新幼樹10%以上，這是擇伐后恢復和發展闊葉紅松林必要的物質基礎。

表面看天然更新具有很大的偶然性，實際上天然更新與環境具有很強的內在的必然性，即具有較好的種子發芽條件和幼苗生長條件，天然更新必定較好。本次調查發現，擇伐后保留林分密度較大的1，6、7、9小區，平均小區天然更新喬木幼樹31株，比9個小區平均更新的喬木幼樹25.4株高出22個百分點。若喬木、亞喬木合并，1、6、7、9小區，平均小區天然更新幼樹34.0株，比9個小區平均更新幼樹27.8株，高出22.3個百分點。這一現象說明，在一定的擇伐強度范圍內，擇伐強度越大，保留的林分郁閉度越小，林內裸地面積越大，土壤濕度越小，雜草較旺盛，因而天然更新必定較差。相反，擇伐強度較小，天然更新條件有所改善，天然更新必定較好。所以適宜降低擇伐強度，對天然更新有利，也有利于擇伐后的林分恢復。

[1]張春鋒，殷嗚放，孔祥文，等.不同間伐強度對人工闊葉紅松林生長的影響[J].遼寧林業科技, 2007(1):12-15.

[2]宋富成.遼東地區闊葉紅松混交林撫育間伐效果及技術探討[D].哈爾濱:東北林業大學,2003：11-30.

[3]王忠利.紅松人工林自然生長規律的研究[J].林業科技通訊,2000(7):18-19.

[4]梁兆明.紅松林演替類型及經營措施的探討[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2009 ,22 (6):34-36.

[5]田向華，李祝賀，崔昌云，等.人工誘導異齡復層闊葉紅松林上層撫育研究[J].遼寧林業科技, 2005 (4):9-11.

[6]蔡禹.透光撫育對張廣才嶺“栽針保闊”紅松林群落植物多樣性影響的研究[J].林業勘察設計,2009 (4):42-44.

[7]蔣春穎，史明昌.紅松混交林重要值、生物多樣性與更新的關系[J].林業調查規劃,2010(6):44-47.

[8]宋楊.透光撫育對帽兒山地區“人天混”紅松林群落結構和生產力的影響[D].哈爾濱：東北林業大學,2008:17-33.

[9]屈紅軍，牟長城，孫曉新.透光撫育對人天混紅松林群落結構與生產力的影響[J].林業科技, 2008(6):11-13.

[10]劉春林.天然闊葉混交林人工更新模式研究[J].林業科技，2013(2)：16-18.

2014-12-09

胡振生(1958-)，男，營林高級工程師，主要從事林木育種及研究工作，E-mail:lyj1984@126.com。

S752.2

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.02.012