李蓮芳 李衛(wèi)沖 鄭樹宏 龔建斌

(1.西南林業(yè)大學林學院，云南 昆明 650224；2.宜良祿豐村林場，云南 宜良 652211)

滇中云南松低質(zhì)低效人工林疏伐的密度及生長動態(tài)研究

李蓮芳1李衛(wèi)沖2鄭樹宏2龔建斌2

(1.西南林業(yè)大學林學院，云南 昆明 650224；2.宜良祿豐村林場，云南 宜良 652211)

在滇中宜良祿豐村林場，以0、25.8%、31.5%和27.7%的株數(shù)疏伐強度對密度為 7 311、4 933、6 733 株/hm2和 4 211 株/hm2的4塊30 m×30 m林齡25年生塘狀直播造林的云南松人工林樣地進行首次疏伐。疏伐后1.0 a和5.3 a時，進行每木調(diào)查，計算林分密度、活立木生長量和枯立木數(shù)量。結(jié)果表明，疏伐有效地促進了林木生長，其中：1)疏伐1.0 a和5.3 a后，樣地1～4的林分密度降低至 6 744、3 604、4 579、2 989 株/hm2和 3 856、3 000、4 278、2 611 株/hm2；2)疏伐5.3 a后，樣地1～4的林分平均胸徑和樹高分別從疏伐前7.7、6.2、8.1、8.9 cm和6.4、5.7、8.5、8.5 m，提高至9.6、9.6、10.3、11.0 cm和9.2、9.5、10.5、12.1 m； 3)對照樣地的蓄積量比疏伐后的增加13.6%，而疏伐樣地2～4則分別增加156.8%、49.5%和37.5%，均高于對照。對照林分的枯立木高達55.0%，疏伐林分的為8.0%～19.6%，揭示了此類林分的實際疏伐強度還可以相應地提高。

云南松；疏伐；林分密度；生長動態(tài)

低質(zhì)低效林的形成包括自然和人為兩方面的因素[1-5]，自然因素一般是通過適地適樹、適地適種源或適地適家系等控制起源進行改造，人為因素根據(jù)具體成因采取相應的措施進行改造，尤其是因林分密度高所致的低質(zhì)低效林，通常開展撫育疏伐或間伐的方式可實現(xiàn)林分的改善，從而變低質(zhì)低效林為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)林[6-8]。本研究的云南松(PinusyunnanensisFranch.)人工林屬密度過高而未及時開展撫育疏伐的低質(zhì)低效林類型，因此，研究旨在了解幼林階段未適時開展撫育疏伐的云南松林分于中齡林階段首次撫育疏伐后林分密度、生長和蓄積量的動態(tài)變化，為此類林分的經(jīng)營管理提供科學依據(jù)。

1 研究林地概況

研究林地位于昆明市宜良縣祿豐村林場的徐家山林區(qū)，地處東經(jīng)103°03′，北緯24°31′，海拔 1 970～2 100 m；年平均氣溫16.9 ℃，極端最低和最高氣溫分別為-5.0 ℃和35.1 ℃，年平均霜期67 d，年平均光照時數(shù) 2 006 h；疏伐林分坡度15°～20°。云南松于1984年塘狀直播造林，疏伐時林齡為25 a。造林后，林分僅進行防火和防止牲畜踐踏的管護，未開展幼林撫育和疏伐等任何經(jīng)營活動，林木自然生長。林地周邊的半陰坡、陰坡、溝壑等處，由于強陽性的云南松生長較櫟類(Quercusspp.)等闊葉樹種緩慢，逐漸演替為天然更新的櫟類占優(yōu)勢的闊葉林或針闊混交林；林分密集，林下枯落物較多；云南松一塘多株現(xiàn)象突出。林木通直，彎扭木所占比例較小，但枯立木比例較大(≥7.4%)，說明林分密度過高，導致林木通過大量的自然稀疏實現(xiàn)密度結(jié)構(gòu)的自然調(diào)整。林分因經(jīng)營管理不當，未在適宜的林齡階段開展疏伐，屬人為因素導致的云南松低質(zhì)低效林中典型的劣質(zhì)低產(chǎn)人工林[5]，通過撫育疏伐和間伐改善林分結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)促進林木生長、提高林分蓄積和林木質(zhì)量的目的。

