不同間伐保留密度對杉木人工林枝條生長的影響

摘要：[目的]探究不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條發育的影響，為杉木無節材定向培育的間伐密度控制提供理論依據和技術支撐。[方法]以福建省沙縣官莊國有林場9年生杉木人工林為研究對象，設置3種不同的林分保留密度：1 200株·hm-2（間伐強度為67%，L）、1 800株·hm-2（間伐強度為51%，M）和2 250株·hm-2（間伐強度：27%，H），間伐后的第5年，在各樣地內選取標準木進行觀測，探討不同間伐后的林分保留密度對杉木枝條發育的影響。[結果]1）枝條總量、8m以下枝條數量、8m以上枝條數量、死枝數量、活枝數量均表現為：Lgt;Mgt;H，枯枝率表現為Hgt;Mgt;L；2）基徑隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，表現為Lgt;Mgt;H，且L與H之間存在顯著性差異（P＜0.05），同時L的枝長大于M和H，說明低的林分保留密度更有利于枝條生長；3）活枝枝條基徑和枝長呈明顯的線性相關，死枝枝條基徑和枝長線性相關性較小。4）死枝的基徑、枝長、數量與活枝數量隨樹干垂直高度的增大而增大，活枝的基徑與枝長隨垂直高度的增大而減小，H、M的分枝角隨垂直高度的增加而減小。5）死枝與活枝的基徑、枝長與分枝角在南部區域（90。—225。）整體大于北部區域，但枝條數量在東部區域（0°～180°）大于西部區域。[結論]要根據不同的培育目的調整杉木間伐后的林分保留密度，高的林分保留密度會抑制枝條基徑和數量的生長，從而減少節子的大小和數量，提高木材質量。在杉木幼齡期時可以對林木進行修枝，以減少宿存枝條，達到提高木材質量、培育無節材的目的，綜合本研究的3種間伐保留密度，其中1 800株·hm-2的林分保留密度更適宜培育無節大徑材。

關鍵詞：杉木；間伐保留密度；枝條發育；無節材

中圖分類號：S 753 文獻標識碼：A 文章編號：1001-1498（2024）03-0175-08

枝條的數量、基徑、長度等在一定程度上決定著木材的質量和等級。因此，研究枝條的發育規律對于提升木材質量具有重要作用，也已逐漸成為研究的熱點。大量研究結果表明，枝條的分布和生長規律與林分密度調控技術密切相關。歐陽紅旗等的研究結果表明，密度對獼猴桃枝條產量、基部直徑具有顯著影響，但對枝條長度的影響不明顯；王志海等研究表明，密度對米老排枝條的大小影響顯著，高密度會顯著抑制枝條的生長；章志都等對林分密度對山桃樹冠影響的研究結果表明，林分密度對1級側枝的樹冠形態參數影響顯著。類似研究還有很多，也均表明林分的密度與枝條的生長密切相關。

杉木（Cunninghamia /anceo/ata （Lamb.）Hook．）是我國南方特有的優良速生樹種，具有速生豐產、材干通直、適應性強、經濟效益高等優點。撫育間伐是杉木人工林培育的主要營林措施之一，通過降低林分密度，改善林分內的光照、溫度、濕度、土壤等環境條件，從而促進林分保留木的生長。撫育間伐對杉木生長的影響已開展了大量的研究，而對于撫育間伐對枝條發育的影響研究較少。本研究以福建省沙縣官莊國有林場的9年生杉木間伐密度試驗林為研究對象，探究了不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條發育的影響，以期為提高杉木人工林無節材培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗林設置在福建省沙縣官莊國有林場，林場為閩西北低山丘陵地帶，海拔高平均在200～800m左右；氣候溫和，土層深厚，土壤肥沃，土壤以紅壤為主且腐殖質含量較多，并分布有黃紅壤；林下植被以冬青（//ex chinensis Sims）、粗葉榕（Ficus hirta Vahl）、傅氏鳳尾蕨（Pteris faurieiHieron）等為主。

1.2 實驗設計

該試驗林分于2009年完成造林，造林密度均為3 250株·hm-2，面積均為20 m×20 m。為保證試驗的準確性，試驗林分的坡位、坡度、土壤條件相對一致，采用完全隨機區組設計，設置間伐后高林分保留密度（H：2 250株·hm-2）、中林分保留密度（M：1 800株·hm-2）、低林分保留密度（L：1200株·hm-2）3種處理，每個處理3個重復。試驗林地立地指數均為18 m，并于2017年（林齡為9a）完成間伐處理。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣地調查

