撫育間伐對云南松中幼林的影響

張育梅，及利，和春庭

(1.云南省怒江傈僳族自治州林業局，云南 怒江 673199；2.東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040)

撫育間伐對云南松中幼林的影響

張育梅1，及利2，和春庭*

(1.云南省怒江傈僳族自治州林業局，云南 怒江 673199；2.東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040)

云南松是云南省主要的用材樹種之一，但長期以來經營水平低下，造成林分結構不合理，林分密度偏大，林木競爭激烈，生長勢差，影響林分質量和產量。為了解撫育間伐對云南松中幼林生長的影響，通過連續5a對云南松中幼林的11塊撫育間伐監測樣地和4塊未撫育間伐對照樣地的胸徑生長和樹高生長進行對比分析，結果表明，撫育過的林分的平均胸徑總生長量為5.21 cm，與未撫育的相比差異顯著，且隨時間變化增幅和增速不斷增大，但撫育措施對樹高無明顯影響；撫育后的林分的單株材積年均生長量和五年內總生長量與未撫育的相比分別提高100%和60%，總體上撫育間伐對云南松中幼林單木材積有顯著促進作用，對樣地蓄積和公頃蓄積無顯著影響；撫育后，年份因子與林木胸徑(F=29.049，p<0.001)、單株林木蓄積(F=29.049，p<0.001)和樣地蓄積(F=29.049，p<0.001)關系顯著。

云南松；撫育間伐；胸徑；樹高；蓄積

0 引言

撫育間伐是根據林分發育、林木競爭和自然稀疏規律及森林培育目標，適時適量伐除部分林木，調整樹種組成和林分密度，優化林分結構，改善林木生長環境條件，促進保留木生長，維護森林健康，縮短培育周期的營林措施，是按照既定的森林培育目標有針對性地對林分進行人為干預，以實現林分生態效益和經濟效益的最大化，滿足人類對森林生態價值和木材產品需求為目標的一種森林定向培育方式。生態系統穩定性方面，撫育間伐能夠改善林分年齡和空間結構，提高林地生產力和林木生長量，促進森林、林木生長發育，豐富生物多樣性，維護森林健康，充分發揮森林多種功能，協調生態、社會、經濟效益，培育健康穩定、優質高效的森林生態系統[1]。同時，撫育間伐可以增加林地透光度，對林下植被的生長發育以及多樣性有促進作用[2-4]，同時林下植被又可以通過負反饋調節林地總有機質的量，進而改變地下養分循環[5]、土壤酶活性[6-7]以及微生物群落結構[8-9]。云南松是云南省主要的用材樹種之一，但長期以來經營水平低下，造成林分結構不合理，林分密度偏大，林木競爭激烈，生長勢差，影響林分質量和產量。為此，以云南松中幼林為研究對象，采用比較分析的方法，通過定期定點調查實施撫育間伐的監測樣地和未實施撫育間伐對照樣地的胸徑、樹高變化情況，分析云南松中幼林撫育間伐對林分胸徑生長、樹高生長及蓄積的影響，了解撫育間伐對云南松中幼林生長的影響，為云南松中幼林科學經營提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究地區概況

以瀘水縣2010年中央財政森林撫育補貼試點項目實施林分為研究對象，對云南松中幼林相對集中且具有代表性的六庫鎮小沙壩村螞蟥箐集體林區為實驗區進行調查分析。該林區地理坐標為東經98°51′8″～98°51′53″，北緯25°53′14″～25°54′32″，海拔1 300～1 800 m，地處怒江東岸碧羅雪山山脈，土壤為黃紅壤和黃壤，坡向西坡，坡度25°，坡位中。實驗區氣候主要受印度洋熱帶季風的影響，干濕分明，年平均氣溫10～15.1℃，年積溫4 760 ℃，無霜期240 d，年降水量為1 175 mm。實驗區內除云南松外還分布有櫟類、余甘子、清香木等森林植被和扭黃茅、旱茅、紫莖澤蘭等草本植物。

1.2 樣地設置

試驗地采用樣地調查法，隨機布設監測樣地和對照樣地。在試驗區實施撫育間伐的小班內隨機布設11塊樣地為監測樣地，在試驗區或鄰近區域未實施撫育間伐的小班內隨機布設4塊樣地為對照樣地，樣地為20 m×33 m，面積0.067 hm2/個。實驗區于2010年7-10月實施撫育間伐，樣地調查時間為撫育后1～5 a的12月，即2011、2012、2013、2014、2015年的12月份。

