程冀文，王樹(shù)森*，羅于洋，肖 軍，金玉棟，叢云鶴，劉 靜，王事成

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.亞太森林恢復(fù)與可持續(xù)管理組織，北京 100102；3.內(nèi)蒙古赤峰市旺業(yè)甸實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，內(nèi)蒙古 赤峰 024423)

油松(Pinustabuliformis)廣泛分布于中國(guó)華北、中原和西部地區(qū)，具有較高的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)價(jià)值[1]。對(duì)油松林進(jìn)行合理的森林經(jīng)營(yíng)措施可改變油松林的林分密度、調(diào)節(jié)林木之間的關(guān)系、改善油松林的生長(zhǎng)條件，最終促進(jìn)油松人工林的生長(zhǎng)[2]。目前森林經(jīng)營(yíng)不再單純的要求經(jīng)濟(jì)效益，而是要經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益同時(shí)兼顧以達(dá)到林業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3-5]。不同的森林經(jīng)營(yíng)模式通常會(huì)影響不同的森林結(jié)構(gòu)變化，合理的森林經(jīng)營(yíng)撫育間伐是促進(jìn)林木生長(zhǎng)的關(guān)鍵措施之一[6-8]。近自然經(jīng)營(yíng)[9-10]目前被廣泛認(rèn)為是能夠滿足森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)的最有前景的營(yíng)林方法，其基本思想是利用森林自然演替進(jìn)程平衡森林生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)功能。自2000年提出了近自然林業(yè)的理論與技術(shù)框架[9,11]以來(lái)，人工林近自然改造包括森林演替發(fā)展階段劃分、森林發(fā)展類型設(shè)計(jì)和目標(biāo)樹(shù)林分作業(yè)體系設(shè)計(jì)。近自然經(jīng)營(yíng)模式同時(shí)兼顧森林生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，能夠在保持森林可持續(xù)發(fā)展的前提下，實(shí)現(xiàn)林木最大生產(chǎn)力[9]。

人工林是全世界森林資源的重要組成部分，且在生態(tài)建設(shè)中占據(jù)著重要的地位。我國(guó)人工林面積達(dá)到6 933萬(wàn)hm2[12]，面積居世界首位。森林經(jīng)營(yíng)在適應(yīng)我國(guó)林業(yè)現(xiàn)狀上面臨挑戰(zhàn)，因此，改變?nèi)斯ち謧鹘y(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式是平衡人工林經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的唯一途徑[1,13]。林同龍[14]分析近自然經(jīng)營(yíng)后的林分樹(shù)種組成、植被多樣性和土壤肥力及林分生產(chǎn)力。李婷婷等[15]比較分析杉木人工林近自然作業(yè)4 a后林分生長(zhǎng)狀況、林分水平結(jié)構(gòu)、林分垂直結(jié)構(gòu)、樹(shù)種多樣性、樹(shù)種重要值的動(dòng)態(tài)變化。明安剛等[16]對(duì)馬尾松杉木人工林近自然化改造研究得出通過(guò)調(diào)整林分結(jié)構(gòu)顯著提升馬尾松和杉木人工林生物量和生產(chǎn)力。曾冀[17]揭示馬尾松、杉木人工林人工林自然改造后林木生長(zhǎng)、林下植被多樣性以及林地土壤化學(xué)性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。寧金魁等[13]比較分析了北京西山油松人工林不同經(jīng)營(yíng)方式之間的生物多樣性和林分生長(zhǎng)指標(biāo)之間差異。如上所述，目前關(guān)于近自然經(jīng)營(yíng)或改造對(duì)林分生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)影響的文章基本都在位于廣西熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，而于華北地區(qū)近自然經(jīng)營(yíng)后林分動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)報(bào)道較少。由此，本研究以內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市喀喇沁旗旺業(yè)甸林場(chǎng)油松人工林為研究對(duì)象，對(duì)比分析6 a間近自然經(jīng)營(yíng)、常規(guī)經(jīng)營(yíng)、未經(jīng)營(yíng)樣地林分蓄積量，胸徑、胸高斷面面積，單木材積量，單木生長(zhǎng)量和林分結(jié)構(gòu)變化，探究不同經(jīng)營(yíng)方式下林分生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，為華北地區(qū)油松人工林近自然改造和經(jīng)營(yíng)提供參考與支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地設(shè)在內(nèi)蒙古赤峰市喀喇沁旗旺業(yè)甸林場(chǎng)(118°09′-118°30′E，41°21′-41°39′N(xiāo))；地處燕山北部山地的七老圖山支脈。山地平均高度為1 300 m。屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年均溫3.5℃～7℃，無(wú)霜期為110～150 d，年均降水量為400 mm。植物種類極其豐富，共有髙等植物627種，分屬88科326屬。該地主要樹(shù)種以人工林和通過(guò)封山育林形成的次生林為主。林分類型有油松(Pinustabuliformis)、華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)、白樺(Betulaplatyphylla)、黑樺(Betuladahurica)等。

