淺談紅松人工用材林近自然經營技術

●屈淑芬（吉林省遼源市東豐縣二龍山鄉綜合服務中心林業站 吉林 吉林 136300）

“近自然造林”一詞是由著名的林業學家Gayer提出的，是用來描述一種不同于人工林和砍伐系統的新森林管理形式[1]。近自然造林的目標是創建多層和豐富的混合林分的范例替代方案，實現模仿自然過程和世代無縫更替的森林管理。近年來近自然造林已成為許多國家林業的主要管理方法。本文探索我國紅松人工用材林近自然經營技術，以期確定科學可行的定量指標和措施。

1 試驗地點及方法

1.1 試驗地點

本試驗地點設在我國東北地區某自然保護區的紅松林內。林分平均海拔400 m，土壤主要成分為暗棕壤，厚度50～60 cm，坡度5～15°。根據1988～2014年的數據，年平均氣溫為11.8～18.4℃（平均值16.2℃），年降水量為586～1037 mm（平均值708 mm）。場地生產力反映在場地指數中，此處定義為100歲齡時的二次平均樹高，范圍為24.4～39 m（平均值32 m）。由于整體缺乏透光撫育。該林分紅松比例約為40%，闊葉林比例約為60%，屬于人工天然混林分。具體的林分情況，見表1。

表1 試驗地林分情況

1.2 試驗方法

試驗開始于2014年。將試驗林分分作6個區域，其中，A區采用4 m孔徑林隙處理，B區采用8 m孔徑林隙處理，C區采用12 m孔徑林隙處理，D區采用16 m孔徑林隙處理，E區采用全面伐除處理，F區為對照區域，無其他處理，保持林分原始狀態。經過三個生長季后，于2018年春進行初次復查；經過六個生長季后，于2021年春進行再次復查。兩次復查的內容包括不同試驗區域內紅松生長年高、林隙內外紅松生長年高以及單個林隙內紅松株數等，用以比較近自然造林技術對紅松生長的影響，進而確定紅松近自然經營的技術指標等。

2 結果與分析

試驗期間，測量胸徑大于10 mm的所有活樹和死樹。在東、南、西、北四個方向測量所有活樹的胸徑、樹高、冠基高度和冠半徑，并計算樹冠長度、平均樹冠寬度和樹冠投影面積。記錄每棵樹相對于地塊中心點的位置。兩個增量核心（以北和東為主要方向）取至少20棵優勢活樹加上10棵額外的活樹，覆蓋每個物種和地塊。測量每個增量核心的樹木年度徑向生長增量，精度為0.1 cm。將損壞的、不可讀的或與主年表相關性最低的核心排除（系數＜0.423，基于99%置信水平下樣本長度的關鍵系列間相關性）后，最終有2924個增量核心數據供進一步分析。基于年輪寬度計算樹木年輪的每一年的樹基面積增量以減少偏差。為避免林分結構的變化可能改變樹木競爭狀況，基于角度計數法，使用Spiegel Relascope測量每棵帶芯樹周圍的林分[2]。具體結果見表2。

表2 各區域紅松平均年高生長量比較表 單位：m

如表2所示，效果從優到差排序為：D＞C＞F＞E＞B＞A。若繼續觀測，最佳樹高與林隙孔徑可能還會發生變化。從伐孔6年后的觀測結果看，16 m 孔徑已出現大量競爭植物。通過以上結果得出，樹高與林隙孔徑比值為1∶1～4∶3時較利于林隙內紅松的生長。

3 結論與討論

紅松尤其是生長在密集區域的紅松對光照的競爭，是研究混合林生產力變化的關鍵驅動因素，而且必須考慮林分結構才能理解和正確解釋由這種類型混合物引起的生長。種間競爭可改變樹木生長對天氣條件的反應，這種方式可能對未來紅松管理產生重大影響。因此，紅松人工林的經營可采用文中給出的適宜的樹高與林隙孔徑比，即1∶1～4∶3。

此外，考慮到樹木大小的林分結構，使用競爭指數來描述核心樹與其直接相鄰樹木之間的空間關系來量化林分的空間結構。基于不同概念的五種競爭指數：基底面積、Hegyi競爭指數、角度計數抽樣估計、KKL位置相關競爭指數和基于結構的競爭指數。對于前兩個指數，影響區域是預先定義的，因此，使用了距離目標樹 5 m、10 m、15 m 和 20 m 的距離。而 Hegyi 指數是一個與距離相關的指數，它根據與目標樹的距離對競爭進行加權。角度計數抽樣估計根據Bitterlich′s relascope計算目標樹周圍的林分基礎面積[3]。對于KKL和基于結構的競爭指數，分別通過冠重疊、垂直搜索錐和水平距離進行評估。結果表明，紅松混交林的基面積增量平均高于純林，但闊葉林生長的增量不顯著。在混合林分中，紅松為主要的高度層。因此，兩個樹種的混合林分和純林分之間的樹高和直徑存在著差異，混合林分中二者差異較大，闊葉林差異較小。這可能表明以犧牲闊葉林為代價，從混合林分的紅松競爭中解脫出來。

對紅松人工用材林經營技術進行分析和應用，不僅可為紅松人工用材林理論生態學提供有效補充，還能為紅松人工用材林近自然經營提供實現途徑，對紅松人工用材林經營實踐具有一定指導意義。