不同林业经营方式对马尾松人工林林分结构的影响

杨阿莉

甘肃省小陇山林业保护中心高桥林场，甘肃 陇南 742304

0 引言

人工林是指由人工种植方式营造和培育而成的森林，具有成活率高、林木生长速度快、开发方便及经济效益显著等特点，是我国林业生态重要的组成部分［1］。第九次全国森林资源连续清查数据显示，我国森林面积已达到2.2亿hm2，森林蓄积量为175.6亿m3，其中人工林面积达到了227.94 万hm2，已成为世界上人工林面积最大的国家［2］。但近几年，林木质量不高、生长周期长等问题已成为制约马尾松人工林发展的主要因素。基于此，笔者以马尾松人工林为研究对象，在高桥林场内选取研究样地，探究不同林业经营方式对马尾松人工林林分结构的影响，以寻求马尾松人工林合适的经营方式，助力我国人工林事业可持续发展。

1 研究区域概况

选择甘肃省小陇山林业保护中心高桥林场作为试验区域。该区域位于小陇山中部，北接李子、观音、党川林场，南邻榆树林场，东与左家林场接壤，西与麻沿林场相连，属秦岭南坡，地处陇南市徽县境内，地理位置为东经105°50′01″～106°15′16″，北纬33°57′33″～34°09′40″。研究区为东西走向（长39 km），南北宽15 km，整体气候条件呈大陆性季风气候，年平均气温12.5 ℃，年降水量可达738.9 mm，年平均日照时间1 562 h，年无霜期约185 d。地质构造上属于秦岭褶皱地带，土壤主要为褐色土及棕壤，该区域在呈较明显的垂直分布。当地常见树种有华山松、杉木、油松、白皮松、云杉、冷杉及侧柏等。

2 研究方法

2.1 样地设置

经探查，在高桥林场内选择林分与环境条件基本一致的马尾松人工林作为研究样地。此次研究共设置目标树经营、传统抚育经营（蓄积间伐强度与株数）及不做采伐（CK）3 种经营方式。目标树经营方式有2 个水平，每个样地目标树设置6株、14株2个密度，采伐干扰树后经折算蓄积间伐强度为6.6%、17.5%，分别记作A1、A2。传统抚育经营有2种间伐方式，一种是与目标树经营方式保持相同的蓄积间伐强度（6.6%、17.5%），分别记作B1、B2；另一种是与目标树经营方式保持相同的采伐株数，经折算后株数间伐强度为13.8%、21.2%，分别记作C1、C2。此试验共7个处理，每个处理设3个重复。其中，目标树为生命力强、长势旺、干形通直、材质优良、表面无损伤的马尾松苗木；干扰树则为对目标树的生长产生负面影响的树，如与目标树间隔较小、压弯目标树1/3树冠的树等［3］。试验共布设30 m×30 m固定样地21个，并依次编号。在样地四周设置围挡，保证各样地边界明确，同时详细记录各样地的地形因子和马尾松生长情况（见表1）。

表1 样地地形因子和马尾松生长情况

2.2 研究指标

布设样地后，于2022 年8—11 月对竞争木和间伐木进行采伐。采伐后30 d，通过测定林分空间结构指数（包括混交度、竞争指数、开敞度等），分析不同林业经营方式下马尾松人工林林分空间结构特征［4］。

2.3 数据处理

利用Excel 2020 和AcrGIS 软件对试验数据进行处理。

3 结果与分析

3.1 不同林业经营方式对马尾松人工林树种隔离程度的影响

经数据汇总计算，不同林业经营方式下各样地马尾松人工林中马尾松与柏木的混交频率分布及均值如表2 所示。由表2 可知，①在CK 经营方式下，马尾松处于零度混交状态的林木比例为72.1%，处于弱度混交和中度混交状态的林木比例为27.9%，处于强度混交和极强度混交状态的林木比例为0。这说明未经间伐抚育处理，人工林林分内大多为马尾松，仅有少量柏木混交其间，树种异质度较低。②在目标树经营方式下，马尾松处于零度混交状态的林木比例有所下降，下降幅度为0.077～0.105；处于弱度混交和强度混交状态的林木比例均有上升，上升幅度分别为0.071～0.073 与0.013～0.017。同时，马尾松平均混交度随着目标树保留株数的增加呈上升趋势［5］。③在蓄积-传统抚育经营方式下，马尾松处于零度混交与中度混交状态的林木比例均有所下降，下降幅度分别为0.043～0.087 与0.001～0.099；处于弱度混交和强度混交状态的比例虽有小幅度上升，但也随着采伐强度的加大表现出下降趋势；处于极强度混交状态的林木比例变化最为明显，由0.005 下降至0。④在株数-传统抚育经营方式下，马尾松处于零度混交和中度混交状态的林木比例均有所下降，下降幅度为0.037～0.046 与0.033～0.037；处于弱度混交状态的林木比例呈上升状态，上升幅度为0.051～0.083［6］。由此可见，此次研究所选取的3 种不同林业经营方式，在同一对比处理下，马尾松平均混交度表现为A＞B＞C，说明采取目标树经营后，马尾松人工林混交度表现出了明显增加趋势，有效改善了林分内马尾松树种与柏木树种的隔离程度，提升了林分的整体稳定性。

