近自然经营对杉木人工林生长的影响

徐清乾, 许忠坤*, 张 勰, 罗艺伟

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.北京林业大学, 北京 100083)

近自然经营对杉木人工林生长的影响

徐清乾1, 许忠坤1*, 张 勰1, 罗艺伟2

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.北京林业大学, 北京 100083)

通过伐除竞争木、间伐过密木、择伐达标木、开窗补植等一系列营林措施培育目标树，研究杉木人工中龄纯林近自然经营前期效果。结果表明：随着间伐、择伐强度的增加，目标树树高、胸径增长效果越来越显著。林分密度每667 m2保留100、120、140、150、160、170、180株相对220株(CK)，目标树平均树高增长率分别提高3.08%、2.77%、2.52%、2.27%、1.77%、1.50%、1.21%，目标树平均胸径增长率分别提高4.26%、3.61%、3.04%、2.58%、2.18%、1.67%、1.12%；开窗直径6 m、7 m、8 m相对不开窗(CK)，目标树树高增长率分别提高0.54%、0.96%、1.37%，目标树胸径增长率分别提高1.32%、1.85%、2.53%。

近自然； 经营； 人工林； 杉木

近自然森林经营是指充分利用森林生态系统内部的自然生长发育规律，不断优化森林经营过程[1]，从而优化森林的结构和功能，使生态与经济需求最佳结合的一种真正接近自然的森林经营模式[2]。当前，湖南省人工林主要以纯林为主,纯林的短期经济效益好[3]，但林分结构差，林地肥力下降，生态效益差，生物多样性低[4]。杉木人工林近自然经营就是针对项目区杉木人工纯林现状，借鉴森林近自然林业理论，改变杉木人工纯林演替方向，使现有杉木人工纯林向针阔混交林演替，以增强林分的稳定性和抗逆性，提高林分生产力和经济效益[5]。

1 试验地概况

杉木人工林近自然经营试验示范点设于湖南省慈利县景龙桥镇联合村，地理坐标东经110°55′、北纬29°08′。该地属雪峰山脉北端中亚热带季风湿润气候区，年平均气温16.3 ℃,年降水量1 440 mm，年无霜期280天，年日照1 790 h，雨水充沛，日照充足。土壤为板页岩发育的红黄壤，造林前植被为马尾松、壳斗科为主的天然针、阔混交林。

2 材料与方法

2.1 试验样地

慈利县景龙桥镇联合村1996年春营造的杉木人工纯林，造林密度220株/667 m2，面积8 hm2。

2.2 试验设计

在样地内设置18块20 m×30 m固定标准地，标准地内标记目标树、竞争木、间伐木、择伐木，差树、一般林木不作标记[6]。以标准地为单位，进行间伐、择伐、开窗、补植设计[7]。各标准地试验作业设计如表1所示。

2.3 试验方法

2.3.1 标准地林木利用类型划分 从林木利用的角度出发，将标准地的林木分成以下几类[8]： ①目标树： 长期保留、完成天然林下更新并达到目标直径后才采伐利用的林木。选择目标树的标准为： 树种材质较好，经济价值较高；树干通直，尖削度小，不能是双叉木；树干枝下高或只带细枝的树干高度达到6 m以上；树冠发育良好，冠幅应为树高的25%～35%之间，不偏冠；树枝细，否则就是霸王木；没有因为生物或非生物因素造成的损伤;不位于林道、集材道周边和林缘。②特殊目标树：为增加混交树种、保持林分结构或生物多样性等目的而需要保护的林木。③竞争木：与目标树竞争阳光和向上生长空间，影响目标树生长的林木。④差树：火烧、断梢、双叉、腐烂、萌条、虫害、霸王木等不良木。⑤间伐木：虽然不是竞争木，但在林分密度过大的地方，为促进未来目标树的生长，增加林中透光，促进林下更新而需伐除一部分的林木。⑥择伐木：已达目标胸径，需采伐以获得一定经济收益的林木。⑦一般林木：其它保留在林中不作特别标记的林木[9]。