2013年在項(xiàng)目區(qū)油松人工林選取中齡林和近熟林，設(shè)置未經(jīng)營(yíng)區(qū)、常規(guī)經(jīng)營(yíng)區(qū)和近自然經(jīng)營(yíng)區(qū)，共6塊經(jīng)營(yíng)區(qū)，并在每塊經(jīng)營(yíng)區(qū)取3個(gè)樣圓作為重復(fù)，共計(jì)18塊樣圓，樣圓半徑為13.82 m，面積為600 m2。

表2為不同經(jīng)營(yíng)方式處理作業(yè)前后的林分變化，中齡林和近熟人工林未經(jīng)營(yíng)(MM3、NM3)為無(wú)人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，采取封山育林和自然恢復(fù)的策略，使其幼苗幼樹(shù)自然更新。所以伐前后林分特征并無(wú)變化。傳統(tǒng)的森林撫育的重點(diǎn)是確定和標(biāo)記“不要的林木”，近自然經(jīng)營(yíng)方式(MM1、NM1)兼顧生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以培養(yǎng)“需要的林木-目標(biāo)樹(shù)”為重點(diǎn)，培育的目標(biāo)是“高質(zhì)(值)”。并將目標(biāo)樹(shù)進(jìn)行分類標(biāo)記和記錄，目標(biāo)樹(shù)選擇的主要特征是干形通直;樹(shù)冠大,枝葉茂盛;主桿沒(méi)有側(cè)枝;樹(shù)皮沒(méi)有裂痕。本試驗(yàn)近自然經(jīng)營(yíng)方式的撫育強(qiáng)度為15%，間伐強(qiáng)度為14%。常規(guī)經(jīng)營(yíng)(MM2、NM2)以撫育疏伐為主，伐除直徑長(zhǎng)勢(shì)一般的林木，保留優(yōu)勢(shì)木和亞優(yōu)勢(shì)木，采伐強(qiáng)度較大，本研究樣地?fù)嵊龔?qiáng)度為20%、采伐強(qiáng)度為29%。

樣地基本情況包括樣地號(hào)、樣地面積、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、立地類型等見(jiàn)表1。

表1 不同經(jīng)營(yíng)方式作業(yè)樣地概況Table 1 Plots location and respective operations

表2 不同經(jīng)營(yíng)方式處理作業(yè)前后資源狀況變化Table 2 Forest changes of three different managements

1.2 樣地調(diào)查

2013年對(duì)選取的18塊樣圓進(jìn)行野外調(diào)查，在經(jīng)營(yíng)作業(yè)前進(jìn)行首次調(diào)查，經(jīng)過(guò)經(jīng)營(yíng)作業(yè)調(diào)整后獲得伐后數(shù)據(jù)。對(duì)所有胸徑5 cm以上樹(shù)木，在1.3 m處用紅色油漆沿胸徑劃線進(jìn)行標(biāo)記(目標(biāo)樹(shù)采用藍(lán)色油漆)，并將樹(shù)號(hào)寫(xiě)在胸高以上20 cm處，同時(shí)在胸徑以下20 cm處掛牌。并用手持羅盤(pán)儀，讀取該樣木方位角，用皮尺測(cè)量該樣木到樣地中心的距離，并且記錄喬木的樹(shù)種，林分因子調(diào)查包括樣木位置及樹(shù)木編號(hào)、每木檢尺(胸徑在5 cm以上的樹(shù)木樹(shù)種、胸徑、樹(shù)高、冠長(zhǎng)、冠幅、優(yōu)勢(shì)度、起源、損傷、干材質(zhì)量、林木類型、Z目標(biāo)樹(shù)、B干擾樹(shù)、S特別目標(biāo)樹(shù)及非木材用途樹(shù)、N一般林木)、郁閉度、天然更新調(diào)查。2016年和2019年對(duì)上述所有的調(diào)查因子進(jìn)行復(fù)測(cè)。

