王春勝 ，唐 誠 ，2，趙志剛 ，郭俊杰 ，王 歡 ，吳龍敦 ，曾 杰

（1. 中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520；2. 石河子大學 農(nóng)學院，新疆石河子 832003；3. 百色市老山林場，廣西 田林 533300）

間伐是調(diào)節(jié)林分內(nèi)部競爭、促進林木生長、縮短輪伐期的重要經(jīng)營措施。適度間伐可降低輪伐期內(nèi)林木單株因競爭造成的死亡，而施肥可彌補因間伐所造成的林分蓄積損失，兩者結(jié)合更有利于大徑材的高效培育。當前國外對紅柳桉Eucalyptus marginata[1]、亮果桉E. nitens[2]、美國黑松Pinus cintorta[3-5]、墨西哥展葉松P. patula[6]、挪威云杉Picea abies和樟子松Pinus sylvestris[7]等樹種相繼開展了間伐、施肥等綜合效應(yīng)的研究，均表明林木生長受間伐和施肥影響顯著，但其影響程度因立地條件、間伐強度、施肥量等的不同而異。

間伐對林木生長的影響一直是國內(nèi)森林撫育經(jīng)營研究的重點。近年來，尤文忠等[8]對蒙古櫟Quercus mongolica次生林的撫育間伐研究得出，間伐能顯著提高林分胸徑和蓄積生長量。段劼等[9]對側(cè)柏Platycladus orientalis人工林的研究亦發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏林分經(jīng)不同強度間伐后其單木胸徑、樹高、冠幅和林分蓄積生長均增加，但其增量與立地條件密切相關(guān)。雷相東等[10]對間伐后落葉松Larix gmelinii和云冷杉Picea jezoensis混交林的觀測研究表明，間伐顯著促進了保留木的生長，林分及單木直徑、斷面積和蓄積生長率隨間伐強度的增大呈遞增趨勢，但不同間伐處理間未達顯著差異水平。此外，張水松等[11]、徐金良等[12]和吳建強等[13]對杉木Cunninghamia lanceolat、馬履一等[14]和武朋輝等[15]對油松Pinus tabuliformis、龔固堂等對柏木Cupressus funebris[16]等的撫育間伐研究均得出類似結(jié)果。盡管如此，目前國內(nèi)間伐相關(guān)研究多是以針葉樹種為對象，而對于闊葉樹種，尤其是珍貴闊葉樹種的研究較少。對于施肥研究亦主要集中于苗期或者幼林階段[17-20]，中齡珍貴闊葉樹種的間伐以及間伐和施肥的綜合效應(yīng)研究尚鮮見報道。

西南樺Betula alnoides是我國熱帶、南亞熱帶地區(qū)的一個珍貴用材樹種，其樹干通直圓滿，速生且適應(yīng)性強，是培育大徑材的優(yōu)良樹種[21]。其木材具密度適中、紋理美觀、干縮比小、容易加工等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于制作木地板、高檔家具、室內(nèi)裝飾以及單板貼面等，經(jīng)濟價值高。當前西南樺種植面積已逾15萬hm2，成為我國熱帶和南亞熱帶地區(qū)的主要造林樹種之一。然而，我國絕大多數(shù)西南樺人工林均為2005年實施退耕還林工程后種植的，林分郁閉度高，競爭激烈，林木生長緩慢，亟需開展撫育間伐，以促進其快速生長。因此，本研究以西南樺中齡林為對象，開展間伐和施肥試驗，探討其對西南樺生長的影響，為我國西南樺大徑材培育提供科學依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 研究地概況

試驗地位于廣西壯族自治區(qū)百色市老山林場利周分場第三、四林班（E 106°15′～ 106°26′，N 24°22′～ 24°32′），海拔 600 ～ 900 m，屬亞熱帶季風氣候。年均氣溫約19.6 ℃，7月份平均氣溫25.1 ℃左右，1月份平均氣溫約10.2 ℃，年均降水量為1204 mm，降雨天數(shù)為128 d，降雨集中在5至8月份。年均光照時數(shù)為1375.2 h，年均無霜期為280～344 d。試驗林于2004年5月營建，造林密度為1250 株/hm2，面積約65 hm2。

2 研究方法

2.1 試驗鋪設(shè)

2014年3月于上述林分中分別從上坡、中坡和下坡位置各設(shè)置5個40 m×40 m的樣地進行間伐和施肥試驗，試驗包括間伐和施肥兩個因素：其中間伐處理包括兩個強度，分別為每公頃保留450株（約40%） 和675株（約15%），一個對照處理（不間伐）；施肥分為施肥和不施肥兩個處理。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個坡位5樣地為1個區(qū)組。