2023年對杉木人工林進行每木檢尺，各間伐后的林分保留密度杉木人工林特征如表1。

1.3.2 數據采集

根據試驗林林分的胸徑和樹高，在每個樣地選取1株遠離林緣的標準木。按照2m區分段，記錄一級枝條的狀態。死枝測量時，在標準木樹下鋪設篷布，使用測高桿測量著生高度，使用修枝剪從基部剪下死枝，測量基徑、枝長、目測方位角。標記北線將標準木伐倒，測量活枝的著生高度、基徑、枝長、分枝角、方位角。枝條基徑用游標卡尺測量，枝長用卷尺測量，分枝角用角度尺測量，方位角分為8個區域，以正北為0°，正東為90°，間隔45°為1個區域，目測枝條的方位區間。

1.4 數據處理

從9株樣木采集的數據，利用Excel進行數據的初步處理，采用SPSS統計軟件對相關數據進行統計。

2 結果與分析

2.1 不同間伐后的林分保留密度對林分枝下高的影響

由圖1可知，死枝枝下高均在2～4 m范圍內，活枝枝下高均在6～9 m范圍內。枝下高隨間伐后的林分保留密度的增大而增大，各處理間杉木死枝、活枝枝下高均表現為Hgt;Mgt;L，經方差分析結果表明，各間伐后的林分保留密度處理間差異均不顯著（pgt;0.05），說明間伐后低的林分保留密度會降低死枝和活枝的枝下高。

2.2 不同間伐后的林分保留密度對林分枝條數量的影響

由表2可知，間伐后的林分保留密度對杉木枝條總量、死枝、活枝、樹干垂直高度8m以下，樹干垂直高度8m以上枝條數量的影響表現為隨林分保留密度的減小而增大，均為Lgt;Mgt;H，且經方差分析結果表明活枝、總枝條、樹干垂直高度8m下枝條數量L顯著高于M、H（P＜ 0.05）。間伐后的林分保留密度對枯枝率的影響表現為隨間伐后的林分保留密度的減小而減小，表現為Hgt;Mgt;L．但并未表現出顯著性差異（pgt;0.05）。表明低的林分保留密度會顯著促進活枝、總枝條和8 m下枝條的數量，同時降低林木枯枝率。

2.3 不同間伐后的林分保留密度對林分枝條基徑、枝長和分枝角的影響

由圖2p可知，枝條基徑隨間伐后的林分保留密度的減小呈現出逐漸增大的趨勢，表現為Lgt;Mgt;H，且L顯著大于H（P＜ 0.05），死枝枝長與間伐后的林分保留密度間的關系表現為Lgt;Hgt;M，未表現出規律性影響，活枝枝長與間伐后的林分保留密度間的關系表現為隨間伐后的林分保留密度的降低而增大，表現為Lgt;Mgt;H，且活枝與死枝的枝長均表現為L的枝長顯著大于H（P＜ 0.05），分枝角表現為Lgt;Mgt;H。方差分析結果顯示：死枝基徑和枝長的線性關系（圖3）弱于活枝，活枝枝條基徑（x）和枝長（y）呈明顯的線性相關（圖4），可用y=a+bx表示。低間伐后的林分保留密度可顯著促進基徑和枝長的生長。

2.4 不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條的空間分布

2.4.1 垂直分布

由表3可知，各間伐后的林分保留密度的林木的死枝枝條均出現在樹干垂直高度2m以上。在樹干垂直高度8m下，死枝枝條的基徑和枝長隨著高度的上升而增大。均表現為6m以上的枝長與基徑顯著高于6m以下，數量也在6～8 m時達到最大值，8m之后死枝枝條的數量顯著下降，L在8m以上未出現死枝。由表4可知，間伐后的不同林分保留密度中，H、M的活枝均出現在8m以上，L的活枝出現在6m以上，表明間伐后低的林分保留密度能降低林木的枝下高。3種間伐后的林分保留密度活枝的基徑、枝長與分枝角隨高度的增加而減小，H、M處理中活枝的數量表現為隨高度的增加而增加，并表現出顯著差異（ P＜ 0.05），L處理中活枝數量在1 0～12 m區間出現不顯著降低。