2 研究方法

試驗實施林分內(nèi)，選擇同一坡向(SE)、坡位和立地條件基本一致的1 hm2林地為疏伐的總面積，于其中選擇林木生長較為均勻的4塊900 m2(30 m×30 m)樣地進行調(diào)查和疏伐。設計疏伐強度分別為林分密度的0(對照)、20%、30%和40%。由于林分密度不均勻，為了照顧樣地的林木均勻一致，按郁閉度保留約0.5的要求，實際相應的疏伐強度分別為0(樣地1)、25.8%(樣地2)、31.5%(樣地3)和27.7%(樣地4)。

樣地中的云南松于疏伐前進行胸徑的每木檢尺，并用粉筆逐株臨時編號標記；樹高測定10%～15%具有代表性的樣木，并統(tǒng)計枯立木株數(shù)。調(diào)查時根據(jù)林木生長狀況，按克拉夫特分級法[9]，將云南松分為I、II、III、IV和V級，并計算云南松的平均胸徑和樹高，結(jié)合疏伐強度設計，逐株確定伐除木。疏伐原則：伐除全部的IV和V級(僅在林地的林窗較大處部分保留極少的此類林木)，部分伐除形質(zhì)指標較差或調(diào)整密度的III級木，少量伐除干形差的I和II木；櫟類等闊葉樹種以有利于云南松生長為原則，進行適當疏伐，若不影響目的樹種生長，則保留作為伴生樹種。根據(jù)云南松的疏伐林木編號，計算其疏伐前后的密度、胸徑和樹高。平均單株蓄積公式計算[10]：

式中：V為平均單株蓄積；D1.3為林分平均胸徑；H為林分平均樹高。

根據(jù)林分單株蓄積和單位面積的蓄積量,分別于疏伐后1.0 a和5.3 a測定相應樣地內(nèi)的林木胸徑、樹高、枯立木和闊葉樹種的株數(shù)，作為林木生長、密度和樹種組成等統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 疏伐前后云南松的密度和生長變化

3.1 密度的變化

疏伐強度0.0%、25.8%、31.5%和27.7%(樣地1～4)的林分，疏伐前的云南松密度達 4 211～7 311 株/hm2(表1)，即使在相鄰和同一坡面相似立地條件下相同更新和經(jīng)營方式的林分，保留密度呈現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。由于該林分代表滇中云南松直播造林和天然更新的中齡林現(xiàn)狀，故把密度最大的樣地1作為對照；為實現(xiàn)疏伐后林地內(nèi)云南松的均勻分布，實際疏伐強度與預先設計的有一定差異，疏伐后單株林木平均理論占據(jù)林地面積(樣地3因密度大而略小)基本與設計的疏伐強度呈正相關(guān)，說明實際疏伐強度較為合理；疏伐后林分內(nèi)云南松的密度為 3 045～7 311 株/hm2(表1)，對照的密度遠較疏伐樣地的大。疏伐后樣地的林分密度與疏伐強度非負相關(guān)梯度關(guān)聯(lián)。因此，林分生長量僅反映現(xiàn)實林分相關(guān)性狀與密度間的關(guān)系，其動態(tài)變化的分析較樣地間的橫向比較更具現(xiàn)實意義。

表1 疏伐前后林分密度變化

3.2 平均胸徑、樹高和蓄積量的變化

疏伐前，樣地1～4的云南松平均胸徑分別為7.7、6.2、8.1 cm和8.9 cm，樹高分別為6.4、5.7、8.5 m和8.5 m，蓄積量分別為130.6、51.6、171.9 m3/hm2和129.6 m3/hm2，與滇中相同立地條件的25年生林分標準平均胸徑(11.9 cm)、樹高(9.2 m)和蓄積量(104.4 m3/hm2)[10]相比較(表2)，林分胸徑和樹高均低于該標準，表明較大的林分密度嚴重抑制了林木胸徑和樹高的生長。然而，林分蓄積量除樣地3外，其余3塊樣地均高于滇中的標準，具有典型高密度林分的特征：即使林木的胸徑和樹高較小，高密度的林分仍然呈現(xiàn)較高的蓄積量，但此蓄積量主要以小徑級材、甚至是廢材為主。

