樟子松人工林密度调控中不同方式间伐对林木生长的影响

刘敏，卢志朋，安宇宁，杨树军，曹怡立，马骏

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

樟子松(var.)原产于内蒙古红花尔基，具有耐寒、耐旱、耐贫瘠和较速生等优良特性，辽宁省沙地治理与利用研究所于1953年引种到章古台地区，开创了樟子松治沙造林的先例，并建立起以樟子松为主，油松、赤松及当地乡土树种小叶杨、小青杨、色木槭为辅的第一代防风固沙林，为我国的防沙治沙事业做出很大的贡献。为了保证造林成活率和保存率，第一代防风固沙林初植密度均很高，但随着林龄的增长，种群密度变化影响了樟子松固沙林的生存状况及林分稳定性，成为生产中亟须解决的实际问题。密度调控是人工林经营的主要手段，合理的密度管理是提高人工林生产力和发挥森林最大功能的重要途径。当前，密度调控技术已成为不同树种造林后抚育间伐和森林经营管理的重要依据和关键技术。因此，通过对樟子松生长状况、经营目标及初始密度的综合考虑，采用合理的间伐方式进行林分密度调控，通过提高直径生长达到建筑材收益的最佳化。针对引种区培育樟子松速生建筑材林过程中存在的关键技术问题，从提高生产力的角度，以密度调控中不同方式间伐为切入口，找出合理的间伐方式，为樟子松人工林高效经营提供依据。

1 试验地概况

试验地选在辽宁省沙地治理与利用研究所章古台基地试验林内(42°43′—42°51′ N，121°53′—22°22′ E)，属亚湿润干旱区，年降水量480～520 mm，多年平均蒸发量1 700 mm，年均气温5.7 ℃，无霜期150～160 d。土壤为沙土，土壤含水率与有机质含量均较低。该地区主要分布的乔木树种有樟子松、云杉()等。常见草本植物有少花蒺藜草()、狗尾草()、披碱草()等。

2 试验方法

试验设置群团状、机械疏伐、留优去劣3种密度调控间伐处理方式。群团状密度调控是建立3～5个团块，团块内林木不做任何处理，伐除团块外的林木，使团块间有一定的空间。这种密度调控方式适用于林相不整齐，已经有天窗的林地，使天窗处于团块外。机械疏伐是在林地内留1行伐1行，间伐后林地的株距不变，行距增加一倍。这种隔行伐行的机械疏伐适用于林相整齐，林木分布均匀的林地。留优去劣是在林地内进行选优，确定一定的保留株数后，伐除劣等林木。这种留优去劣的间伐方式适用于林相不整齐，林木优劣相差较大的林地。

本试验选取1993年造林的两处林分为试验地，造林初植密度为1.5 m×2 m。于2011年秋进行群团状、隔行伐行的机械疏伐、留优去劣、对照共4种处理的密度调控试验。分别在八堆子试验区和三家子试验区设立2次重复(表1)。

表1 样地基本情况

2.1 试验标准地的建立

2.1.1 群团状试验地 选取带有天窗、林相不整齐的一块梯形林地，在林地内躲开天窗建立5个方形地块，分别标记为团Ⅰ、团Ⅱ、团Ⅲ、团Ⅳ和团Ⅴ。团块长宽约12 m，对团块外的林木进行皆伐处理，处理后形成5个独立的团状林地，团块与团块间隔约6 m。处理后5个团块总面积0.06 hm。

2.1.2 机械疏伐试验地 选取林相较整齐的一块林地，面积0.06 hm。在林地内进行留1行伐1行的机械疏伐，形成株行距为1.5 m×4 m的林地。

2.1.3 留优去劣试验地 选取林相不太整齐，林木优劣差异较大的一块林地，面积0.06 hm。在林地内按50%比例进行留优去劣式间伐。

2.1.4 对照试验地 选取具有当地代表性的一块林地，面积0.03 hm，不做任何处理为对照CK。

2.2 调查方法

从2011年秋季开始，每年对各个试验标准地进行调查，调查记录树高、胸径、冠幅、生长状况、枯死率。本文数据选取2017—2021年连续5年秋季调查数据，在试验地内设置10 m×10 m小样地选取50株样树作为径阶分布样本。

