間伐對干熱河谷細葉云南松次生林生長的影響

吳東山，馮源恒，徐榮勛，楊章旗，李 鵬，唐森生，楊柳琴，韋秋思，韓俊學，黃 玲

（1.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西馬尾松工程技術研究中心，廣西南寧 530002；2.廣西壯族自治區國有雅長林場，廣西百色 533200）

在森林培育過程中，集約化經營是提高次生林木材產量和質量的重要途徑，而密度控制是開展集約化經營的關鍵措施之一。林分密度決定林木間競爭強度，對于林分生長速度和林分蓄積有重要的影響。適宜的林分密度可促進林分生產力的提高和優良干材的形成。根據不同培育目標確定次生林合理的密度具有重要的意義。

細葉云南松（Pinus yunnanensisvar.tenuifolia）是云南松南盤江流域紅水河上游干熱河谷的一個變種。細葉云南松耐干旱和瘠薄，樹干通直，出材率高，產脂性能優良，是干熱河谷地帶重要的植被恢復及材脂兩用樹種，主要分布于貴州、廣西和云南三省交界海拔400～1 200 m 的河谷地帶，并沿河谷形成純林或針闊混交林[1-2]。長期以來，對細葉云南松天然林的過度采伐，導致細葉云南松林分面積和蓄積量急劇減少，細葉云南松建筑材資源幾近枯竭[3]。潘婷[4]和羅紅葉[5]的研究表明，細葉云南松為林分喬木層的主要組成部分，生產潛力突出。目前，對細葉云南松的研究主要集中于松脂成分的定性分析[6]、生材材性及木材干燥特性[7-8]、生長規律[9]、林分生物量[10]、天然種源林遺傳多樣性分析[11]及地理分布和環境的關系[12]等，對于細葉云南松天然次生中齡林的研究仍未見報道。吳敏等[13]通過對72年生細葉云南松天然林進行研究，發現28年時材積生長仍未達到數量成熟；細葉云南松中齡林生長期較長。中齡林為次生林的主要林分組成，研究中齡期的密度栽培措施有助于提高林分產量。本文以細葉云南松次生中齡林為材料，結合廣西細葉云南松分布區土壤的肥力特性[14]，開展中齡林間伐，分析影響林木生長的主要因子及促進林木生長的最佳密度，可為細葉云南松中齡林優質建筑材高效培育技術模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西壯族自治區國有雅長林場（104°10′ ～ 107°10′E，23°50′ ～ 25°40′N），地處云貴高原東南邊緣，是廣西丘陵向云貴高原過渡的山原地帶。屬桂西中熱帶季風氣候，深受季風環流和焚風效應共同影響，海洋濕潤氣團盛行于夏季，大陸寒冷氣團盛行于冬季，并且由于山勢高大，地形較復雜，形成了中熱帶山地獨特氣候。試驗地熱量充沛，冬短夏長，干濕季節較明顯；年均氣溫16.8 ℃，最高氣溫38.0 ℃，最低氣溫-3 ℃，年均降水量1 058 mm，年均蒸發量1 484.7 mm，年均相對濕度約82%。土壤多由砂頁巖風化的殘積母質發育而成，海拔800 m以上為黃壤，800 m以下為紅壤，500 m以下較干熱的地方則為褐紅壤。

1.2 材料與方法

2018年，在雅長林場益來分場4 林班，選擇16年生的細葉云南松次生林進行間伐，間伐前林分密度為825 株/hm2。采用隨機區組設計，間伐后密度分別為465 株/hm2（A）、585 株/hm2（B）和705 株/hm2（C），以不間伐（825 株/hm2）為對照（CK），共4 個處理，每處理重復4 次。小區間設置兩排隔離帶，小區面積為22 m×30 m。2018—2020年定株觀測胸徑、樹高、冠幅和枝下高等數據，采用實際測量值計算冠高比、高徑比和冠徑比的平均值。按照文獻[15]計算林分平均胸徑及平均高。將林木徑級分為小徑級（徑級≤12 cm）、中徑級（14 cm ≤徑級≤20 cm）、中大徑級（22 cm ≤徑級≤26 cm）和大徑級（徑級≥28 cm）4 個等級。按廣西細葉云南松二元材積公式求算單株材積，乘上徑階株數得徑階材積，累計各徑階材積得蓄積量。間伐前細葉云南松林分平均蓄積為81.68 m3/hm2。