間伐前對所選樣地內(nèi)的西南樺植株進行編號，并調(diào)查其胸徑、樹高、冠幅等。樹高、枝下高采用超聲波樹木測高器（Haglof VERTEX-IV，瑞典生產(chǎn)）進行測定，胸徑采用圍尺進行測量，冠幅為平行于等高線和垂直于等高線兩個方向樹冠垂直投影的均值。樣地西南樺平均保留密度為719～813株/hm2，平均胸徑為15.4～17.8 cm，樹高為12.6～15.7 m。根據(jù)調(diào)查結(jié)果及上述試驗安排，確定每個樣地的間伐木，確定標準為被壓單株、干形差、受病害或蟲害為害嚴重的單株，在確定間伐木同時要充分考慮樣地內(nèi)保留單株的分布均勻性。標記好被間伐木后，由專業(yè)采伐工人對其進行采伐。2014年8月（雨季），對試驗地內(nèi)相對應(yīng)的保留木進行施肥，施肥量為每株西南樺1000 g 復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=16∶8∶8）。

2016年12月對每個試驗樣地保留木進行生長調(diào)查，調(diào)查每塊樣地內(nèi)西南樺的胸徑、樹高、枝下高、冠幅等的生長狀況；調(diào)查方法與間伐前一致。

2.2 數(shù)據(jù)分析

西南樺單株材積采用胸高形數(shù)法[22]計算得出，其胸高形數(shù)為0.45[23]。林分蓄積為單株材積與林分保留株數(shù)乘積。為了揭示間伐和施肥對西南樺生長的影響，運用一般線性模型（GLM）進行雙因素方差分析，分析過程中以間伐前的林木生長觀測值作為協(xié)變量；基于邊際均值計算，運用LSD法進行多重比較。所有數(shù)據(jù)分析均在SPSS21.0（IBM-SPSS Inc., Chicago, Il, USA） 中進行。

3 結(jié)果與分析

3.1 胸徑生長

方差分析結(jié)果（見表1）表明，試驗約2.5 a后，間伐以及間伐與施肥的交互作用對西南樺中齡林胸徑生長影響極顯著（P＜0.01）。隨著間伐強度的增加，西南樺平均胸徑增量逐漸增大，其差異均達顯著水平（P＜0.05），其中間伐強度為40%的林分西南樺平均胸徑增量達1.92 cm，是對照的1.45倍。施肥和未施肥處理的林分平均胸徑增量分別為1.75 cm和1.61 cm，但兩個處理間平均胸徑增量差異不顯著（P＞0.05）

表1 間伐、施肥及兩者交互作用對西南樺生長影響的統(tǒng)計顯著性檢驗(P值)Table 1 P-value for the effects of thinning, fertilizing and their interaction on the growth of B. alnoides

3.2 樹高和枝下高

間伐、施肥及二者交互作用對中齡西南樺樹高生長均無顯著影響（見表1）。試驗實施后，無論間伐還是施肥處理，其樹高增量均略低于或高于2.5 m（見表2）。

中齡西南樺經(jīng)間伐和施肥后，其枝下高變化僅受間伐強度影響顯著，與施肥處理及兩者交互作用無顯著相關(guān)性（見表1）。多重比較結(jié)果亦表明，中齡西南樺枝下高的變化量隨間伐強度增大呈明顯降低趨勢，但僅間伐強度為40%的林分枝下高增量顯著低于間伐強度為15%的林分以及對照（見表2）。此外，施肥處理與不施肥處理的枝下高增量均超過1.1 m，兩者無顯著差異（見表2）。

表2 間伐、施肥處理間西南樺生長增量對比?Table 2 The growth increment of B. alnoidesat among different thinning and fertilizing treatments

3.3 冠幅生長

間伐和施肥對中齡西南樺冠幅生長均有極顯著影響，而兩者交互作用對冠幅生長無明顯影響（見表1）。同胸徑生長一致，中齡西南樺冠幅增量亦隨著間伐強度增加而增大，且不同處理間均達顯著差異水平，其中間伐強度最大的林分（40%）冠幅增量是未間伐林分的2倍。施肥處理的平均冠幅增量較未施肥處理顯著增加12.3%（見表2）。

3.4 單株材積和林分蓄積

中齡西南樺單株材積受間伐處理影響極顯著（見表1）。間伐強度為40%的林分平均單株材積增量分別比對照和間伐強度為15%的林分高38.5%和16.1%，且兩兩處理間差異均達顯著水平。盡管最高強度（40%）間伐處理的林分蓄積增量低于其它2個處理（見表2），然而間伐處理間平均林分蓄積增量差異不顯著（見表1）。無論單株材積亦或林分蓄積，施肥及間伐與施肥的交互作用均未對其產(chǎn)生顯著的影響（見表1），施肥與不施肥處理單株材積增量均超過0.06 m3，林分蓄積增量亦達5.6 m3以上（見表2）。