表1 慈利标准地试验作业设计Tab.1 Cilistandardtestoperationdesign处理标地号标地内总株数间、择伐株数保留密度(株/667m2)开窗直径(m)窗内补植1慈139761008楠木、光皮桦各6株2慈6131201208光皮桦12株3慈10140191307楠木、光皮桦各5株4慈11157271407光皮桦10株5慈14157271406光皮桦8株6慈1615091506楠木8株7慈15154131508慈1179271609慈51772716010慈171701017011慈181741317012慈420030180CK2慈916401908楠木12株CK2慈317101907楠木10株CK2慈1218601906楠木、光皮桦各4株CK1慈21950220CK1慈72010220CK1慈82040220

2.3.2 标准地营林活动 按试验设计的密度要求，于2011年12月对标准地进行间伐择伐作业，部分目标树周边开窗作业和补植造林作业： ①伐除竞争木。优先考虑伐除竞争木，以促进目标树的生长[10]。②间伐。在林分密度过大的地方，需伐除一部分林木。③择伐。采伐一部分已达到目标胸径的林木。④开窗、补植[11]。开窗直径6 m、7 m、8 m，窗内分别补植8株、10株、12株光皮桦[12]或楠木。

2.3.3 数据采集 2011年10月，标准地内每木调查树高、胸径作为试验前基数；2013年12月再每木调查树高、胸径作为试验后统计数据。

3 结果与分析

3.1 不同保留密度对林分平均胸径、树高增长率的影响

不同保留密度林分平均胸径、树高的基数和现值如表2所示。

表2 不同保留密度林分树高、胸径平均值Tab.2 TheaveragetreeheightandDBHofdifferentden-sitystand保留密度(株/667m2)林分平均胸径(cm)林分平均树高(m)基数现值基数现值10013.1115.1211.1312.2712012.7214.5510.8811.9414012.3914.0610.7111.7015012.2213.7710.5811.5316011.6813.0810.3711.2817011.2112.4810.1611.0218010.6911.849.8810.70190(CK)10.4711.559.7710.57220(CK)10.1911.169.6910.40

以表2中9种保留密度类型分别计算平均树高、胸径现值相对2年前基数增长率，结果如图1、图2所示。

图1 不同保留密度林分平均树高相对基数增长率Fig.1 The growth rate of tree height relative to the base in different density stand

图2 不同保留密度林分平均胸径相对基数增长率Fig.2 The growth rate of DBH relative to the base in different density stand

从图1和图2可知，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株、190株(CK2)、220株(CK1)林分平均树高相对基数增长率分别为10.24%、9.78%、9.22%、8.98%、8.77%、8.46%、8.26%、8.20%、7.28%；林分平均胸径增长率分别为15.32%、14.41%、13.48%、12.71%、11.99%、11.32%、10.82%、10.33%、9.51%。

进一步与对照比较，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株，相对CK2(190株/667 m2，开窗口，不间伐、择伐)林分平均树高增长率分别提高2.04%、1.58%、1.02%、0.78%、0.57%、0.26%、0.06%，林分平均胸径增长率分别提高4.99%、4.08%、3.15%、2.38%、1.66%、0.99%、0.49%；相对CK1(不作任何作业)，林分平均树高增长率分别提高2.96%、2.50%、1.94%、1.70%、1.49%、1.18%、0.98%，林分平均胸径增长率分别提高5.81%、4.90%、3.97%、3.20%、2.48%、1.81%、1.31%。说明随着间伐、择伐强度的增加，林分平均树高、胸径增长率相比对照增长率的增值越来越大，对林分总体生长平均值的提高效果越来越显著。

