人工抚育对天然次生林生长的影响探讨

任建勇

(西安市小王涧国有生态林场，陕西 周至 710400)

1 引言

天然次生林是指天然林在不合理砍伐破坏后，经过天然的恢复更新，树根重新自然生长繁衍，最终长出来的幼树所形成的天然植物群落。次生林在生长初期胸径、树高等增长较快，但存在成熟早，寿命短等问题，不适宜用于培育大径材。立足我国森林资源现状，加强次生林抚育是提高森林综合功能，发展现代林业的必然要求。科学合理的人工抚育措施对加强森林的生态、社会、经济效益，维持森林生态系统的稳定，确保生态系统健康和活力具有十分重要的作用[1～3]。因此，本研究选取秦岭北麓地区油松幼龄林为研究对象，通过对比人工抚育及未经过人工抚育的油松天然次生林的树高、胸径、单株材积等生长量的差异，初步探究人工抚育对天然次生林生长的影响，为做好天然次生林抚育工作，提高林分的生产率及改善林分的质量提供依据和参考。

2 材料与方法

2.1 试验样地自然概况

试验在西安市小王涧国有生态林场区内进行，样地平均海拔高度1107 m，地理坐标为33°48′29″N，108°48′29″E，土层厚度为60 cm，土壤类别为山地棕壤土，样地处于阔叶林带，森林覆盖率达93%。样地所在坡向为东方向，坡度为30°。样地区域属暖温带气候区，气候温凉而湿润，年平均气温6～8 ℃，降水量700～1300 mm。林分类型为2005年人工造油松幼龄纯林，长势良好，其中还分布有少量灌木，主要为黄栌、忍冬、卫茅等，地被物为禾草、蒿草等，盖度为25%。

2.2 试验方法

2.2.1 样地布设

在油松幼龄林中，量取长50 m、宽20 m，面积为1.5亩的两块相同起源、相同林龄、相同立地条件的长方形油松幼龄林来布设样地。样地四角埋设固定标志，边界挂号明显，并用红漆喷涂。其中一块进行人工抚育，另一块不进行人工抚育(作为对照组)。抚育组在本次抚育前，样地内共有株数218株，其中个别有双株并存现象，经过定株抚育后实际保存207株。抚育前郁闭度为0.8，抚育后郁闭度为0.6。样地布设时间为2013年8月，监测时间为2013、2014和2015年度。

2.2.2 试验样地人工抚育方法

本试验主要采用抚育方法，具体包括：①定株、割灌、修枝、间伐；②清除林木根部丛生木，清除影响目的树种生长的灌木或藤蔓；③清除生长过密且生长不良苗木，合理确定幼树间距，间密留匀，伐劣留优；④砍除过密处生长不良的5 cm以下林木，清除枯倒木、枯立木。

通过定株—割灌—修枝的综合抚育方法，达到合理确定幼苗、幼树株数，促进目的树种及林分生长。

2.3 数据采集及计算

2.3.1 树高测定及计算

采用测高仪对样地内油松的树高进行测量。测量树高时，以根部的斜坡的上部为基点进行树高测量。自2013年5月份抚育后开始统计，每隔半年观察测量一次树高并记录。平均树高增长量为样地内树高与前一年之差的平均值。树高增长率计算公式为QHn=(Hn—Hn-1)/Hn，其中QHn为树高的年增长率，H为树高，n为年份。

2.3.2 胸径测定及计算

采用围尺测量距地1.3m处样地内油松的胸径。自2013年5月份抚育后开始统计，每隔半年观察测量一次胸径并记录。平均胸径为样地内油松胸径的平均值。胸径增长率计算公式为QDn=(Dn—Dn-1)/Dn，其中QDn为胸径的年增长率，D为胸径，n为年份。

2.3.3 油松单株材积计算

根据树高及胸径计算材积，公式为V=0.000066492455×D1.8855617×H0.93768879。其中，D为胸径，H为树高，V为样地内油松的单株材积。单株材积增长率计算公式为QVn=(Vn—Vn-1)/Vn，其中QVn为单株材积的年增长率，V为单株材积，n为年份。

2.4 数据分析

本试验利用 Excel对人工抚育及未抚育油松林(对照区)的树高及胸径进行统计，并绘制树高及胸径生长曲线图，通过SPSS20.0对油松树高年增长率、胸径年增长率、单株材积年增长率进行t检验，分析差异显著性。

3 结果及分析

3.1 人工抚育对油松林树高生长的影响

人工抚育及未抚育油松林树高变化情况如图1所示。结果表明：随着树龄的增长，未抚育及人工抚育的油松的树高均保持匀速增长，与未抚育的油松林平均树高相比，经过人工抚育的油松树高增长更快，并于2015年超过未抚育的油松林。经统计，2013～2015年未经抚育的对照组油松林平均树高为2.62 m、2.83 m、3.07 m，2014年、2015年年增长率为8.14%，8.47%，而经过人工抚育的油松林平均树高分别为2.55 m，2.78 m，3.14 m，2014年、2015年年增长率为9.31%，12.93 %。其中，经过人工抚育的油松林2014年、2015年年增长率分别较未经抚育的对照组高出1.16%，4.46%，见表1。

利用t检验对油松树高平均年增长率进行差异性分析结果显示，2014年经过人工抚育的油松林树高平均年增长率与未抚育的对照组无显著差异(P2014=0.213>0.05)、2015年显著高于未抚育的油松林(P2015=0.001<0.05)，结果表明合理的人工抚育可以促进油松林树高生长，见表1。

