劉敏，盧志朋，安宇寧，楊樹(shù)軍，曹怡立，馬駿

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

樟子松(var.)原產(chǎn)于內(nèi)蒙古紅花爾基，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠和較速生等優(yōu)良特性，遼寧省沙地治理與利用研究所于1953年引種到章古臺(tái)地區(qū)，開(kāi)創(chuàng)了樟子松治沙造林的先例，并建立起以樟子松為主，油松、赤松及當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹(shù)種小葉楊、小青楊、色木槭為輔的第一代防風(fēng)固沙林，為我國(guó)的防沙治沙事業(yè)做出很大的貢獻(xiàn)。為了保證造林成活率和保存率，第一代防風(fēng)固沙林初植密度均很高，但隨著林齡的增長(zhǎng)，種群密度變化影響了樟子松固沙林的生存狀況及林分穩(wěn)定性，成為生產(chǎn)中亟須解決的實(shí)際問(wèn)題。密度調(diào)控是人工林經(jīng)營(yíng)的主要手段，合理的密度管理是提高人工林生產(chǎn)力和發(fā)揮森林最大功能的重要途徑。當(dāng)前，密度調(diào)控技術(shù)已成為不同樹(shù)種造林后撫育間伐和森林經(jīng)營(yíng)管理的重要依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)。因此，通過(guò)對(duì)樟子松生長(zhǎng)狀況、經(jīng)營(yíng)目標(biāo)及初始密度的綜合考慮，采用合理的間伐方式進(jìn)行林分密度調(diào)控，通過(guò)提高直徑生長(zhǎng)達(dá)到建筑材收益的最佳化。針對(duì)引種區(qū)培育樟子松速生建筑材林過(guò)程中存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，從提高生產(chǎn)力的角度，以密度調(diào)控中不同方式間伐為切入口，找出合理的間伐方式，為樟子松人工林高效經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在遼寧省沙地治理與利用研究所章古臺(tái)基地試驗(yàn)林內(nèi)(42°43′—42°51′ N，121°53′—22°22′ E)，屬亞濕潤(rùn)干旱區(qū)，年降水量480～520 mm，多年平均蒸發(fā)量1 700 mm，年均氣溫5.7 ℃，無(wú)霜期150～160 d。土壤為沙土，土壤含水率與有機(jī)質(zhì)含量均較低。該地區(qū)主要分布的喬木樹(shù)種有樟子松、云杉()等。常見(jiàn)草本植物有少花蒺藜草()、狗尾草()、披堿草()等。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置群團(tuán)狀、機(jī)械疏伐、留優(yōu)去劣3種密度調(diào)控間伐處理方式。群團(tuán)狀密度調(diào)控是建立3～5個(gè)團(tuán)塊，團(tuán)塊內(nèi)林木不做任何處理，伐除團(tuán)塊外的林木，使團(tuán)塊間有一定的空間。這種密度調(diào)控方式適用于林相不整齊，已經(jīng)有天窗的林地，使天窗處于團(tuán)塊外。機(jī)械疏伐是在林地內(nèi)留1行伐1行，間伐后林地的株距不變，行距增加一倍。這種隔行伐行的機(jī)械疏伐適用于林相整齊，林木分布均勻的林地。留優(yōu)去劣是在林地內(nèi)進(jìn)行選優(yōu)，確定一定的保留株數(shù)后，伐除劣等林木。這種留優(yōu)去劣的間伐方式適用于林相不整齊，林木優(yōu)劣相差較大的林地。

本試驗(yàn)選取1993年造林的兩處林分為試驗(yàn)地，造林初植密度為1.5 m×2 m。于2011年秋進(jìn)行群團(tuán)狀、隔行伐行的機(jī)械疏伐、留優(yōu)去劣、對(duì)照共4種處理的密度調(diào)控試驗(yàn)。分別在八堆子試驗(yàn)區(qū)和三家子試驗(yàn)區(qū)設(shè)立2次重復(fù)(表1)。