3.2 不同保留密度对目标树平均树高、胸径增长率的影响

不同保留密度目标树平均树高、胸径的基数和现值如表3所示。

表3 不同保留密度目标树树高、胸径平均值Tab.3 TheaverageheightandDBHoftargettreewithdif-ferentdensity保留密度(株/667m2)目标树平均胸径(cm)目标树平均树高(m)基数现值基数现值10019.8223.1313.9115.4912020.4723.7614.2215.7914018.6021.4813.4414.8915018.1120.8313.1314.5116018.5421.2513.4514.8017017.8620.3813.0814.3618018.6621.1913.4014.67190(CK)18.5721.0013.3614.56220(CK)18.1120.3613.1814.27

依表3数据分别计算目标树平均树高、胸径现值相对2年前基数增长率，结果如图3、图4所示。

图3 不同保留密度目标树平均树高相对基数增长率Fig.3 The height growth rate of target tree relative to the base with different density

图4 不同保留密度目标树平均胸径相对基数增长率Fig.4 The DBH growth rate of target tree relative to the base with different density

从图3和图4可知，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株、190株(CK2)、220株(CK1)，目标树平均树高相对基数增长率分别为11.33%、11.02%、10.77%、10.52%、10.02%、9.75%、9.46%、8.98%、8.25%；目标树平均胸径增长率分别为16.07%、16.05%、15.48%、15.02%、14.62%、14.11%、13.56%、13.06%、12.44%。

进一步与对照比较，每667 m2保留100株、120株、140株、150株、160株、170株、180株相对CK2(开窗口但不间伐、择伐)，目标树平均树高增长率分别提高2.35%、2.04%、1.79%、1.54%、1.04%、0.77%、0.48%，目标树平均胸径增长率分别提高3.64%、2.99%、2.42%、1.96%、1.56%、1.05%、0.50%；相对CK1(不作任何作业)，目标树平均树高增长率分别提高3.08%、2.77%、2.52%、2.27%、1.77%、1.50%、1.21%，目标树平均胸径增长率分别提高4.26%、3.61%、3.04%、2.58%、2.18%、1.67%、1.12%。说明随着间伐、择伐强度的增加，目标树平均树高、胸径增长率相比对照增长率的增值越来越大，对目标树树高、胸径平均值的提高效果越来越显著[13]。

3.3 不同开窗直径对目标树胸径、树高增长率的影响

在目标树周边进行直径6 m、7 m、8 m的开窗处理，对照为不开窗处理。4个开窗处理目标树树高、胸径的基数和现值如表4所示。

表4 不同开窗直径目标树树高、胸径Tab.4 TheheightandDBHoftargettreewithdifferentwindowdiameter开窗直径(m)胸径(cm)树高(m)基数现值基数现值不开窗19.722.713.915.36.021.825.414.816.47.020.123.514.015.68.021.325.114.616.3

依表4数据分别计算目标树树高、胸径现值相对2年前基数增长率，结果如图5、图6所示。

从图5和图6可知，开窗直径6 m、7 m、8 m与不开窗(CK)目标树树高相对基数增长率分别为10.82%、11.24%、11.65%、10.28%；目标树胸径增长率分别为16.45%、16.98%、17.66%、15.13%。

图5 不同开窗直径目标树树高相对基数增长率Fig.5 The height growth rate of target tree relative to the base with different window diameter

图6 不同开窗直径目标树胸径相对基数增长率Fig.6 The DBH growth rate of target tree relative to the base with different window diameter

进一步与对照比较，开窗直径6 m、7 m、8 m相对不开窗(CK)，目标树树高增长率分别提高0.54%、0.96%、1.37%，目标树胸径增长率分别提高1.32%、1.85%、2.53%。说明随着目标树周边开窗直径的增大，目标树树高、胸径生长速度的提高效果越来越显著[14]。

4 结论与讨论

随着间伐、择伐强度的增加，林分平均树高、胸径增长效果越来越显著，目标树平均树高、胸径增长效果越来越显著。随着目标树周边开窗直径的增大，目标树树高、胸径生长速度的提高效果越来越显著。

间伐、择伐及目标树周边开窗、补植等近自然经营措施，对林分植被结构、林地土壤养分的影响[15]尚需作进一步研究。

[1] 张鼎华,林孵.近自然林业与林业的可持续发展[J].生态经济,2000(7):23-26.