1.3 研究方法

1.3.1 林分蓄積生長(zhǎng)量 林分蓄積定期平均生長(zhǎng)量PAI(periodic annual increment)計(jì)算公式如下：

PAI=(V2-V1)/a

(1)

式中，V2為期末林木的材積之和(m3·hm-2)；V1為期初所有林木的材積之和(m3·hm-2)；a為間隔的年數(shù)。

立木材積計(jì)算根據(jù)已經(jīng)測(cè)得的樹(shù)種胸徑和樹(shù)高，查當(dāng)?shù)匾辉姆e表，計(jì)算材積量和蓄積量。

1.3.2 單木生長(zhǎng)量 單木生長(zhǎng)采用年平均胸徑生長(zhǎng)量和材積生長(zhǎng)量、單株林木的胸徑和材積年平均生長(zhǎng)量:

(2)

式中，y2為期末所有樹(shù)木的胸徑(或材積)之和；y1為期初所有樹(shù)木的胸徑(或材積)之和；n為林木株數(shù)；a為間隔期的年數(shù)。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel2007、SPSS 19.0和Origin 2018軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)間間隔林分蓄積動(dòng)態(tài)變化

表3為不同調(diào)查間隔期間林分蓄積生長(zhǎng)量動(dòng)態(tài)變化。由表3可以看出，對(duì)于中齡林來(lái)說(shuō)，近自然經(jīng)營(yíng)和常規(guī)經(jīng)營(yíng)PAI(年蓄積生長(zhǎng)量)大于未經(jīng)營(yíng)，2013-2019年6 a間近自然經(jīng)營(yíng)和常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式下的PAI較未經(jīng)營(yíng)分別增加了43.96%、44.86%；在6 a間常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式下林木枯死物蓄積最大，為4.48 m3·hm-2，大于未經(jīng)營(yíng)(2.21 m3·hm-2)和近自然經(jīng)營(yíng)(0 m3·hm-2)。從近熟林來(lái)看，PAI都表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)>未經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)，其中6 a間近自然經(jīng)營(yíng)方式下PAI為12.31 m3·hm-2·a-1。6 a間未經(jīng)營(yíng)林木枯死物蓄積最大為5.85 m3·hm-2，大于常規(guī)經(jīng)營(yíng)(2.21 m3·hm-2)和近自然經(jīng)營(yíng)(0 m3·hm-2)。

表3 不同時(shí)間間隔林分蓄積動(dòng)態(tài)Table 3 Volume dynamics

2.2 單木生長(zhǎng)量

2.2.1 胸徑生長(zhǎng)量 由圖1可見(jiàn)，中齡林各年份間胸徑生長(zhǎng)量總體呈現(xiàn)出近自然經(jīng)營(yíng)(0.54、0.62、0.58 cm·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(0.44、0.52、0.48 cm·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(0.28、0.34、0.31 cm·a-1)，其中2013-2016、2016-2019、2013-2019年3種經(jīng)營(yíng)方式間胸徑生長(zhǎng)量均存在顯著性差異(P<0.05)。6 a間年均增長(zhǎng)率表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(16.51%)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(14.75%)>未經(jīng)營(yíng)(10.67%)。

注:字母表示差異顯著性(P<0.05)。下同。

在近熟林下林木胸徑生長(zhǎng)量表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(0.59、0.78、0.69 cm·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(0.47、0.52、0.49 cm·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(0.43、0.49、0.46 cm·a-1)，各年份近自然經(jīng)營(yíng)與其他2種經(jīng)營(yíng)方式的胸徑生長(zhǎng)量間呈現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，常規(guī)經(jīng)營(yíng)與未經(jīng)營(yíng)間沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性差異；從6 a間總生長(zhǎng)率來(lái)看近自然經(jīng)營(yíng)胸徑增長(zhǎng)率(17.23%)高于其他2種經(jīng)營(yíng)方式，常規(guī)經(jīng)營(yíng)(12.71%)與未經(jīng)營(yíng)(12.49%)增長(zhǎng)率相差0.22%。

