不同程度撫育間伐對紅松人工林的影響

周竟男

（河北省塞罕壩機械林場第三鄉分場，河北承德 068450）

人工林具有結構簡單、木材產量高、生長周期短等突出優勢，已成為現代林業和森林生態系統的重要構成，但同時，受經營水平、資源條件等因素影響，木材產量和質量低、齡級結構不合理等問題頻頻出現，嚴重限制了人工林木產量提升。此外，人工林在未經撫育經營的情況下也普遍會引發林分質量下降與森林競爭惡化等問題。紅松林木的壽命很長，林分穩定，且具有較高的生產力和經濟價值，但人工紅松林易出現林分質量下降、森林競爭惡化的問題[1]。對紅松人工林進行撫育間伐，能夠促進紅松林木在生長過程中對水、熱、光等資源的充分利用，從而提高林分生產力。撫育間伐也是促進林業可持續發展的重要措施之一。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在河北省塞罕壩機械林場。該林場位于河北省承德市，地處內蒙古高原渾善達克沙地南緣，屬滿族蒙古族自治縣北部壩上地區，地理位置為42°22′N、116°53′E。東鄰圍場縣，南鄰御道口牧場，北與內蒙古自治區多倫縣和克什克騰旗隔河而望。試驗地屬半干旱半濕潤寒溫性大陸季風氣候，年均氣溫-1.3 ℃，最低溫度-43.3 ℃，積雪時間長達7 個月，無霜期64 d，年降水量460.3 mm。試驗地土壤為灰色森林土與風沙土，地處森林草原過渡帶，植被類型多樣，主要有落葉針葉林、紅松人工林、針闊混交林、灌叢等[2]。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設置

共設置4 組觀測區，每組觀測區各設置3 塊大小為20 m×30 m 的樣地。第1 組觀測樣地進行輕度間伐，株數強度和蓄積強度分別定為40%和18%；第2組觀測樣地進行中度間伐，株數強度和蓄積強度分別定為50%和28%；第3 組觀測樣地進行重度間伐，株數強度和蓄積強度分別定為65%和43%；第4 組觀測樣地為對照組，不進行透光撫育。表1 為觀測樣地的基本信息。

表1 觀測樣地基本信息

1.2.2 調查統計

觀測樣地設置后間隔3 年進行1 次復測，測量內容包括：1）使用超聲波測高器、鋼卷尺測量樹木胸徑、冠幅、樹高、枝下高及樹干基徑；2）使用激光望遠測樹儀、超聲波測高器測量樹干中央直徑。尖削度公式：

式中，D為樹干基部直徑，cm；d為樹干中央直徑，cm；H為樹高，m[3]。

1.3 數據統計處理方法

使用統計軟件SPSS 24.0 處理數據，數據結果以（）表示，進行t檢驗，以p＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 對生長的影響

表2 為不同撫育強度下紅松人工林的生長觀測結果。由表2 可知，隨著撫育強度增大，紅松胸徑年生長量也隨之增大。根據方差分析，撫育強度與胸徑年生長量呈正相關，對照組與3 組試驗組差異顯著（p＜0.05），輕度和中度間伐之間則無顯著差異（p＞0.05）。整體來看，撫育間伐促進了紅松人工林的胸徑生長。間伐使林分密度下降，改善了林木的營養空間，保證紅松在生長過程中可獲取更多的空氣、熱量、水分、光照和養分，因此促進了林木胸徑的增長。同時，間伐清理了低矮林木，保留下來的林木個體相對品質更優良，生長潛力更大。僅考慮胸徑年生長量，中度和重度撫育間伐強度更適宜紅松人工林生長。

表2 撫育間伐對紅松人工林生長的影響

從樹高年生長量來看，重度間伐觀測樣地的紅松生長量最大，輕度間伐觀測樣地的紅松生長量最小。根據方差分析，不同間伐強度之間紅松的樹高年生長量無顯著差異（p＞0.05）。撫育間伐可促進紅松的樹高生長，但差異未達顯著水平。紅松具有較強的直干性，頂芽發達，特別是幼中齡階段其頂端優勢更突出，因此樹高生長來源于其自身優勢[4]。其他研究數據也表明，樹種遺傳和立地條件是影響林木樹高的主要因素，林分密度對樹高影響不大[5]。