[2] 许新桥.近自然林业理论概述[J].世界林业研究，2006, 19(1):10-13.

[3] 阙兴宁,刘振华.德国森林经营理念对慈利县林业发展的启示[J]. 湖南林业科技, 2013 , 40(6):70-73.

[4] 包志刚,高见.古丈县森林可持续经营模式发展探讨[J]. 湖南林业科技, 2013, 40(6):77-79.

[5] 李先勇,邓鹰鸿.中德造林项目林分调查方法在国内森林经营中的应用[J]. 湖南林业科技, 2013, 40(6):58-61.

[6] 高育剑,孔强,赵壮乐,等.近自然林业在山体绿化规划设计中的应用[J].浙江林业科技, 2004, 24(2):20-24.

[7] 瞿明普,郭素娟.关于提高我国造林质量的若干意见[J].世界林业研究, 2003, 16(1):50-54.

[8] 张鼎华,叶章发,王伯雄.“近自然林业”经营法在杉木人工幼林经营中的应用[J].应用与环境生物学报,2001, 7(3):219-223.

[9] 许忠坤,徐清乾,荣建平.杉木不同部位、叶龄针叶净光合效率特征[J].湖南林业科技, 2008, 35(5):1-4.

[10] 徐清乾,许忠坤,林世发.林木树种混交技术及效果机理[J].湖南林业科技, 2005, 32(5):6-9.

[11] 徐清乾,许忠坤,刘更有,等.光皮桦造林技术规程研制[J].湖南林业科技, 2009,36(5):26-29.

[12] 徐清乾,许忠坤,周文,等.光皮桦优良遗传材料选择及改良前期效果[J].湖南林业科技, 2009,36(4):9-12.

[13] 徐清乾,许忠坤.杉木近熟林经营新技术研究[J].湖南林业科技, 2004, 31(2):10-13.

[14] 汪昌国,徐清乾.成年杉木种子园疏枝疏伐效果研究[J].湖南林业科技,2002, 29(4):43-44.

[15] 徐清乾,许忠坤,张勰,等.不同树种幼林生长差异及对土壤营养的影响[J].湖南林业科技,2013, 40(6):29-32.

(文字编校：张 珉)

Effectofclose-to-naturalmanagementonthegrowthofChinesefir

XU Qingqian1, XU Zhongkun1*, ZHANG Xie1， LUO Yiwei2

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

By cutting competitive wood, thinning high density wood, felling standard wood and fenestration replanting measures to cultivate target tree, the effect of close-to-natural management on the growth of Chinese fir was researched. The results showed that, with the increase of thinning and felling intensity, the height and DBH growth effect of target tree was more remarkable. Stand density remained 100，120，140，150，160，170，180 strains per 667 m2compared with 220 strains(CK)，the height growth rate of target tree increased 3.08%, 2.77%, 2.52%, 2.27%, 1.77%, 1.50% and 1.21% respectively，and the DBH growth rate increased 4.26%, 3.61%, 3.04%, 2.58%, 2.18%, 1.67% and 1.12% respectively. Opening window diameter of 6m, 7 m and 8m compared with no opening window(CK)，the height growth rate of target tree increased 0.54%,0.96% and 1.37% respectively , and the DBH growth rate increased 1.32%, 1.85% and 2.53% respectively.

close to nature; management; plantation; Chinese fir

2014-03-27

中德财政合作项目“湖南近自然森林经营试验与示范”(2012-HNLYKY-03)。

* 为通讯作者

S 75

A

1003 — 5710(2014)03 — 0071 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 03. 017