2.2.2 胸高斷面面積生長(zhǎng)量 從中齡林來(lái)看，各年份間胸高斷面面積生長(zhǎng)量均呈現(xiàn)出近自然經(jīng)營(yíng)(16.23、19.75、17.99 cm2·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(10.44、12.92、11.68 cm2·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(8.25、10.72、9.48 cm2·a-1)，近自然經(jīng)營(yíng)與其他2種經(jīng)營(yíng)方式胸高斷面面積總生長(zhǎng)量間均差異顯著(P<0.05)，但常規(guī)經(jīng)營(yíng)與未經(jīng)營(yíng)之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。6 a間總增長(zhǎng)率表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(33.14%)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(31.27%)>未經(jīng)營(yíng)(22.30%)。

近熟林林木胸高斷面面積生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(23.83、33.61、28.72 cm2·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(19.63、22.54、21.08 cm2·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(16.24、19.64、17.94 cm2·a-1)，其中2013-2016、2016-2019年近自然經(jīng)營(yíng)與其他2種經(jīng)營(yíng)方式胸高斷面面積生長(zhǎng)量均差異顯著(P<0.05)，其中2013-2019年3種經(jīng)營(yíng)方式間胸高斷面面積生長(zhǎng)量均差異顯著(P<0.05)，除2013-2019年，2013-2016、2016-2019年常規(guī)經(jīng)營(yíng)與未經(jīng)營(yíng)之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)，2013-2016、2016-2019年常規(guī)經(jīng)營(yíng)與未經(jīng)營(yíng)間胸高斷面面積生長(zhǎng)量均差異顯著(P<0.05)；從6 a總生長(zhǎng)率來(lái)看，常規(guī)經(jīng)營(yíng)及未經(jīng)營(yíng)方式的胸高斷面面積生長(zhǎng)率相差不大(常規(guī)經(jīng)營(yíng)24.77%、未經(jīng)營(yíng)26.39%)，近自然經(jīng)營(yíng)胸高斷面面積6 a總增長(zhǎng)率為35.88%，大于其他2種經(jīng)營(yíng)方式。

圖2 油松人工林單株胸高斷面面積年均生長(zhǎng)量Fig.2 Meanbasal area at breast height growth of P.tabuliformis plantation

2.2.3 單株立木材積生長(zhǎng)量 由圖3可知，中齡林各年份間單株立木材積生長(zhǎng)量表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(0.013 2、0.019 5、0.016 3 m3·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(0.010 9、0.013 0、0.012 0 m3·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(0.005 1、0.008 1、0.006 6 m3·a-1)，其中2013-2019年未經(jīng)營(yíng)與其他2種經(jīng)營(yíng)方式間表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)；6 a總增長(zhǎng)率表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(40.41%)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(39.55%)>未經(jīng)營(yíng)(26.82%)。

近熟林各年份間單株立木材積生長(zhǎng)量表現(xiàn)為：近自然經(jīng)營(yíng)(0.019 6、0.023 7、0.021 7 m3·a-1)>未經(jīng)營(yíng)(0.016 1、0.017 3、0.016 7 m3·a-1)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(0.014 4、0.014 5、0.014 5 m3·a-1)。其中除2013-2016年未經(jīng)營(yíng)與近自然經(jīng)營(yíng)方式間沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性差異(P>0.05)，其余各年份近自然經(jīng)營(yíng)方式與其他2種經(jīng)營(yíng)方式間均表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)；6 a總增長(zhǎng)率表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)(41.25%)>未經(jīng)營(yíng)(31.49%)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)(30.11%)。

圖3 油松人工林單株材積年均生長(zhǎng)量Fig.3 Single tree volume growth of P.tabuliformis plantation