1.3 研究方法

調查內容：海拔、坡向、坡位、坡度、郁閉度、胸徑、樹高、年齡、株數和蓄積等因子。

調查方法：采用樣地調查法，樣地內達到起測胸徑≥6 cm的林木進行每木檢尺，定期測量林木的胸徑和樹高。用胸徑尺逐株測量林木胸徑，單位為cm，精確到0.1 cm；用測高器測量樹高，單位為m，精確到0.01 m。

株數：按樣地內胸徑達到≥6 cm的林木株數計算。

平均胸徑：實測樣地內胸徑≥6 cm林木胸徑，加權平均求得。

平均樹高：實測樣地內胸徑≥6 cm林木樹高，加權平均求得。

年齡：采用數樹臺、數伐樁年輪、查閱造林檔案等得出。

郁閉度：用樹冠投影法求算。

蓄積：利用云南松二元立木材積公式計算。

云南松：

V=0.000 058 290 117×D1.979 634 4×H0.907 151 54

式中：D為胸徑；H為樹高。

單株平均蓄積計算：實測樣地內胸徑≥6 cm的所有林木，計算出林木株數，再計算出平均胸徑和平均樹高，利用二元立木材積公式計算。

樣地蓄積計算：樣地蓄積=單株平均蓄積×樣地株數。

公頃蓄積測算：公頃蓄積=10 000÷樣地面積(666.7 m2)×樣地蓄積。

按照“去劣留優、間密留勻”的撫育間伐要求，采用定株為主的疏伐方式進行作業，伐除密度過大、生長不良的林木，將林分郁閉度由0.8降到0.6，蓄積撫育強度20%，株數撫育強度29%。樣地基本情況見表1。

表1 樣地基本概況調查表

1.4 數據處理

數據經Excel 2010整理后，用Spss 19.0進行獨立T檢驗、雙因素方差分析，繪圖用Sigmaplot 12.0完成。

2 結果

2.1 撫育間伐對云南松胸徑、樹高的影響

通過2011-2015年連續5 a定期調查實施撫育間伐的監測樣地的胸徑、樹高變化情況，發現撫育間伐措施對云南松中幼齡林的胸徑生長影響顯著(見表2)。隨著年份的增加，撫育過的林分的平均胸徑比未撫育的增幅大，且在撫育后的第五年增量最大，增加了23.1%。同時，在撫育后的五年內，撫育過的林分的平均胸徑總生長量達到5.21 cm，與未撫育的林分的總生長量3.33 cm，相比差異顯著，即年均生長量也存在顯著差異。

但五年內云南中幼齡林的樹高生長對撫育間伐措施無顯著響應(見表2)，從表2中明顯看出撫育與未撫育的林分的平均樹高基本一致。

表2 撫育間伐后的云南松中幼林的胸徑、樹高生長量

注：表中數據為平均值±標準誤。表中的字母標記為方差分析的結果，同行不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

2.2 撫育間伐對云南松林分蓄積量的影響

通過2011-2015年連續5 a定期調查實施撫育間伐的監測樣地的單株材積變化情況，發現撫育間伐措施對云南松中幼齡林單株材積蓄積量差異顯著，如圖1(a)所示。與平均胸徑變化類似，撫育后的林分的單株材積生長明顯加快，隨著時間的推移，撫育的林分比未撫育的增幅和增速逐漸增加，但在撫育間伐后的前兩年，單株材積與撫育間伐關系不顯著，在2013年以后撫育間伐與單株材積蓄積量達到顯著關系。經過撫育的林分的單株材積年均生長量和五年內總生長量與未撫育的相比均達到顯著狀態，分別提高100%和60%。

圖1 撫育間伐后云南松中幼林的單株材積、樣地材積和公頃材積蓄積量Fig.1 The individual volume，sample volume and hectare volume of mid-young aged Pinus Yunnanensis after thinning

注：字母標記為方差分析的結果，不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

由于未撫育的云南松的林分密度和郁閉度比撫育的大，因此每一年未經過撫育的林分的樣地蓄積比撫育后的大，如圖1(b)所示；但撫育后的林分的樣地蓄積年均生長量比未撫育的提高5.1%，總生長量提高4.9%，但均未達到顯著差異。