4 討論與結(jié)論

間伐和施肥作為集約經(jīng)營的兩種重要措施，在本研究中對西南樺生長有顯著影響。隨著間伐強度的增大，西南樺保留木的冠幅、胸徑、單株材積的增量逐漸增大，且不同處理間均達差異顯著水平，而樹高與間伐強度無明顯相關(guān)性。此與國內(nèi)外對西南樺[23]、歐洲白蠟Fraxinus excelsior和歐亞槭Acer pseudoplatanus[24]、馬尾松Pinus massoniana[25]、美國黑松[3-5]、火炬松Pinus taeda[26-27]等的間伐和密度試驗結(jié)果較為一致。因為隨著間伐強度的增加，林分密度降低，保留木平均分配資源（空間、養(yǎng)分等） 增多，從而促進了冠幅的擴展及直徑生長量增加，進而相應(yīng)地提高了單株材積增量。由于林分樹高主要受樹種本身和立地質(zhì)量決定，其受間伐的影響非常有限[25,28]，國內(nèi)外大多數(shù)相關(guān)研究表明間伐對樹高無顯著的影響[4,6,29]。雖然如此，亦有部分研究得出間伐或低林分密度亦可促進保留木樹高的生長[9,30]，造成差異的原因可能與間伐樣地內(nèi)間伐木的伐除降低了對保留木樹高增量的抵消有關(guān)。

本研究中間伐對林分蓄積的增量無顯著影響，僅間伐強度為40%的林分蓄積增量稍有降低，此與雷相東等[10]對落葉松和云冷杉混交林、吳建強[13]等對杉木、鮑斌和丁貴杰對馬尾松Pinus massoniana[29]的研究結(jié)果一致。然而目前為止，國內(nèi)外有關(guān)間伐對林分蓄積的影響還未形成一個較為統(tǒng)一的定論，不同樹種、立地以及間伐強度均會對研究結(jié)果造成差異。如，Lindgren和Sullivan對美國黑松的研究表明，強度間伐（250和500株/hm2）相對于對照（2000株/hm2）顯著降低了林分蓄積增量[4]；而Brockley發(fā)現(xiàn)間伐強度最小的黑松林分蓄積增量最高[3]；段劼等對側(cè)柏人工林的撫育間伐研究則表明，立地條件好的林分經(jīng)弱度和中度間伐后，其林分蓄積較對照有明顯增加，強度間伐后林分蓄積有所減少，而立地條件較差的林分各處理的林分蓄積均低于對照[9]。究其原因，這種差異可能與間伐強度范圍有關(guān)，因為林分蓄積由單株材積和保留株數(shù)共同決定，而兩者又呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系。在合理的間伐強度范圍內(nèi)，因間伐所損失的蓄積量可通過間伐對保留木生長的促進作用得以彌補。而若間伐強度過大，保留木蓄積增量不足以彌補因間伐所造成的蓄積損失，則會造成強度間伐顯著降低林分蓄積。因此，確定合理間伐強度對于中齡林的撫育管理至關(guān)重要。

本研究中，中齡西南樺生長對施肥的響應(yīng)要明顯弱于間伐，盡管施肥后西南樺胸徑、冠幅和單株材積的增量均高于未施肥處理，但是僅冠幅增量達到差異顯著水平。而Stoneman和Crombie[1]對紅柳桉、Brockley[3]和Lindgrenet al[4]對美國黑松以及VásquezGarcíae等[6]對墨西哥展葉松的研究結(jié)果則表明，施肥顯著提升了林分平均胸徑、單株材積和林分蓄積的增量。造成此差異的原因可能與施肥量及施肥后調(diào)查間隔時間長短有關(guān)。本研究中西南樺的施肥量僅為每株1 kg復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=16∶8∶8），且僅施肥一次，較國外間伐林分的施肥量明顯偏少[1,5]，而且間伐后西南樺林內(nèi)大量禾本科芒草更新，消耗了部分養(yǎng)分。此外，本研究只是施肥后約兩年半的調(diào)查結(jié)果，相對于冠幅而言，胸徑、單株材積對施肥響應(yīng)較慢，其施肥效應(yīng)可能還未完全顯現(xiàn)。因此，對于西南樺中齡林合理施肥量、施肥方式以及間伐和施肥試驗的長期效應(yīng)是今后關(guān)注的重點，有待進一步研究。

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