2.3 不同經(jīng)營(yíng)方式下林分胸徑分布

由圖4可知，近自然經(jīng)營(yíng)中齡林林木多分布于18～32 cm徑階，2019年>30 cm林木數(shù)量相較于2013年增加了17株；常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式下中齡林林中，處于16～26 cm徑階林木較多，2019年>26 cm林木數(shù)量相較于2013年增加了14株；對(duì)于未經(jīng)營(yíng)的中齡林來(lái)說(shuō)，林木徑階多分布于12～24 cm，小徑階林木數(shù)量逐年減少，徑階處于22～28 cm的林木數(shù)量逐年增加，而徑階分布在16～22 cm的林木數(shù)量無(wú)明顯變化。

圖4 油松人工林徑階分布Fig.4 Diameter rank distribution of P.tabuliformis plantation

從近熟林來(lái)看，近自然經(jīng)營(yíng)方式下，近熟林林木徑階多分布于22～34 cm，2019年徑階>30 cm林木數(shù)量相比2013年徑階>30 cm林木數(shù)量增加了13株；常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式下的近熟林林木徑階分布表現(xiàn)為：2013年林木徑階主要分布于8～12 cm和22～30 cm，2016年林木徑階多集中于8～10 cm和22～30 cm，2013-2016年呈現(xiàn)多峰分布趨勢(shì)；2019年林木徑階集中分布于26～30 cm，具有明顯的峰值；對(duì)于未采取經(jīng)營(yíng)措施的近熟林來(lái)說(shuō)，2013年的林木徑階主要分布在18～30 cm；2016年多集中于22～32 cm；2019年林木集中分布于24～32 cm。徑階超過(guò)26 cm的林木，在2013、2016、2019年中分別為47、60、67株；>30 cm徑階的林木，在2019年中有38株，相比2013年增加了15株。

由圖5可知，對(duì)于油松中齡林來(lái)說(shuō)，近自然經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥30 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為7.45%、17.02%、25.53%，其中2013、2016、2019年株數(shù)分別集中在22～26、24～28、26～30 cm，分別占整體株數(shù)的39.36%、38.30%、38.30%。常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥30 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為0.82%、0.82%、4.10%，其中2013、2016、2019年株數(shù)分別集中在18～22、20～24、22～26 cm，分別占整體株數(shù)的50.82%、48.36%、46.72%。未經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥30 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為0.00%、0.56%、1.13%，其中2013、2016、2019年株數(shù)分別集中在24～28、24～28、26～30 cm，分別占整體株數(shù)的50.85%、49.15%、48.59%；且近自然經(jīng)營(yíng)、常規(guī)經(jīng)營(yíng)和未經(jīng)營(yíng)2019年大徑階樹(shù)木比例相對(duì)于2013年分別增加了18.09%、3.28%、1.13%。

圖5 油松人工林徑階比例分布Fig.5 Diameter rank distribution of P.tabuliformis plantation

對(duì)于油松近熟林來(lái)說(shuō)，近自然經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥34 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為7.29%、14.58%、22.92%，其中2013、2016、2019年株數(shù)分別集中在24～28、24～28、26～30 cm，分別占整體株數(shù)的38.54%、38.54%、38.54%。常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥34 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為11.58%、12.63%、15.22%，其中2013年株數(shù)主要集中在24～28 cm，2016、2019年主要集中在26～30 cm；分別占整體株數(shù)的31.58%、32.63%、33.70%。未經(jīng)營(yíng)方式下大徑階(≥34 cm)樹(shù)木株數(shù)比例2013、2016、2019年分別為10.48%、14.29%、19.05%，其中2013、2016、2019年株數(shù)分別集中在24～28、26～30、28～32 cm，分別占整體株數(shù)的40.00%、33.33%、34.29%。3種方式下，林木徑階的主要分布區(qū)間都有向大徑階方向移動(dòng)，大徑階林木比例一定程度的增高，近自然經(jīng)營(yíng)方式下2013-2019年大徑階樹(shù)木樹(shù)木比例增長(zhǎng)幅度最大(15.63%)，常規(guī)經(jīng)營(yíng)和未經(jīng)營(yíng)方式下2019年大徑階樹(shù)木比例相對(duì)于2013年樹(shù)木比例分別增加了3.64%、8.57%。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

