樟子松人工林密度調控中不同方式間伐對林木生長的影響

劉敏，盧志朋，安宇寧，楊樹軍，曹怡立，馬駿

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

樟子松(var.)原產于內蒙古紅花爾基，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠和較速生等優良特性，遼寧省沙地治理與利用研究所于1953年引種到章古臺地區，開創了樟子松治沙造林的先例，并建立起以樟子松為主，油松、赤松及當地鄉土樹種小葉楊、小青楊、色木槭為輔的第一代防風固沙林，為我國的防沙治沙事業做出很大的貢獻。為了保證造林成活率和保存率，第一代防風固沙林初植密度均很高，但隨著林齡的增長，種群密度變化影響了樟子松固沙林的生存狀況及林分穩定性，成為生產中亟須解決的實際問題。密度調控是人工林經營的主要手段，合理的密度管理是提高人工林生產力和發揮森林最大功能的重要途徑。當前，密度調控技術已成為不同樹種造林后撫育間伐和森林經營管理的重要依據和關鍵技術。因此，通過對樟子松生長狀況、經營目標及初始密度的綜合考慮，采用合理的間伐方式進行林分密度調控，通過提高直徑生長達到建筑材收益的最佳化。針對引種區培育樟子松速生建筑材林過程中存在的關鍵技術問題，從提高生產力的角度，以密度調控中不同方式間伐為切入口，找出合理的間伐方式，為樟子松人工林高效經營提供依據。

1 試驗地概況

試驗地選在遼寧省沙地治理與利用研究所章古臺基地試驗林內(42°43′—42°51′ N，121°53′—22°22′ E)，屬亞濕潤干旱區，年降水量480～520 mm，多年平均蒸發量1 700 mm，年均氣溫5.7 ℃，無霜期150～160 d。土壤為沙土，土壤含水率與有機質含量均較低。該地區主要分布的喬木樹種有樟子松、云杉()等。常見草本植物有少花蒺藜草()、狗尾草()、披堿草()等。

2 試驗方法

試驗設置群團狀、機械疏伐、留優去劣3種密度調控間伐處理方式。群團狀密度調控是建立3～5個團塊，團塊內林木不做任何處理，伐除團塊外的林木，使團塊間有一定的空間。這種密度調控方式適用于林相不整齊，已經有天窗的林地，使天窗處于團塊外。機械疏伐是在林地內留1行伐1行，間伐后林地的株距不變，行距增加一倍。這種隔行伐行的機械疏伐適用于林相整齊，林木分布均勻的林地。留優去劣是在林地內進行選優，確定一定的保留株數后，伐除劣等林木。這種留優去劣的間伐方式適用于林相不整齊，林木優劣相差較大的林地。

本試驗選取1993年造林的兩處林分為試驗地，造林初植密度為1.5 m×2 m。于2011年秋進行群團狀、隔行伐行的機械疏伐、留優去劣、對照共4種處理的密度調控試驗。分別在八堆子試驗區和三家子試驗區設立2次重復(表1)。

表1 樣地基本情況

2.1 試驗標準地的建立

2.1.1 群團狀試驗地 選取帶有天窗、林相不整齊的一塊梯形林地，在林地內躲開天窗建立5個方形地塊，分別標記為團Ⅰ、團Ⅱ、團Ⅲ、團Ⅳ和團Ⅴ。團塊長寬約12 m，對團塊外的林木進行皆伐處理，處理后形成5個獨立的團狀林地，團塊與團塊間隔約6 m。處理后5個團塊總面積0.06 hm。

2.1.2 機械疏伐試驗地 選取林相較整齊的一塊林地，面積0.06 hm。在林地內進行留1行伐1行的機械疏伐，形成株行距為1.5 m×4 m的林地。

2.1.3 留優去劣試驗地 選取林相不太整齊，林木優劣差異較大的一塊林地，面積0.06 hm。在林地內按50%比例進行留優去劣式間伐。

2.1.4 對照試驗地 選取具有當地代表性的一塊林地，面積0.03 hm，不做任何處理為對照CK。

2.2 調查方法

從2011年秋季開始，每年對各個試驗標準地進行調查，調查記錄樹高、胸徑、冠幅、生長狀況、枯死率。本文數據選取2017—2021年連續5年秋季調查數據，在試驗地內設置10 m×10 m小樣地選取50株樣樹作為徑階分布樣本。