表2 疏伐前后林木生長和蓄積量變化

疏伐后樣地2～4的林分平均胸徑和樹高分別提高至6.5、8.9、10.0 cm和6.3、8.6、8.8 m，但蓄積量分別下降至46.1、143.4、121.8 m3/hm2。其中蓄積量分別下降10.7%、16.6%和6.0%，與實際疏伐強度的25.8%、31.5%和27.7%相比較(表1～2)，蓄積量的降低遠較后者低，并與疏伐強度呈正相關(guān)，說明伐除木以小徑級林木為主，與疏伐主要伐除小徑級林木的理論要求相吻合。同時，疏伐后，林分的胸徑和樹高仍然未達到滇中的標準生長量，進一步驗證了該林分為密度過高、林木胸徑和樹高生長被嚴重抑制的劣質(zhì)低產(chǎn)林。

4 疏伐后1.0 a和5.3 a時云南松密度和生長量的動態(tài)變化

4.1 林分密度和枯立木的動態(tài)變化

疏伐后當年其5.3 a后，4種疏伐強度的林分密度均呈現(xiàn)降低的趨勢，尤其對照的，從疏伐當年的 7 311 株/hm2降低至 3 455 株/hm2，期間枯立木高達 4 022 株/hm2，占立木的55.0%；疏伐后1.0 a期間，對照的枯立木高達567株/hm2，后4.4 a期間枯立木高達 3 455 株/hm2(圖1)，大量的自然枯損現(xiàn)象佐證了該林分密度過高的結(jié)論。即使疏伐強度25.8%～31.5%的林分，其密度也呈現(xiàn)下降趨勢，疏伐后1.0 a時，和5.3 a時，枯立木達33～56株/hm2，5.3 a時高達334～660株/hm2，揭示了疏伐后林分密度仍然較高，疏伐未達最合理的強度；同時枯立木的株數(shù)與疏伐強度呈反比關(guān)聯(lián)(圖1)，說明疏伐強度的不同對自然枯損比例的差異及疏伐的有效性具有重要的影響。同時，從枯立木與疏伐強度之和(樣地1～4分別為55.0%、45.4%、40.5%和43.8%)可知，此類林分在首次疏伐后以5～10 a為疏伐間隔，則首次疏伐強度根據(jù)初始密度達40%～50%對林木生長方為有效。

4.2 林分胸徑和樹高生長量的變化

不同疏伐強度林分平均胸徑、樹高和蓄積動態(tài)變化情況見圖2。

疏伐1.0 a后，對照林分的平均胸徑從7.7 cm降至7.3 cm，樹高則從6.4 m提高至7.8 m(圖2A)，說明枯立木成分主要以下層的劣勢木為主，符合強陽性的云南松對光照需求的特征；疏伐后5.3 a時，對照樣地經(jīng)過大量林木的枯立，林木間競爭降低，林分胸徑和樹高迅速生長，平均胸徑和樹高分別達9.6 cm和9.2 m(圖2A)，因此，密度對林木生長具有抑制作用和自然調(diào)節(jié)功能，也說明了疏伐或間伐對林分健康生長的重要性。同樣，疏伐后樣地2～4的林分平均胸徑和樹高呈現(xiàn)迅速的生長，尤其是疏伐前后平均胸徑均較小的樣地2，疏伐后1.0 a和5.3 a時，胸徑和樹高從疏伐后的6.5 cm和6.3 m分別生長至7.7 cm、9.6 m和7.6 cm、9.5 m，疏伐前該林分的胸徑和樹高分別與對照相差1.2 cm和1.0 m，然而，疏伐5.3 a時與對照的胸徑相同、樹高(9.5 m)略高于對照(9.2 m)。疏伐后5.3 a時，樣地3和4林木的平均胸徑和樹高生長也迅速提高，尤其樹高最為明顯，從疏伐后的8.5 m和8.8 m提高至10.5 m和12.1 m(圖2A)，說明了疏伐對促進林木生長的有效性。

4.3 林分蓄積量的變化

疏伐后林分平均單株蓄積量呈增長趨勢，并與設計的疏伐強度呈正相關(guān)；疏伐后1.0 a和5.3 a時與疏伐當年的蓄積量相比較，樣地1～4的平均單株蓄積增長率分別達6.4%、64.0%、8.2%、10.9%和115.4%、213.3%、61.1%、60.3%。其中，樣地1經(jīng)5.3 a期間43.7%立木株數(shù)的自然稀疏，保留木獲得了良好的生長條件，林木蓄積迅速增加；同樣，樣地2通過總計45.4%的疏伐和自然稀疏，疏伐后較低的林分單株蓄積(0.013 m3/株)，于5.3 a后迅速增長至0.039 m3/株(圖2B)，達前者的3倍以上。由此表明,過高密度對云南松中齡林的林木蓄積具有強烈的抑制作用，撫育疏伐對林木的生長具有良好的促進功能。