2.4.2 水平分布

由表5可知，通過分析不同間伐保留密度的不同方位的枝條基徑、長度、分枝角和枝條數量的分布規律得知：H、M處理中死枝枝條基徑與枝條長度在90。～225。的南部區域達到最大值，最大基徑分別為17.7 mm、16 mm，最大枝長分別為177.9 cm、144.96 cm，L的死枝基徑與枝條長度未表現出規律性差異，分布較為均勻，最大基徑為16.54 mm，最大枝長為155.24 cm。H、M、L的死枝數量最大值出現在0°～180°的東部區域，H為11.67個，M為11個，L為11.33個。由表6可知，H、M、L處理中活枝枝條基徑、長度與分枝角的最大值均出現在90°～225°的南部區域。H、M、L的基徑最大值分別為16.95mm、19.96 mm、20.5 mm，枝長最大值分別為116.32 cm、134.21 cm、143.25 cm，分枝角的最大值分別為59.82°、68.71°、67.56°。H、M、L活枝數量最大值分別為10.33個、10.67個、11 .67個。

3 結論

（1）研究結果顯示，不同間伐后的林分保留密度對枯枝高影響不顯著，對活枝高的影響表現為隨間伐后的林分保留密度的減小而減小。與楊桂娟等對杉木的研究結果一致。杉木樹冠下部枝條死亡并宿存樹干上，并不脫落，因此，杉木的自然整枝能力并不由單一的枝下高決定。間伐后的林分保留密度對死枝數量的影響表現為隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，但并未表現出顯著性差異，低間伐后的林分保留密度會顯著增加活枝與總枝條數量，在一定程度上表明杉木枝條發育數量會隨生活空間的擴大而增大，與劉新亮等對樟樹幼齡林的研究結果一致。

（2）研究結果顯示，杉木死枝枝條的基徑與長度表現為隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，與吳鞠等的研究結果一致。活枝的枝長、基徑和分枝角表現為低的林分保留密度大于中、高保留密度，與唐繼新等對米老排的研究結果一致，隨著間伐后的林分保留密度的減小，枝條生長空間變大，水平競爭力減小，對陽光、水分吸收增大，枝條與樹干之間的夾角變大有利于枝條的生長。

（3）研究結果顯示，從垂直分布可知死枝的基徑、枝長與數量總體呈現出隨高度區間的增大而增大。活枝的數量基本呈現出隨高度區間的增大而增大，基徑、枝長、分枝角與高度區間呈反比，這與何韋均對米老排的研究結果一致。隨著林齡的增長，胸徑與樹高增大，對應的活枝枝條基徑、長度逐漸增大，隨著競爭的結果出現死亡宿存在樹干上。從水平分布可知，H、M的死枝在南部區域（90°～225°）基徑與枝長整體大于北部。這與靳曉娟對長白落葉松的枝條研究結果部分一致。在競爭的結果下南部區域的枝條發育相對北部較好，但較低的保留密度時，發育空間充足，水平分布差異不顯著。3種處理中，東部區域（0°～180°）枝條數量整體高于西部區域，H、M的活枝基徑與長度，H、M、L的分枝角均表現為南部區域（90°～225°）大于北部區域，但東部區域（0°～180°）枝條數量大于西部區域。這與吳捷對樟子松的研究結果部分一致，樟子松枝條在水平方位區間分布始終較為均勻，但本研究中只有低間伐后的林分保留密度枝條發育水平較為均勻，這是由樹種和保留密度的差異引起的。

該研究結果表明，要根據不同的培育目的來調整杉木的間伐后的林分保留密度，高間伐后的林分保留密度會抑制枝條基徑和數量的生長，從而減少節子的大小和數量，提高木材質量。除此之外，在杉木幼齡期時可以對林木進行修枝，以減少宿存枝條，達到提高木材質量、培育無節材的目的，綜合本研究中的3種間伐保留密度，結果表明1 800株·hm-2間伐后的林分保留密度更適宜培育無節大徑材。

（責任編輯：彭南軒）

基金項目：國家重點研發計劃項目（2021YFD2201302）;福建農林大學林學高峰學科建設項目（72202200205）。