2.3 數據處理

采用Excel進行數據處理分析、作圖。

3 結果與分析

3.1 不同方式間伐對樟子松胸徑生長的影響

從圖1可以看出，不同方式間伐樟子松胸徑生長變化趨勢基本相似，呈顯著逐年上升趨勢，并且留優去劣>機械疏伐>群團狀>CK對照組，且留優去劣、機械疏伐、群團狀間伐要遠高于CK對照組，4組增長率2020-2021年為最大的變化年度。

圖1 樟子松胸徑變化

3.2 不同方式間伐對樟子松林分蓄積生長的影響

從圖2可以看出，樟子松蓄積量的增長變化趨勢基本相似，呈顯著逐年增長趨勢，其中留優去劣>機械疏伐>群團狀>CK對照組，留優去劣方式間伐的蓄積增長量要明顯高于其他三者，2019-2020年蓄積增長量變化最大，其他年度變化較為平緩。

圖2 樟子松蓄積增長量

從圖3可以看出，樟子松累計蓄積增長量均呈現為留優去劣>機械疏伐>群團狀>CK對照組，其中留優去劣要高于其他三組，機械疏伐、群團狀疏伐及CK對照累計蓄積增長量變化趨勢基本相同，累計蓄積增長量與年增長量變化一致。

圖3 樟子松累計蓄積增長量

3.3 不同間伐方式對樟子松徑階分布的影響

通過表2可以得出，在CK對照組徑階分布表中，兩個試驗區的徑階分布基本一致，主要是在小徑階、中徑階，小徑階>10～12 cm占比最大，中徑階>16～18 cm在所有樣樹中占比最小，大徑階沒有。隨著時間的變化林分的小、中徑階立木的徑級開始增長，同時會出現小、中徑階比例減少，中、大徑階比例呈上升趨勢。

表2 CK對照組徑階分布表 單位：株

在機械疏伐徑階分布表(表3)中，兩個試驗區機械疏伐徑階分布相似，主要分布在小徑階>10～12 cm、中徑階及大徑階>18～20 cm中，其中徑階占比最大為中徑階>12～14 cm，其次為中徑階>14～16 cm、小徑階>10～12 cm、中徑階>16～18 cm、大徑階>18～20 cm。在2017—2021年生長變化中，林木徑級生長規律的變化呈現由小到大的變化，且呈現徑階占比從集中在小、中徑階到中、大徑階的變化趨勢。

表3 機械疏伐徑階分布表 單位：株

通過表4可以得出，在留優去劣徑階分布表中，兩個試驗區的徑階分布基本一致，主要是在小徑階、中徑階、大徑階中，其中，中徑階>12～14 cm占比最大，其次為中徑階>14～16 cm。隨著時間的變化，林分的小、中徑階立木的徑級開始增長，同時會出現小、中徑階比例減少，中、大徑階比例呈上升的趨勢，2021年留優去劣徑階分布主要是在中徑階，占比為83%。

表4 留優去劣徑階分布表 單位：株

在群團狀徑階分布表(表5)中，徑階分布主要分布在中徑階，中徑階占比最大的為>12～14 cm。在2017—2021年生長變化中，林木徑級生長規律的變化呈現由小到大的變化，且徑階占比從集中在小、中徑階到中、大徑階的變化趨勢。

表5 群團狀徑階分布表 單位：株

4 結論

在樟子松人工林的密度調控中不同方式間伐均會對林分的胸徑和蓄積生長產生促進作用。試驗結果表明：留優去劣間伐方式對林分胸徑生長量的促進作用最為顯著，其次依次為機械疏伐、群團狀疏伐，即合理的間伐方式對林分胸徑生長的影響尤為明顯；留優去劣對林分蓄積生長量的促進作用最為明顯，其次依次為機械疏伐、群團狀疏伐。所以，在今后的生產實踐中，可以因地制宜選擇留優去劣、機械疏伐、群團狀疏伐作為樟子松人工林密度調控的間伐方式。撫育間伐的效應是一個動態過程，因此需要對間伐后的林分進行定期調查和研究，根據林分在不同間伐方式條件下發生的變化來確定林分撫育間伐的適宜方式。通過撫育間伐后林木得到了有效的生長空間，林木獲得的光照、水分和養分均有不同程度增加，林分生長表現較好。因此，為了保證林分可以高效和穩定生長，需要確定合理的間伐強度，以改善林分的生長空間和營養空間。