表1 樣地基本情況

2.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)地的建立

2.1.1 群團(tuán)狀試驗(yàn)地 選取帶有天窗、林相不整齊的一塊梯形林地，在林地內(nèi)躲開(kāi)天窗建立5個(gè)方形地塊，分別標(biāo)記為團(tuán)Ⅰ、團(tuán)Ⅱ、團(tuán)Ⅲ、團(tuán)Ⅳ和團(tuán)Ⅴ。團(tuán)塊長(zhǎng)寬約12 m，對(duì)團(tuán)塊外的林木進(jìn)行皆伐處理，處理后形成5個(gè)獨(dú)立的團(tuán)狀林地，團(tuán)塊與團(tuán)塊間隔約6 m。處理后5個(gè)團(tuán)塊總面積0.06 hm。

2.1.2 機(jī)械疏伐試驗(yàn)地 選取林相較整齊的一塊林地，面積0.06 hm。在林地內(nèi)進(jìn)行留1行伐1行的機(jī)械疏伐，形成株行距為1.5 m×4 m的林地。

2.1.3 留優(yōu)去劣試驗(yàn)地 選取林相不太整齊，林木優(yōu)劣差異較大的一塊林地，面積0.06 hm。在林地內(nèi)按50%比例進(jìn)行留優(yōu)去劣式間伐。

2.1.4 對(duì)照試驗(yàn)地 選取具有當(dāng)?shù)卮硇缘囊粔K林地，面積0.03 hm，不做任何處理為對(duì)照CK。

2.2 調(diào)查方法

從2011年秋季開(kāi)始，每年對(duì)各個(gè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查記錄樹(shù)高、胸徑、冠幅、生長(zhǎng)狀況、枯死率。本文數(shù)據(jù)選取2017—2021年連續(xù)5年秋季調(diào)查數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)地內(nèi)設(shè)置10 m×10 m小樣地選取50株樣樹(shù)作為徑階分布樣本。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析、作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同方式間伐對(duì)樟子松胸徑生長(zhǎng)的影響

從圖1可以看出，不同方式間伐樟子松胸徑生長(zhǎng)變化趨勢(shì)基本相似，呈顯著逐年上升趨勢(shì)，并且留優(yōu)去劣>機(jī)械疏伐>群團(tuán)狀>CK對(duì)照組，且留優(yōu)去劣、機(jī)械疏伐、群團(tuán)狀間伐要遠(yuǎn)高于CK對(duì)照組，4組增長(zhǎng)率2020-2021年為最大的變化年度。

圖1 樟子松胸徑變化

3.2 不同方式間伐對(duì)樟子松林分蓄積生長(zhǎng)的影響

從圖2可以看出，樟子松蓄積量的增長(zhǎng)變化趨勢(shì)基本相似，呈顯著逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中留優(yōu)去劣>機(jī)械疏伐>群團(tuán)狀>CK對(duì)照組，留優(yōu)去劣方式間伐的蓄積增長(zhǎng)量要明顯高于其他三者，2019-2020年蓄積增長(zhǎng)量變化最大，其他年度變化較為平緩。

圖2 樟子松蓄積增長(zhǎng)量

從圖3可以看出，樟子松累計(jì)蓄積增長(zhǎng)量均呈現(xiàn)為留優(yōu)去劣>機(jī)械疏伐>群團(tuán)狀>CK對(duì)照組，其中留優(yōu)去劣要高于其他三組，機(jī)械疏伐、群團(tuán)狀疏伐及CK對(duì)照累計(jì)蓄積增長(zhǎng)量變化趨勢(shì)基本相同，累計(jì)蓄積增長(zhǎng)量與年增長(zhǎng)量變化一致。