單株材積（V，m3）計算公式為[10]：

V=0.504 412×10-4D1.943725H0.977397

式中，D為胸徑（cm）；H為樹高（m）。

1.3 數據處理

采用SAS軟件[15]進行方差分析及多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 林分密度對細葉云南松胸徑和樹高生長的影響

間伐后第1年，不同密度林分的胸徑差異不顯著；間伐后第2～3年，不同密度林分的胸徑差異顯著（P<0.05）（表1）。間伐后第1～3年，A 密度林分的胸徑最大，顯著大于CK（P<0.05），分別比CK 高出12.05%、14.03%和14.86%；其次為C 密度林分，分別比CK 高出8.43%、11.70%和14.29%；B 密度林分最小，分別比CK 高出7.83%、11.11%和13.14%（表2）。不同密度林分胸徑隨著間伐時間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的胸徑增長量分別為0.9、1.1和1.1 cm；間伐后第2～3年的增長量分別為0.6、0.8 和0.9 cm，C 密度林分胸徑年增長量最大。表明C密度林分的胸徑生長狀況最優。造林密度越大，林木個體間的競爭越激烈，會限制部分個體的生長。對高密度林分進行適度的間伐可以促進林木胸徑生長。

間伐后第1～3年，不同密度林分的樹高差異不顯著。間伐后第1年，C 密度林分樹高和CK 無差別，間伐后第2～3年，C 密度林分的樹高分別比CK高1.68%和4.06%。間伐后第1 ～ 3年，A 和B 密度林分的樹高均低于CK，表明間伐后低密度林分樹高的生長較差。不同密度林分樹高隨著間伐時間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的樹高增長量分別為0.7、0.8 和0.8 m；間伐后第2～3年的增長量分別為0.6、0.5和0.7 m，C密度林分樹高年增長量最大。

2.2 林分密度對細葉云南松單株材積的影響

間伐后第1～2年，不同密度林分的單株材積差異不顯著；間伐后第3年，不同密度林分的單株材積差異顯著（P< 0.05）（表1）。間伐后第1年，C 密度林分的單株材積最大（0.149 m3），比CK 高出17.32%；其次為A 密度林分（0.143 m3），比CK 高出12.60%，均顯著高于CK（P<0.05）；B 密度林分最?。?.136 m3），比CK 高出7.09%（表2）。間伐后第2年，C 密度林分的單株材積最大（0.178 m3），比CK 高出25.35%。間伐后第3年，A、B 和C 密度林分分別比CK 高出23.03%%、21.71%和35.52%，C 密度林分的單株材積最大。不同密度林分單株材積隨著間伐時間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的單株材積增長量分別為為0.025、0.028 和0.029 m3，間伐后第2 ～ 3年的增長量分別為0.019、0.021 和0.028 m3。C 密度林分的單株材積年增長量最大。

表1 不同密度林分間伐后3年生長性狀的方差分析Tab.1 Variance analysis on growth characteristics of stands with different densities in three years after thinning

表2 不同密度林分間伐后3年生長情況Tab.2 Growth situation of stands with different densities in three years after thinning

續表2 Continued

2.3 林分密度對細葉云南松蓄積量的影響

林分蓄積量在間伐后1～2年差異不顯著，在第3年差異顯著（表1）。間伐后第1年，C 密度林分蓄積量最大（104.754 m3/hm2），比CK 高出0.02%；間伐后第2年，C 密度林分蓄積量最大（125.684 m3/hm2），比CK 高出7.70%；間伐后第3年，C 密度林分蓄積量最大（145.214 m3/hm2），比CK 高出15.19%。密度A和B 林分在間伐后第1～3年蓄積量均小于CK。不同密度林分蓄積量隨著間伐時間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的蓄積量增長量分別為11.311、16.429和20.930 m3/hm2，間伐后第2～3年的增長量分別為9.169、12.523 和19.530 m3/hm2。C密度林分的蓄積量年增長量最大。