撫育間伐使觀測樣地中的紅松具有更大的生長空間，其側枝的生長空間也有所增大，從而其冠幅和冠徑比也增大。如表2 所示，撫育間伐強度越大，紅松林木的樹冠冠幅和冠徑比也越大。

2.2 對樹干尖削度的影響

尖削度是反映林木樹干飽滿程度的指標，尖削度越小，樹干越飽滿。由表3 可知，撫育強度越大，紅松林木的樹干中央直徑和樹干基徑越大，且重度間伐觀測樣地的樹干中央直徑和樹干基徑均為最大，分別為13.586 cm 和23.940 cm，對照組的樹干中央直徑和樹干基徑均為最小，分別為8.414 cm 和17.092 cm。對照組、輕度間伐、中度間伐和重度間伐觀測樣地的尖削度分別為1.826、1.759、1.672、1.593。根據方差分析，不同撫育處理的樹干中央直徑和樹干基徑差異顯著（p＜0.05），對照組和輕度間伐組的紅松林木尖削度無顯著差異（p＞0.05），對照組和中度間伐、重度間伐組的紅松林木尖削度差異顯著（p＜0.05）；輕度間伐、中度間伐和重度間伐的紅松林木尖削度差異顯著（p＜0.05）；中度間伐和重度間伐的紅松林木尖削度無顯著差異（p＞0.05）。

表3 撫育間伐對紅松人工林樹干尖削度的影響

以上結果表明，林分密度影響紅松人工林的徑階分布，進而影響樹干的中央直徑和基部直徑。撫育強度越大，紅松林木的尖削度越小，即樹干越飽滿。輕度間伐對尖削度的影響比較小，中度和重度間伐對尖削度的影響差異不顯著，意味著撫育強度增大對紅松林木樹干飽滿度的改善有限。適當進行撫育間伐，有利于改善紅松人工林樹干的飽滿度，從而提高木材的出材率。

2.3 對樹干分杈率的影響

分杈率影響樹冠直徑和體積的大小，直接關系到紅松林的出材率水平，相對樹高，分杈高度越低，則出材率越小[6]。如表4 所示，撫育強度增大，分杈率明顯增加，對照組與輕度、中度和重度間伐觀測樣地的未分杈樹干長度比依次下降[7]。對照組與輕度間伐觀測樣地的未分杈樹干長度比無顯著差異（p＞0.05）；對照組和中度、重度間伐觀測樣地的未分杈樹干長度比差異顯著（p＜0.05）；輕度、中度和重度間伐觀測樣地之間的未分杈樹干長度比差異顯著（p＜0.05）。

以上分析表明，撫育間伐會使紅松林木未分杈樹干長度比減小，分杈率提高明顯，從而影響出材率。由于大徑階林木比例增大，徑階結構改變，頂芽負擔加大出現頂芽損傷，再加上大徑階林木側枝長勢發達，最終出現分杈率提高的現象。

3 結論與討論

紅松林木形質受樹干情況的影響最大，外界環境因素也會對其產生巨大影響[8]。針對處于郁閉狀態的紅松林，通過對其進行適當撫育間伐，可對光裝、降水、溫度、單木空間分布等因素起到改善調整的作用。本研究選擇了樹高年生長量、胸徑年生長量和冠徑比3 項指標作為紅松林木形質評價生長指標，基于結果，撫育間伐對上述3 項指標均產生了顯著影響，說明撫育間伐有利于紅松林木的健康生長。本研究以尖削度和分杈率作為樹干生長情況指標，結果顯示，撫育間伐措施會降低紅松林木的自然整枝能力，進而大幅提高分杈率，對紅松林木形質造成不良影響。適當分杈能提高樹冠表面積與體積，促進紅松光合作用和生長發育，但在紅松林木大徑材培育方面，卻會降低紅松材質等級和出材率，因此在林業實踐中，要根據實際情況把握撫育間伐的程度，避免間伐過度影響木材品質。

研究表明，適當撫育間伐有助于改善紅松林木的生長環境，且在株數強度和蓄積強度分別為50%和28%的中度間伐下，林木品質和出材率最理想，板材質量也有所改善。