图1抚育及未抚育油松林树高变化

表1抚育及未抚育油松林树高分析

样地平均树高/m2013年2014年2015年年增长率/%2014年2015年对照组2.622.833.07 8.148.47抚育组2.552.783.149.3112.93∗

注：“*”表示在p=0.05水平上存在显著性差异

3.2 人工抚育对油松林胸径生长的影响

人工抚育及未抚育油松林胸径变化情况如图2所示，未抚育及人工抚育的油松胸径均保持匀速增长，与未抚育的油松林平均胸径相比，经过人工抚育的油松增长更快。经统计，2013年至2015年对照组油松林平均胸径分别为5.29 cm、5.41 cm、5.58 cm，2014年、2015年年增长率为2.26%、3.21%，而经过人工抚育的油松林平均胸径分别为5.16 cm、5.45 cm、5.93 cm，2014年、2015年年增长率为5.68%、8.67%。其中，经过人工抚育的油松林2014年、2015年胸径年增长率分别较未经抚育的对照组高出3.41%、5.47%，见表2。

利用t检验对胸径平均年增长率进行差异性分析结果显示，2014年、2015年经过人工抚育的油松林胸径年增长率均显著高于未经过抚育的对照组(P2014= 0.001<0.05，P2015=0.001<0.05)，结果表明合理的人工抚育可以促进油松林胸径增长，见表2。

图2抚育及未抚育油松林胸径变化

表2抚育及未抚育油松林胸径分析

样地平均胸径/cm2013年2014年2015年年增长率/%2014年2015年对照组5.295.415.58 2.263.21抚育组5.165.455.935.68∗8.67∗

注：“*”表示在p=0.05水平上存在显著性差异

3.3 人工抚育对油松林单株材积的影响

人工抚育及未抚育油松林单株材积情况如表3所示，未抚育及人工抚育的油松单株材积均呈现持续上升，与未抚育的油松林单株材积相比，经过人工抚育的油松增长更快。经统计，2013～2015年未经人工抚育的对照组平均单株材积分别为0.0038m3、0.0043 m3、0.0049 m3，2014年、2015年年增长率为12.26%、14.54%，经过抚育的油松林平均单株材积分别为0.0044 m3、0.0053 m3、0.0068 m3，2014年、2015年年增长率为20.28%、29.73%。其中，经过人工抚育的油松林2014年、2015年单株材积年增长率分别较未经抚育的对照组高出8.02%、15.19%。

利用t检验对单株材积平均年增长率进行差异性分析结果显示，2014年、2015年经过人工抚育的油松林单株材积年增长率均显著高于未经过抚育的对照组(P2014=0.001<0.05，P2015=0.001<0.05)，结果表明合理的人工抚育能促进的油松林单株材积的增长。

表3抚育及未抚育油松林单株材积分析

样地平均单株材积/m32013年2014年2015年年增长率/%2014年2015年 对照组0.00380.00430.004912.2614.54抚育组0.00440.00530.006820.28∗29.73∗

注：“*”表示在p=0.05水平上存在显著性差异

4 结论与讨论

(1)本研究结果表明，合理的人工抚育可以有效地促进油松幼龄林的胸径、树高、单株材积等生长量的增长，经过人工抚育的油松林生长量和林分质量显著高于对照组。经过人工抚育的油松林2014年、2015年平均树高增长率为9.31%、12.93 %，较对照组分别高出1.16%、4.46%；平均胸径增长率为5.68%、8.67%，较对照组分别高出3.41%、5.47%；单株材积增长率为20.28%、29.73%，较对照组分别高出8.02%、15.19%，t检验结果显示经过人工抚育的油松林树高、胸径、单株材积增长率均显著高于未经抚育的对照组油松林。

而在对其它林分因子的调查中发现，经人工抚育的油松林生长密度合适，生长空间、光照充足，目的树种生长健康。而未抚育的油松林，林木下枝已开始枯黄，健康状况稍差。油松幼龄纯林人工抚育调查结果充分表明了，人工抚育使油松幼龄林有了合理的密度和生长空间，改善了林分状况，有效地促进了林木生长。

(2)对油松幼龄林人工抚育调查结果充分表明，人工抚育使油松幼龄林有了合理的密度和生长空间，改善了林分状况，有效地促进了林木生长，这与曹云等[4]、孟庆军等[5]对其它地区油松人工林抚育间伐效果的研究相一致。曹云等[4]、孟庆军等[5]研究结果表明，人工抚育间伐措施有效地促进了油松生长，改变了林内环境，降低了林地植物种内对水分及养分的竞争，并增加了油松林林下的植被的种类数量和植被盖度。武朋辉[6]、李景一[7]及王丽娟[8]等探索了适宜当地油松人工林生长的抚育间伐强度，研究结果表明适宜的间伐强度有利于油松林的生长，但是间伐强度过大会导致林分稀疏，最终难以郁闭成林，影响油松生长及森林生态服务功能。因此，根据秦岭森林环境的不同，结合具体实际情况，优化调整林分结构，营造混交林，将抚育间伐与林分改造相结合，确定油松次生林抚育方式、方法，进行强度合理、高质量的抚育，对于培育健康稳定的森林群落，提高秦岭油松林林分的生产率、减少病虫害发生和改善林分的质量具有重要意义。

(3)对秦岭地区油松天然次生林人工抚育方法、强度等有待进一步研究。