2.4 林分密度對細葉云南松干形的影響

冠高比在間伐后3年內差異不顯著。間伐后第1 ～ 2年，B 密度林分的冠高比均最大，CK 均最低；間伐后第3年，A 密度林分的冠高比最大，這表明冠高比在不同密度間的變化趨勢不一致。除C密度林分外，不相同密度林分的冠高比隨著間伐時間延長而減少。不同密度林分的高徑比和冠徑比在間伐后第1年差異均不顯著；間伐后第2年，高徑比差異不顯著，冠徑比差異顯著（P<0.05）；間伐后第3年，兩者均差異顯著（P<0.05）。不同密度林分的高徑比和冠徑比隨著間伐時間延長而增加。說明密度越大，林分的自然整枝越好，林分的密度效應初步形成。

2.5 林分密度對不同徑級林木分布的影響

間伐后第3年，隨著密度的增加，小徑級株數比例增大，大徑級株數比例變低（表3）。間伐后第3年，不同密度林分的中徑級林木比例高；CK 比例最大（58.18%），其次為C密度林分（57.44%），與B密度林分（55.13%）差異不顯著。B密度林分中大徑級林木比例最大（33.33%），其次為C密度林分（30.85%），與A密度林分（30.00%）差異不顯著。

表3 間伐后第3年不同徑級林木分布比例Tab.3 Percentage of plant distribution in different diameter classes in the third year after thinning(%)

2.6 林分密度對不同徑級蓄積量的影響

間伐后第3年，中徑級的林分蓄積量隨林分密度的增加而增加，大徑級相反。CK中徑級蓄積量最大（9.394 m3），顯著高于A 和B 密度林分（P<0.05）；其次為C 密度林分（8.816 m3）。C 密度林分中大徑級的蓄積量最大（9.268 m3），顯著高于其他密度（P<0.05），其次為B 密度林分（7.361 m3），A 密度林分最?。?.911 m3）。C 密度林分中徑級的出材量足，且中大徑級林分蓄積量最大，林分結構合理。因此，培育中大徑級建筑用材時宜選擇C密度，能獲得最大的出材量。

表4 間伐后第3年不同徑級林分蓄積量Tab.4 Accumulation of stands in different diameter classes in the third year after thinning(m3)

3 討論與結論

林分生產力與基因型有關，還與林木對其生長空間的利用有關。在栽培過程中，可通過合理的栽培措施提高林木對養分的利用，以提高林分生產力。目前，細葉云南松資源保護、開發與利用較為薄弱，阻礙細葉云南松樹種的可持續發展。通過間伐試驗，發現密度過疏或過密都不利于木材的快速增產。本研究結果表明，間伐后第3年，生長量最好的林分密度為705 株/hm2，單株材積為0.206 m3，林分蓄積量為145.214 m3/hm2。林木的冠高比、高徑比和冠徑比是林分自然整枝效果和干形飽滿度的直接反映。通過間伐可以對林分的干形進行調控，實現林分的良性生長。不同密度林分間伐后第1～3年，高徑比和冠徑比隨著時間延長而增大。培育大徑材為目標時，應選擇合適的間伐強度，降低樹干尖削度。在中大徑級中，C 密度林分的蓄積量最大，高于B 密度林分；在中徑級的蓄積量也高于B 密度林分。培育中大徑級建筑材原料林的適宜密度為705株/hm2。

該技術模式適用于目前細葉云南松的主要種植區廣西南盤江-紅水河流域上游地區。在地質及土壤發育有差異的地區，應根據當地土壤的營養元素狀況對施肥量進行調整。中齡林至成熟林階段，基于經濟與生態效益的考慮，應著力開展林下復層混交林培育技術研究，選擇適合的混交樹種及混交比例。