不同撫育間伐強度對紅松人工林生長的影響

趙玉紅

（甘肅省小隴山林業保護中心榆樹林場，甘肅隴南 742300）

紅松（Pinus koraiensisSiebold &Zucc.）作為一種重要的經濟林木種類，在我國的林業生產中扮演著關鍵角色。但受林業資源有限和氣候異常變化等因素的影響，對紅松人工林進行科學管理與保護變得愈發迫切。撫育間伐作為林業管理中的一種重要措施，旨在提升紅松生長量、改善樹干分杈狀況、促進木材生產[1]。通過在甘肅省小隴山榆樹林場紅松人工林內進行不同強度的撫育間伐處理，全面了解撫育間伐對紅松人工林的影響，旨在為當地紅松人工林的可持續管理提供科學依據，并為我國林業管理實踐提供有益經驗。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究地位于甘肅省小隴山榆樹林場，地理位置位于東經104°23～106°43、北緯33°31～134°41，是我國西北地區獨具特色的林業生態系統。夏季，林場氣溫通常在20～25 ℃，而冬季則在-5～0 ℃。這種氣溫分布為紅松生長提供了適宜的條件，符合其生長需求。此外，夏季林場相對濕度在60%～70%，冬季略有下降（50%～60%），年降水量757 mm，主要集中在夏季和早秋，為紅松生長提供了充足的水資源。地形特征表現為丘陵和山地，海拔1 191 m，為不同強度撫育間伐處理提供了多樣化的場地選擇，具有很好的代表性。

1.2 試驗材料

選擇榆樹林場新造林區域的紅松人工林，所選紅松為2016 年定植，種苗的品種、育苗方式、定植方式及種植密度均相同。

1.3 試驗設計

試驗共設計3 個不同強度的撫育間伐處理，每個處理設置3 塊20 m×30 m 的觀測樣地。T1處理為輕度間伐組，株數采伐強度和蓄積采伐強度分別定為35%和15%，旨在移除生長較弱或病弱的樹木，改善林分的光照和通風條件[2]。T2處理為中度間伐組，株數采伐強度和蓄積采伐強度分別定為55%和30%，通過伐除去病弱和競爭力較弱的樹木，促進剩余樹木生長。T3處理為重度間伐組，株數采伐強度和蓄積采伐強度分別定為70%和50%。對照組（CK）的樣地不進行任何間伐處理，保持其自然狀態，用于與其他處理組的結果進行對比。

1.4 項目測定

間伐處理開始于2018 年春季，每隔6 個月對相關指標進行測定，持續測定4 年。測定的生長指標有樹高、胸徑、樹干分杈率，并調查枝條伸展和根系發展等情況，土壤質量及養分循環指標有土壤有機質含量、總氮含量、總磷含量、氮循環速率、磷循環速率等[3-4]。

其中，樹干分杈率計算公式為

式中：Nf為分杈木株數，Nt為林木總株數。

氮循環速率計算公式為

式中：RN為氮循環速率，Ninput為氮的總輸入量，Noutput為氮的總輸出量，T為時間段。

磷循環速率計算公式為

式中：RP表示磷循環速率，Pinput表示磷的總輸入量，Poutput表示磷的總輸出量，T表示時間段。

所有指標測量均由專業人員使用標準化設備進行。其中，樹高、胸徑使用電子高度測量儀及胸徑尺或電子測徑儀測定；土壤有機質含量利用元素分析儀測定；總氮、總磷含量利用流動注射分析儀、原子吸收光譜儀、感應耦合等離子體質譜儀測定；氮循環速率、磷循環速率利用元素分析儀、流動注射分析儀、離子色譜儀數獲得。

1.5 數據統計處理方法

測定數據采用SPSS20.00 軟件分析，以p＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 間伐對紅松林木生長的影響