中齡林和近熟林近自然經(jīng)營(yíng)方式下PAI(年蓄積生長(zhǎng)量)最大。

中齡林各年份間胸徑、胸高斷面面積、單株立木材積生長(zhǎng)量均呈現(xiàn)出近自然經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)>未經(jīng)營(yíng)，6 a間年均胸徑、胸高斷面面積、單株立木材積增長(zhǎng)率近自然經(jīng)營(yíng)最高；在近熟林胸徑、胸高斷面面積、單株立木材積生長(zhǎng)量表現(xiàn)為近自然經(jīng)營(yíng)>未經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)，6 a間胸徑、胸高斷面面積、單株立木材積生長(zhǎng)率近自然經(jīng)營(yíng)胸徑增長(zhǎng)率最高。

近自然經(jīng)營(yíng)方式下中齡林和近熟林2019年大徑階(>30 cm)林木數(shù)量相較于2013年增加最多，常規(guī)經(jīng)營(yíng)其次，為經(jīng)營(yíng)方式下最少。在不同林齡不同經(jīng)營(yíng)方式下大徑階林木數(shù)量均為近自然經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)>未經(jīng)營(yíng)。隨年份增長(zhǎng)大徑階樹(shù)木也隨之增長(zhǎng)。

油松中齡林2019年大徑階樹(shù)木比例相對(duì)于2013年近自然經(jīng)營(yíng)方式下林木大徑階樹(shù)木比例增長(zhǎng)幅度最大；油松近熟林來(lái)說(shuō)，近自然經(jīng)營(yíng)方式、常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式和未經(jīng)營(yíng)方式下，林木徑階的主要分布區(qū)間都有向大徑階方向移動(dòng)，其中大徑階林木比例都有一定程度的增高，近自然經(jīng)營(yíng)方式下2019年大徑階樹(shù)木比例相對(duì)于2013年樹(shù)木比例增長(zhǎng)幅度最大。

總體來(lái)說(shuō)，近自然經(jīng)營(yíng)相對(duì)于其他2種經(jīng)營(yíng)方式更有利于林木胸徑、林木單株胸高斷面面積和單株立木材積量的生長(zhǎng)，同時(shí)還會(huì)提高林分大徑級(jí)林木株數(shù)比例，更有助于提高人工林木質(zhì)量。