疏伐1.0 a時，除對照因自然稀疏導致密度和胸徑降低外，同時單位面積蓄積量也降低1.9%，其余疏伐強度的單位面積蓄積達74.4～154.0 m3/hm2，增長率為7.4%～61.7%，尤其是25.8%疏伐強度的樣地2，其胸徑和樹高迅速生長導致蓄積量也極大地提高。疏伐5.3時，與疏伐當年相比較，單位面積蓄積量提高達13.6%～156.8%，其中對照的雖然自然稀疏株數(shù)達55.0%，但其蓄積增長最低，樣地2則繼續(xù)維持極高的蓄積增長；樣地3和4的單株蓄積量增長居于對照和樣地2之間，分別達61.1%和60.3%，遠較對照的高(表1和3，圖2)。由此表明，雖然云南松林分具有通過自然稀疏而調(diào)整林分密度的功能，但其對林木生長的促進功能遠較疏伐的弱。

表3 疏伐5.3 a時不同疏伐強度單位面積蓄積量及其增長率

與疏伐前后相比較，雖然林分平均胸徑和樹高均呈增長趨勢，但僅樣地4的樹高(12.1 m)超過滇中同類立地條件的標準生長量(10.8 m)，其余均低于滇中同齡林分的標準(圖2和表3)。揭示了中齡林階段開始疏伐，因之前的林分生長量較小，疏伐較晚，在一個齡級期間可提高的生長量仍然有限，預示著適時疏伐對分布于亞熱帶的云南松林木生長的重要性。除樣地2因疏伐前蓄積較低而疏伐5.3 a后仍然略低于滇中的標準蓄積量外，其余疏伐強度(包括對照)的均高于30 a生林分128.5 m3/hm2的標準蓄積量[10]。雖然林分胸徑和樹高低于同齡的標準，但蓄積量卻高于標準，一方面揭示了此類林分由于未在幼林階段或中齡林的初期進行撫育疏伐，高密度的結(jié)構(gòu)嚴重抑制了林木的生長，即使中齡林階段進行撫育疏伐，因疏伐未在最適宜的時期開展，導致疏伐的功能相對減弱；另一方面，指出林分的疏伐強度仍然低于理論強度，林分內(nèi)云南松自然稀疏的現(xiàn)象也佐證了此結(jié)論。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié) 論

滇中塘狀直播造林的云南松，25年生前未經(jīng)撫育疏伐的人工林，因密度高達 4 211～7 311 株/hm2，造成胸徑(6.2～8.9 cm)和樹高(5.7～8.5 m)生長均低于相同立地條件的同齡林分的標準生長量(胸徑：11.9 cm，樹高：9.2 m)。通過25.8%～31.5%強度的株數(shù)疏伐,5.3 a后的調(diào)查分析結(jié)果表明：1)林分內(nèi)仍存在自然稀疏現(xiàn)象，枯立木與疏伐強度呈負相關(guān)，所占比例達8.0%～19.6%，對照則高達55.0%；2)疏伐促進了林分的胸徑和樹高生長，林分平均胸徑和樹高分別達9.6～11.0 cm和9.5～12.1 m，對照通過自然稀疏，胸徑和樹高也迅速生長，但低于疏伐林分；3)疏伐林分單位面積蓄積量較疏伐后增加37.5%～156.8%，對照的此指標僅為13.6%。疏伐的密度、林分生長和蓄積的動態(tài)變化，說明云南松即使在中齡林階段開始進行疏伐，其仍然具有良好的促進林木生長的效果，同時也指出云南松撫育疏伐和間伐對促進林木生長的必要性。疏伐后林分未達標準生長量的現(xiàn)象，揭示了云南松林分于幼林時期疏伐的必要性，即疏伐越推遲，其效果將越差。

5.2 討 論

森林的疏伐應于干材林時期開展[9,11-13]，通常直播造林或天然更新的云南松林分10～20年生時發(fā)育至干材林階段[10]，其強烈的自然稀疏也出現(xiàn)在此階段，是云南松材積生長的重要起始林齡段[14-15]，因此，此階段應該是云南松林分撫育疏伐的開始時期。研究林分林齡25 a時首次疏伐，已不是最適宜的疏伐起始期，疏伐后5.3 a時其胸徑和樹高未達到相同立地條件林分標準生長量的原因應開展進一步的研究；另外，同一立地環(huán)境的林分疏伐前的密度參差不齊，可能與其不一致的自然稀疏強度有關(guān)。