在為期4 年間伐研究中，對林木生長的響應進行了綜合分析，考察了樹高增長、胸徑增長、枝條伸展和根系發展等多個指標。由表1 可知，相比于CK，T1、T2、T3處理紅松年均樹高增長量具有顯著優勢，其中T2處理年均樹高增長量最大，表明中度間伐強度對促進紅松生長最為有效（p＜0.05）。在胸徑增長上，T2處理同樣表現最佳（0.87 cm），超過T3、T1處理，表明中度間伐強度有利于紅松胸徑增長。在枝條伸展與根系發展指標中，T2處理改善效果明顯，而T3處理雖初期明顯但后期減弱，T1處理與CK 無明顯差異，表明中度和重度間伐對林木整體生長具有改善作用。

表1 間伐處理對林木生長影響對比數據

2.2 間伐對紅松樹干分杈率的影響

樹干分杈率對紅松樹冠直徑、體積有直接影響，與紅松林出材率密切相關。由表2 可知，T2處理樹干分杈率最高，與T3處理無顯著差異（p＞0.05），但顯著高于T1和CK 處理。

表2 間伐對紅松樹干分杈率的影響結果

2.3 間伐處理對土壤質量與養分循環的影響

由表3 可知，T1、T2、T3處理土壤有機質、總氮、總磷含量均顯著高于CK 處理（p＜0.05）。其中，T2處理土壤質量改善效果最為明顯，土壤有機質含量達到6.2%，總氮、總磷含量分別為0.40%、0.15%。這表明中度間伐有助于提升紅松林土壤肥力，能夠為林木生長提供更好的土壤環境。在氮循環速率、磷循環速率指標上，間伐處理顯著加快了氮、磷循環速率（p＜0.05）。其中，T2、T3處理改善效果最為明顯。綜合分析，間伐處理可通過改善土壤結構提升土壤肥力，并促進土壤養分有效循環與利用，其中中度間伐（T2處理）效果最佳。

表3 不同間伐處理對土壤質量與養分循環影響對比數據 單位：%

3 結論與討論

3.1 間伐強度對紅松生長的影響

根據甘肅省小隴山榆樹林場進行的4 年間伐實驗，發現中度間伐最有利于紅松生長和發展。在中度間伐處理下，紅松的生長速率顯著提高，這是由于適度減小林分密度改善了光照條件、促進了空氣流通，從而促進了樹木生長。此外，中度間伐對林分結構的改善、土壤質量的提升具有重要作用，為紅松提供了更好的生長環境。輕度間伐雖然也對紅松生長具有一定的促進作用，但其效果不及中度間伐顯著。因此，輕度間伐更適合于維持林分的基本結構和生態平衡。相比而言，重度間伐雖然在初期促進了紅松快速生長，但長期來看，可能會因為破壞了生態平衡而對紅松的健康生長產生負面影響。重度間伐后林分密度大幅降低，可能會引起生態系統功能紊亂，導致出現土壤侵蝕和水分流失等問題，從而對紅松長期生長造成不利影響。因此，中度間伐在實現紅松人工林的可持續管理和提高林木生長效率方面具有重要意義。

3.2 土壤質量改善的機制分析

在甘肅小隴山榆樹林場進行的4 年間伐試驗中，筆者對土壤質量改善機制進行了分析，特別是中度間伐在提高土壤質量方面表現突出。通過間伐減小林木密度，可增加光照、促進空氣流通，改善土壤條件，促進土壤生物活動和有機物分解。間伐產生的枯枝落葉增加了土壤表面的有機物覆蓋，促進了有機質的積累和分解，提高了土壤肥力[5]。此外，土壤結構的改善和有機質含量的增加增強了土壤的水分保持能力，提高了養分循環效率。同時，樹木密度減小后為剩余樹木提供了更大的生長空間，改善了土壤結構，提高了土壤的透氣性和滲透性，促進了根系的發展。

在甘肅小隴山榆樹林場進行的為期4 年的紅松人工林間伐試驗表明，中度間伐（株數采伐強度55%、蓄積采伐強度30%）是促進紅松人工林生長、改善林分結構、改善土壤質量的最有效方法。