3.2 討論

研究表明，近自然經(jīng)營(yíng)有利于提高油松林分內(nèi)大徑級(jí)林木的株數(shù)比例，相較于常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式和未經(jīng)營(yíng)狀態(tài)更能促進(jìn)油松林平均胸徑、平均胸高斷面面積和單株材積的生長(zhǎng)。不同經(jīng)營(yíng)方式下油松人工林平均胸徑均呈現(xiàn)出近自然經(jīng)營(yíng)>未經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)，導(dǎo)致原因?yàn)槌Ｒ?guī)經(jīng)營(yíng)模式是通過(guò)采伐木材來(lái)充分發(fā)揮森林經(jīng)濟(jì)功能，林分中的大型林木以砍伐為主，所以小型林木所占比例較大；而近自然經(jīng)營(yíng)模式主要是以目標(biāo)樹(shù)的最大生長(zhǎng)量為重點(diǎn)，由于目標(biāo)樹(shù)木經(jīng)過(guò)多次間伐，大徑階樹(shù)木被保留，小徑階樹(shù)木被移除，平均胸徑則隨著干擾樹(shù)木的清除而增加，所以說(shuō)近自然經(jīng)營(yíng)方式有利于林木胸徑增長(zhǎng)，本文研究結(jié)果與修勤緒等[18]研究近自然經(jīng)營(yíng)有利于人工油松林的平均胸徑增加的結(jié)果一致。游偉斌等[19]通過(guò)對(duì)北京油松林不同林分密度的碳儲(chǔ)量研究得出林分密度與林分的平均直徑呈負(fù)相關(guān)的數(shù)量關(guān)系，即密度越大的林分其林分平均直徑越小，直徑生長(zhǎng)量也越低。本研究結(jié)果表現(xiàn)為未經(jīng)營(yíng)平均胸徑生長(zhǎng)量最小。王玉濤等[20]研究了油松胸徑生長(zhǎng)量相關(guān)問(wèn)題，得出北京地區(qū)油松人工林5 a平均胸徑生長(zhǎng)量為2.27 cm(年均0.45 cm)，本研究結(jié)果不同林齡不同經(jīng)營(yíng)方式下平均胸徑增長(zhǎng)量在0.32～0.51 cm。單位面積蓄積量未經(jīng)營(yíng)>近自然經(jīng)營(yíng)>常規(guī)經(jīng)營(yíng)，這與游偉斌等[19]在間伐對(duì)北京油松林碳儲(chǔ)量影響研究結(jié)果一致，由于近自然經(jīng)營(yíng)中林分密度低，擴(kuò)大了保留木的營(yíng)養(yǎng)空間，改善了林內(nèi)小氣候條件，有利于提高林分的質(zhì)量和生產(chǎn)力。同時(shí)，單株材積的增長(zhǎng)也可以提高木材的產(chǎn)量，從而提高森林經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此，近自然經(jīng)營(yíng)能有效地促進(jìn)油松單株材積增長(zhǎng)。由于近自然經(jīng)營(yíng)的林分單位面積內(nèi)的林木株數(shù)減少，導(dǎo)致近自然經(jīng)營(yíng)單位面積平均蓄積量2013-2019年小于其他經(jīng)營(yíng)方式。由于林分密度的降低，促進(jìn)了林分胸徑和單株材積的快速增長(zhǎng)，所以近自然經(jīng)營(yíng)方式下單株材積增長(zhǎng)量增大[21]，近自然經(jīng)營(yíng)模式的采伐強(qiáng)度為6.5%～17.7%，而常規(guī)經(jīng)營(yíng)為21.2%～29.9%[22]。王玉濤等[20]研究表明，單位面積蓄積量與間伐強(qiáng)度呈反比關(guān)系，即間伐強(qiáng)度越大，單位面積蓄積量越小。單位面積蓄積量與保留株數(shù)和單株材積相關(guān)，但是因?yàn)閱沃瓴姆e增長(zhǎng)較慢，因此單位面積蓄積量的大小取決于保留株數(shù)的多少，即伐除株數(shù)越多，蓄積量越小。中齡林和近熟林近自然經(jīng)營(yíng)改造后的前3 a與后3 a，蓄積年生長(zhǎng)量大于常規(guī)經(jīng)營(yíng)和未經(jīng)營(yíng)，這是因?yàn)榻匀唤?jīng)營(yíng)樣地內(nèi)伐除了干擾樹(shù)，保留了生長(zhǎng)勢(shì)頭較好的林木，減少了林木競(jìng)爭(zhēng)，改善了林內(nèi)光、水、熱條件，使保留木得到更多的生長(zhǎng)資源。這與前人得出的采伐作業(yè)能夠增加林分蓄積生長(zhǎng)量的結(jié)論一致[23-24]。未經(jīng)營(yíng)由于株數(shù)密度大，其枯死率與枯死木蓄積均大于近自然經(jīng)營(yíng)與常規(guī)經(jīng)營(yíng)樣地，這與前人研究得出高密度林地具有較高枯死率的結(jié)論相同;且常規(guī)經(jīng)營(yíng)枯死量大于近自然經(jīng)營(yíng)樣地，且枯死木都集中在徑階較小的林木[22,25-26]。

對(duì)于林分垂直分層林木生長(zhǎng)差異中油松中齡、近熟人工林的近自然經(jīng)營(yíng)方式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)方式來(lái)說(shuō)，林分上層主要集中了大徑階林木，并且主要的胸高斷面面積和蓄積年生長(zhǎng)量由林分上層貢獻(xiàn)，且經(jīng)過(guò)近自然經(jīng)營(yíng)林分各層的生長(zhǎng)量皆好于常規(guī)經(jīng)營(yíng)。而未經(jīng)營(yíng)并無(wú)人為干擾，對(duì)于油松中齡林來(lái)說(shuō)，林木尚未停止高生長(zhǎng)。林分上層和中層的胸高斷面年生長(zhǎng)量和蓄積年生長(zhǎng)量貢獻(xiàn)兩并無(wú)很大差異；油松近熟林由于林齡較大，林分上層的貢獻(xiàn)了主要的胸高斷面和蓄積年生長(zhǎng)量。