疏伐作為林分結(jié)構(gòu)調(diào)整和改善林木生長的森林培育重要措施，世界林業(yè)發(fā)達國家把其作為關(guān)乎林業(yè)經(jīng)營成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，進行大量相關(guān)的研究并應用于生產(chǎn)實踐[16-20]，我國的森林培育在疏伐或間伐方面的研究和生產(chǎn)實踐與林業(yè)發(fā)達國家相比較，差距極大，過去很長一段時期，存在著重造不重管，造林投資大而管護投資少甚至無投資的問題，因此，森林疏伐或間伐的技術(shù)整體落后。即使近年來，國家投入大量的資金開展中幼林撫育，但因生產(chǎn)實踐中技術(shù)支撐的力度不夠，成效并不樂觀，這應該是造成我國森林質(zhì)量不高、林業(yè)欠發(fā)達的關(guān)鍵原因之一。本研究云南松即使首次疏伐時間未在最佳時期開展，但仍然效果明顯，揭示了造林后經(jīng)營管理的重要性。云南松已有的研究，主要集中在林分結(jié)構(gòu)、林地或林分生產(chǎn)力和遺傳改良等方面[21-23]，而人工林培育和森林的經(jīng)營管理等方面的研究極少，是否因此而導致云南松發(fā)揮的現(xiàn)實功能與該樹種潛在的功能相去甚遠的原由所在，值得進一步探究。

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(責任編輯 韓明躍)

Dynamic of Forest Density and Growth for Inferior Plantation Thinned ofPinusyunnanensisin the Centre Yunnan

LI Lian-fang1,LI Wei-chong2,ZHENG Shu-hong2,GONG Jian-bin2

(1.College of Forestry,Southwest Forestry University, Kunming Yunnan 650224，China; 2.Lufeng Forestry Center,Yiliang Yunnan 652211,China)

In Lufengcun Forestry Centre of Yiliang County, the Centre of Yunnan, in a 25-year-oldPinusyunnanensisplantation which regenerated by seeds directly sowed at a small spot of site preparation, the first thinning was implemented in four 30 m×30 m sampling plots based 0.0%, 25.8%, 31.5% and 27.7% thinning intensity on densities of 7 311, 4 933, 6 733 and 4 211 tree/hm2. After 1.0- and 5.3-year of the forest thinned, tally was carried out, and forest densities, tree growth, dead standing trees were calculated. The results showed that the thinning effectively facilitated forest growth. Firstly, after 1.0- and 5.3-year of forest thinned, stands densities of 1-4 sampling plots were declined to 6 744、3 604、4 579、2 989 and 3 856, 3 000, 4 278, 2 611 tree/hm2, respectively. Secondly, after 5.3-year of stand thinned, mean diameters at breast height (DBH) and tree heights for 1-4 sampling plots were increased to 9.6, 9.6, 10.3, 11.0 cm and 9.2, 9.5, 10.5, 12.1 m from which of 7.7, 6.2, 8.1, 8.9 cm and 6.4, 5.7, 8.5, 8.5 m, respectively, before stands thinned. Thirdly, compared to thinned stands, there was 13.6% increment of timber volume in the control sampling plot, while which were 156.8%, 49.5% and 37.5% in 2-4 thinned sampling plots, respectively, in terms of timber volume increments of thinned stands overwhelmingly higher than which of unthinned stand. In 0.0% thinned forest, there was 55.0% dead standing trees, while in thinned forests, the valvue was 8.0%-19.6%. The results implied that practical thinned intensities could be properly increased in this kind ofP.yunnanensisforest.

Pinusyunnanensis;thinning;forest density;growth dynamic

2014-05-15

國家自然科學基金項目(31170585)資助；云南省十一五科技攻關(guān)及高新技術(shù)發(fā)展計劃項目(2006NG29)資助。

10.3969/j.issn.2095-1914.2014.05.001

S753.5

：A

：2095-1914(2014)05-0001-07

第1作者：李蓮芳(1964—)，女，博士，教授，博士生導師。研究方向：森林培育、林木遺傳育種。Email：llianf@126.com。