2.3 数据处理

采用Excel进行数据处理分析、作图。

3 结果与分析

3.1 不同方式间伐对樟子松胸径生长的影响

从图1可以看出，不同方式间伐樟子松胸径生长变化趋势基本相似，呈显著逐年上升趋势，并且留优去劣>机械疏伐>群团状>CK对照组，且留优去劣、机械疏伐、群团状间伐要远高于CK对照组，4组增长率2020-2021年为最大的变化年度。

图1 樟子松胸径变化

3.2 不同方式间伐对樟子松林分蓄积生长的影响

从图2可以看出，樟子松蓄积量的增长变化趋势基本相似，呈显著逐年增长趋势，其中留优去劣>机械疏伐>群团状>CK对照组，留优去劣方式间伐的蓄积增长量要明显高于其他三者，2019-2020年蓄积增长量变化最大，其他年度变化较为平缓。

图2 樟子松蓄积增长量

从图3可以看出，樟子松累计蓄积增长量均呈现为留优去劣>机械疏伐>群团状>CK对照组，其中留优去劣要高于其他三组，机械疏伐、群团状疏伐及CK对照累计蓄积增长量变化趋势基本相同，累计蓄积增长量与年增长量变化一致。

图3 樟子松累计蓄积增长量

3.3 不同间伐方式对樟子松径阶分布的影响

通过表2可以得出，在CK对照组径阶分布表中，两个试验区的径阶分布基本一致，主要是在小径阶、中径阶，小径阶>10～12 cm占比最大，中径阶>16～18 cm在所有样树中占比最小，大径阶没有。随着时间的变化林分的小、中径阶立木的径级开始增长，同时会出现小、中径阶比例减少，中、大径阶比例呈上升趋势。

表2 CK对照组径阶分布表 单位：株

在机械疏伐径阶分布表(表3)中，两个试验区机械疏伐径阶分布相似，主要分布在小径阶>10～12 cm、中径阶及大径阶>18～20 cm中，其中径阶占比最大为中径阶>12～14 cm，其次为中径阶>14～16 cm、小径阶>10～12 cm、中径阶>16～18 cm、大径阶>18～20 cm。在2017—2021年生长变化中，林木径级生长规律的变化呈现由小到大的变化，且呈现径阶占比从集中在小、中径阶到中、大径阶的变化趋势。

表3 机械疏伐径阶分布表 单位：株

通过表4可以得出，在留优去劣径阶分布表中，两个试验区的径阶分布基本一致，主要是在小径阶、中径阶、大径阶中，其中，中径阶>12～14 cm占比最大，其次为中径阶>14～16 cm。随着时间的变化，林分的小、中径阶立木的径级开始增长，同时会出现小、中径阶比例减少，中、大径阶比例呈上升的趋势，2021年留优去劣径阶分布主要是在中径阶，占比为83%。

表4 留优去劣径阶分布表 单位：株

在群团状径阶分布表(表5)中，径阶分布主要分布在中径阶，中径阶占比最大的为>12～14 cm。在2017—2021年生长变化中，林木径级生长规律的变化呈现由小到大的变化，且径阶占比从集中在小、中径阶到中、大径阶的变化趋势。

表5 群团状径阶分布表 单位：株

4 结论

在樟子松人工林的密度调控中不同方式间伐均会对林分的胸径和蓄积生长产生促进作用。试验结果表明：留优去劣间伐方式对林分胸径生长量的促进作用最为显著，其次依次为机械疏伐、群团状疏伐，即合理的间伐方式对林分胸径生长的影响尤为明显；留优去劣对林分蓄积生长量的促进作用最为明显，其次依次为机械疏伐、群团状疏伐。所以，在今后的生产实践中，可以因地制宜选择留优去劣、机械疏伐、群团状疏伐作为樟子松人工林密度调控的间伐方式。抚育间伐的效应是一个动态过程，因此需要对间伐后的林分进行定期调查和研究，根据林分在不同间伐方式条件下发生的变化来确定林分抚育间伐的适宜方式。通过抚育间伐后林木得到了有效的生长空间，林木获得的光照、水分和养分均有不同程度增加，林分生长表现较好。因此，为了保证林分可以高效和稳定生长，需要确定合理的间伐强度，以改善林分的生长空间和营养空间。