圖3 樟子松累計(jì)蓄積增長(zhǎng)量

3.3 不同間伐方式對(duì)樟子松徑階分布的影響

通過(guò)表2可以得出，在CK對(duì)照組徑階分布表中，兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)的徑階分布基本一致，主要是在小徑階、中徑階，小徑階>10～12 cm占比最大，中徑階>16～18 cm在所有樣樹(shù)中占比最小，大徑階沒(méi)有。隨著時(shí)間的變化林分的小、中徑階立木的徑級(jí)開(kāi)始增長(zhǎng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)小、中徑階比例減少，中、大徑階比例呈上升趨勢(shì)。

表2 CK對(duì)照組徑階分布表 單位：株

在機(jī)械疏伐徑階分布表(表3)中，兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)機(jī)械疏伐徑階分布相似，主要分布在小徑階>10～12 cm、中徑階及大徑階>18～20 cm中，其中徑階占比最大為中徑階>12～14 cm，其次為中徑階>14～16 cm、小徑階>10～12 cm、中徑階>16～18 cm、大徑階>18～20 cm。在2017—2021年生長(zhǎng)變化中，林木徑級(jí)生長(zhǎng)規(guī)律的變化呈現(xiàn)由小到大的變化，且呈現(xiàn)徑階占比從集中在小、中徑階到中、大徑階的變化趨勢(shì)。

表3 機(jī)械疏伐徑階分布表 單位：株

通過(guò)表4可以得出，在留優(yōu)去劣徑階分布表中，兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)的徑階分布基本一致，主要是在小徑階、中徑階、大徑階中，其中，中徑階>12～14 cm占比最大，其次為中徑階>14～16 cm。隨著時(shí)間的變化，林分的小、中徑階立木的徑級(jí)開(kāi)始增長(zhǎng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)小、中徑階比例減少，中、大徑階比例呈上升的趨勢(shì)，2021年留優(yōu)去劣徑階分布主要是在中徑階，占比為83%。

表4 留優(yōu)去劣徑階分布表 單位：株

在群團(tuán)狀徑階分布表(表5)中，徑階分布主要分布在中徑階，中徑階占比最大的為>12～14 cm。在2017—2021年生長(zhǎng)變化中，林木徑級(jí)生長(zhǎng)規(guī)律的變化呈現(xiàn)由小到大的變化，且徑階占比從集中在小、中徑階到中、大徑階的變化趨勢(shì)。

表5 群團(tuán)狀徑階分布表 單位：株

4 結(jié)論

在樟子松人工林的密度調(diào)控中不同方式間伐均會(huì)對(duì)林分的胸徑和蓄積生長(zhǎng)產(chǎn)生促進(jìn)作用。試驗(yàn)結(jié)果表明：留優(yōu)去劣間伐方式對(duì)林分胸徑生長(zhǎng)量的促進(jìn)作用最為顯著，其次依次為機(jī)械疏伐、群團(tuán)狀疏伐，即合理的間伐方式對(duì)林分胸徑生長(zhǎng)的影響尤為明顯；留優(yōu)去劣對(duì)林分蓄積生長(zhǎng)量的促進(jìn)作用最為明顯，其次依次為機(jī)械疏伐、群團(tuán)狀疏伐。所以，在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中，可以因地制宜選擇留優(yōu)去劣、機(jī)械疏伐、群團(tuán)狀疏伐作為樟子松人工林密度調(diào)控的間伐方式。撫育間伐的效應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此需要對(duì)間伐后的林分進(jìn)行定期調(diào)查和研究，根據(jù)林分在不同間伐方式條件下發(fā)生的變化來(lái)確定林分撫育間伐的適宜方式。通過(guò)撫育間伐后林木得到了有效的生長(zhǎng)空間，林木獲得的光照、水分和養(yǎng)分均有不同程度增加，林分生長(zhǎng)表現(xiàn)較好。因此，為了保證林分可以高效和穩(wěn)定生長(zhǎng)，需要確定合理的間伐強(qiáng)度，以改善林分的生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)空間。