與樣地蓄積的變化趨勢相同，撫育間伐后五年內的公頃蓄積在對照和處理之間均未達到顯著差異如圖1(c)所示。

2.3 撫育間伐與生長年份對中幼林云南松生長的影響

撫育間伐處理與云南松中幼林林木的胸徑(F=49.915，df=1，p<0.001)、單株蓄積(F=24.196，df=1，p<0.001)和樣地蓄積(F=8.093，df=1，p<0.001)達到極顯著關系(見表3)；隨著撫育后云南松林木在自然環境條件下的生長，年份對林木的胸徑(F=29.049，df=4，p<0.001)、樹高(F=12.700，df=4，p<0.001)、單株蓄積(F=26.951，df=4，p<0.001)和樣地蓄積(F=29.995，df=1，p<0.001)均達到極顯著差異(見表3)。

表3 撫育間伐和年份對云南松林木生長因子的單因素方差分析

3 討論

實施撫育間伐措施能夠使林分立木株樹減少，林分郁閉度下降，林分內光照強度增加，使林木更好地進行高生長和徑生長。本研究中，撫育后的林分郁閉度從0.8降低到0.6(見表1)，改善了林分內光照和溫度條件，在一定程度上增加了林下植被多樣性。國內外大量研究表明，撫育間伐對林分平均樹高無顯著影響，對胸徑影響顯著[10-19]，這與本研究結果一致(見表2)。林木高生長主要取決于立地條件、林分組成和結構。撫育間伐措施對未成熟的林分影響最為顯著，尤其是部分受環境脅迫的林木的徑生長更加迅速，間伐后的第一年，與對照相比，胸徑生長量有顯著變化，但過度的間伐有時會導致胸徑生長量的降低[20]。Zachara通過對歐洲赤松林木生長的研究發現在20%～30%的弱度間伐對林木生長效果最好[21]。本研究中，撫育間伐五年內胸徑生長量與未撫育相比達到極顯著差異，年均生長量與總生長量也存在顯著關系(見表2)。同時，通過對平均胸徑和平均樹高的計算發現，撫育間伐和年份與單株材積蓄積量的關系也達到極顯著相關(見表3)，與對照相比，在撫育后的第三年才開始對單株材積蓄積量有顯著影響。有人認為雖然撫育措施增加了單株林木的生物量，但同時也明顯減少了林分內單位面積的立木株樹，會降低林分的生產力[22-25]，因此我們進一步對數據進行整理分析發現，撫育間伐和五年內的林木生長對樣地蓄積影響極顯著(見表3)。說明實施30%的間伐強度因保留木生長空間的擴大使林分生產力得到了有效的增長。

4 結論

對云南松實施30%間伐強度可以改善林分郁閉度，顯著提高林木的平均胸徑、單株蓄積量、樣地蓄積量，且增速隨著生長年份的增加而加快，但對林木平均樹高的影響不大。制定合理、適度的撫育間伐措施可以改善林內衛生狀況，使保留木得到充足的生長空間，從而培育出大徑材、中徑材、優質商品材，既能提高林木產量又能縮短培育周期，同時，實施撫育間伐有利于實現森林的經濟效益、社會效益和生態效益，為人類生產生活提供更好的服務。

[1]沈國舫.森林培育學[M].北京：中國林業出版社，2006.

[2]Ares A，Neill A R，Puettmann K J.Understory abundance，species diversity and functional attribute response to thinning in coniferous stands[J].Forest Ecology and Management，2010，260(7)：1104-1113.

[3]Ishii H T，Maleque M A，Taniguchi S.Line thinning promotes stand growth and understory diversity in Japanese cedar(Cryptomeria japonica D.Don)plantations[J].Journal of Forest Research，2008，13(1)：73-78.

[4]Taki H，Inoue T，Tanaka H，et al.Responses of community structure，diversity，and abundance of understory plants and insect assemblages to thinning in plantations[J].Forest Ecology and Management，2010，259(259)：607-613.

[5]于海群，劉勇，李國雷，等.油松幼齡人工林土壤質量對間伐強度的響應[J].水土保持通報，2008，28(3)：65-70.

[6]Boerner R E J，Waldrop T A，Shelburne V B.Wildfire mitigation strategies affect soil enzyme activity and soil organic carbon in loblolly pine(Pinustaeda)forests[J].Canadian Journal of Forest Research，2006，36(12)：3148-3154.

[7]郭蓓，劉勇，李國雷，等.飛播油松林地土壤酶活性對間伐強度的響應[J].林業科學，2007，43(7)：128-133.

[8]張鼎華，葉章發，范必有，等.撫育間伐對人工林土壤肥力的影響[J].應用生態學報，2001，12(5)：672-676.

[9]賈忠奎，公寧寧，姚凱，等.間伐強度對塞罕壩華北落葉松人工林生長進程和生物量的影響[J].東北林業大學學報，2012，40(3)：5-7.