表2 不同林业经营方式下各样地马尾松与柏木混交频率分布及均值

3.2 不同林业经营方式对马尾松人工林透光条件的影响

经数据汇总计算，不同林业经营方式对马尾松人工林透光条件即开敞度的分布频率与均值如表3 所示。由表3 可知，①在CK 经营方式下，马尾松人工林林分开敞度均值达到0.170，且仅有2.1%的马尾松林木所需生长空间得到满足，大部分林木的生长空间正处于不足或严重不足的状态。②在目标树经营方式下，马尾松林木生长空间得到了有效改善，各处理林分平均开敞度均得到不同程度的提高；尤其是A2处理，17.2%的马尾松林木所需生长空间得到了满足，林内开敞度得到明显提高［7］。③在传统抚育经营方式下，马尾松林木各处理林分平均开敞度相较于CK 经营方式均得到了小幅度提升；但在蓄积-传统抚育经营方式下，各处理林分平均开敞度分布频率在（0.3，0.4］的树木不到22%；在株数-传统抚育经营方式下，各处理林分平均开敞度在（0.3，0.4］的树木不到19%。由此可见，在同一对比处理下，马尾松人工林林分开敞度表现为A＞B＞C。这说明在目标树经营方式下，马尾松人工林林分透光条件得到明显优化，且随着对干扰树间伐强度的加大，林分开敞度也呈现上升趋势［8］。虽然蓄积、株数两种传统抚育经营方式也可提高马尾松人工林林分开敞度，但总体数值要小于目标树经营方式。因此，相较于传统抚育经营方式，目标树经营方式更能提高林分开阔程度，使树木在生长过程中得到更多的生长空间与光照资源，适用于大径材的培育［9］。

表3 不同林业经营方式下马尾松人工林开敞度频率分布及均值

3.3 不同林业经营方式对马尾松人工林林木竞争的影响

经数据汇总计算，不同林业经营方式下马尾松人工林林木竞争指数如表4所示。由表4可知，①各研究样地林木平均竞争指数具有明显差异，分布范围在2.518～3.554。其中，在CK 经营方式下，林木竞争指数最高（3.554）；其次为C1、C2经营方式，A2林木平均竞争指数最低（2.518）。②在目标树经营方式下，林木竞争指数随着干扰树间伐强度的加大而降低，且林木竞争指数最大值也明显降低，A2经营方式相较于CK 经营方式林木竞争指数最大值下降了7.411。③在蓄积-传统抚育经营方式下，林木竞争指数最小值相对于CK经营方式有所降低，但变化幅度较小，下降区间为0.072～0.331，且竞争指数最大值也随着间伐强度的加大呈现下降趋势。④在株数-传统抚育经营方式下，各处理林木竞争指数最小值有所上升，上升区间为0.029～0.195，林木竞争指数的最大值呈现出了先下降后上升的趋势。由此可见，在同一对比处理下，马尾松人工林林木竞争指数表现为A＜B＜C，即目标树经营方式＜蓄积-传统抚育经营方式＜株数-传统抚育经营方式。这说明目标树经营方式降低马尾松人工林林木间竞争的效果要优于传统抚育经营方式，可有效降低林木间竞争激烈态势，激发林木生长活力［10］。

表4 不同林业经营方式下马尾松人工林林木竞争指数

4 结论与讨论

笔者在甘肃省小陇山林业保护中心高桥林场选取林分与环境条件基本一致的马尾松人工林作为试验地，采用目标树经营、传统抚育经营（分为株数与间伐强度）及不做采伐3 种经营方式，探究不同林业经营方式对马尾松人工林林分结构影响，研究结果如下。

第一，在同一对比处理下，马尾松平均混交度表现为A＞B＞C。这说明采用目标树经营方式后，马尾松人工林混交度表现出了明显增加趋势，且马尾松平均混交度也随着目标树保留棵数的增加逐年上升，有效改善了林分内马尾松树种与柏木树种的隔离程度，提升了林分的整体稳定性。

第二，在同一对比处理下，马尾松人工林林分平均开敞度表现为A＞B＞C。这说明在目标树经营方式下，马尾松人工林林分透光条件得到明显优化，且随着对干扰树间伐强度的加大，林分开敞度也呈现出上升趋势。虽然蓄积、株数两种传统抚育经营方式也可提高马尾松人工林林分开敞度，但总体数值要小于目标树经营方式。因此，相较于传统抚育经营，目标树经营方式更能提高林分开阔程度，使树木在生长过程中得到更多的生长空间与光照资源，适用于大径材的培育。

第三，在同一对比处理下，马尾松人工林林木竞争指数表现为A＜B＜C。这说明目标树经营方式在降低马尾松人工林林木间竞争方面的效果要优于传统抚育经营方式，可有效缓解当前马尾松人工林培育过程中的林木竞争压力，助力林木成长。

此次研究通过对比目标树经营与传统抚育经营两种方式对马尾松人工林林分结构的影响可以发现，相较于传统抚育经营方式，目标树经营方式可以取得更加良好的效果。因此，在马尾松人工林后期抚育工作中，林业人员可采用目标树经营方式提高马尾松林质量，使其林分结构趋近理想状态，从而为我国林业可持续发展贡献积极力量。