[10]Smith D M，Larson B C，Kelty M J，et al.The practice of silviculture：applied forest ecology[M].NewYork：John Wiley and Sons，Inc.，1997.

[11]孫志虎，王慶成，梁淑娟.間伐和修枝對白樺天然林林木生長的影響[J].東北林業大學學報，2004，32(6)：11-12.

[12]邵錦鋒，魏柏松.濕地松林撫育間伐與修枝技術[J].南京林業大學學報：自然科學版，2005，29(5)：69-72.

[13]雷相東，陸元昌，張會儒，等.撫育間伐對落葉松云冷杉混交林的影響[J].林業科學，2005，41(4)：78-85.

[14]林少華.馬尾松撫育間伐強度效應試驗[J].林業調查規劃，2006，31(1)：9-10.

[15]方升佐，嚴相進.修枝強度和季節對楊樹人工林生長的影響[J].南京林業大學學報：自然科學版，2000，24(6)：6-10.

[16]陳鵬，劉宏屏，李麗莎，等.云南松撫育間伐試驗林昆蟲捕獲量研究[J].四川林業科技，2004，25(4)：54-57.

[17]徐潤青，艾爾厚.云南松飛播林撫育間伐的幾個技術問題[J].四川林業科技，1978(2)：8-13.

[18]孫楠，李亞洲，張怡春.撫育間伐對小興安嶺水胡黃闊葉混交林土壤化學性質的影響[J].林業科技，2014，39(6)：19-21.

[19]徐慶祥，衛星，王慶成，等.撫育間伐對興安落葉松天然林生長和土壤理化性質的影響[J].森林工程，2013，29(3)：6-9.

[20]Baldwin V C，Peterson K D，Iii A C，et al.The effects of spacing and thinning on stand and tree characteristics of 38-year-old Loblolly Pine[J].Forest Ecology and Management，2000，137(1-3)：91-102.

[21]Zachara T.The influence of selective thinning on the social structure of the young(age class II)Scots pine stand[J].Prace Instytutu Badawczego Lenictwa，Seria A，2000，3(902)：35-61.

[22]方升佐，徐錫增，呂士行.楊樹定向培育[M].合肥：安徽科學技術出版社，2004.

[23]陳百靈，董希斌，崔莉，等.大興安嶺低質林生態改造后枯落物水文效應變化[J].東北林業大學學報，2015，43(6)：72-77.

[24]毛波，董希斌，唐國華.誘導改造對大興安嶺低質山楊林土壤肥力的影響[J].東北林業大學學報，2015，43(8)：50-54.

[25]Knoebel B R，Burkhart H E，Beck D E.A growth and yield model for thinned stands of Yellow-Poplar[J].Forest Science，1986，32(2)：Monograph 27，62.

Effect of Thinning on Mid-young Pinus Yunnanensis Plantations

Zhang Yumei1，Ji Li2，He Chunting1*

(1.Nujiang Lisu Autonomous Prefecture，Yunnan province，Forestry Bureau，Nujiang 673100；2.Northeast Forestry University，School of Forestry，Harbin 150040)

PinusYunnanensisis one of the main timber species in Yunnan province.Stand quality and productivity are significantly influenced by the unreasonable stand structure，relative large density，trees competition and poor growth potential.Through 5 years investigation of tree diameter of breast height(DBH)and the height growth between 11 thinning and 4 untouched patches，it was showed that the total increment of tree DBH was 5.21 cm after thinning，which was significantly higher than that of untouched patches；the increasing range and speed would increase in follow time，but thinning measures had no significantly effect on tree height.The total annual individual volume increment and the total increment in five years with thinning increased 100% and 60% respectively than that untouched.On the whole，the thinning significantly increased the individual tree volume of young and middle agedPinusYunnanensis，but had no effect on plantations and hectare volumes.The tending years is key factor which significantly connected with trees DBH(F=29.049，P<0.001)，individual tree volume(F=29.049，P<0.001)and plantations volume(F=29.049，P<0.001)after thinning.

Pinusyunnanensis；thinning；DBH；tree height；volume

2016-06-06

中央財政國家森林撫育補貼項目(2010)

張育梅，工程師。研究方向：森林培育，森林生態學。

*通信作者：和春庭，高級工程師。研究方向：森林培育，森林生態學。E-mail：510221276@qq.com

張育梅，及利，和春庭.撫育間伐對云南松中幼林的影響[J].森林工程，2017，33(1)：07-11.

S 753

A

1001-005X(2017)01-0007-05