红松中龄林抚育成效监测与分析

刘瀛，杨青川，杨子健，褚永磊，白慧敏，张莹

（辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122）

森林抚育是森林生态系统经营的一项重要措施，是依据合理密度理论，根据林分发育、自然稀疏规律及森林培育目标，适时伐除部分林木，扩大保留林木生长空间，改善林分环境条件的有力手段[1]。其目的是通过森林抚育加强森林结构调整，明确森林经营方向、经营重点、经营措施，砍伐病腐木，降低林分密度，改善林内环境，促进林木生长，以便形成理想的林分结构，加强林分稳定性和机能，从而使林分抗病害能力提高，并在改善结构的基础上，增加森林生态系统的全面功能，促进森林多种效益的发挥。

目前，我国森林资源分布格局以中幼龄林为主，一方面森林林分结构单一的问题仍未得到有效解决，另一方面我国森林抚育工作长期滞后导致了森林资源质量低，森林抚育的各项效益低下[2]。最近几年来，我国广泛开展森林抚育经营，森林抚育的相关理论研究还尚未形成体系，森林抚育经营在新时代的背景下有着更为广阔的发展前景[3]。因此，本文通过对红松中龄林抚育成效监测与分析，研究森林抚育对森林资源变化和生态状况的影响，评价森林抚育的实施成效，为红松中龄林森林抚育合理经营提供理论基础。

1 研究区概况

1.1 地理位置及气候条件

本研究区为辽宁省新宾满族自治县东北部的北旺清林场，地理位置为125°05′—125°20′E，41°44′—41°57′N。东与吉林省通化县富江乡、柳河县的向阳镇相邻，北与清原县湾甸子镇接壤，南与新宾县的旺清门镇、红升乡毗邻，西与新宾镇郊区相连；呈现出北高南低、山高林密、沟壑纵横的地貌特征。属温带季风气候，一年四季分明，气候宜人，雨量充沛，年降水量在700mm左右，年平均气温5.1℃，无霜期127d左右。

1.2 监测区立地条件

监测样地位于北旺清林场24林班9小班，平均海拔676m，坡向东，坡度18°，树种组成10红，人工实生，林龄42a，土地类型为森林棕壤，植被类型为针叶林。2011年10月在本小班内分别设置对照样地与监测样地，其中监测样地进行抚育间伐，对照样地未进行抚育采伐、清场等作业活动。

2 抚育技术与调查方法

2.1 抚育技术

于红松由中龄林到森林近熟前，根据林分发育、自然稀疏规律及森林培育目标，适时伐除过密的、生长不良和质量低劣的林木，缓解林木之间的竞争，促进保留木的正常生长发育，调整林分密度，改善林分环境条件，促进林分产量的提高。

2.2 试验样地设置

在开展森林抚育的小班中，分别设立监测样地和对照样地。样地面积为0.1hm2，形状为矩形。样地距林缘不小于20m，不跨河流、道路或伐开的调查线。森林抚育样地与对照样地的距离在30m以上，其中，邻近森林抚育样地的15m距离按照抚育措施进行抚育，邻近对照样地的15m距离内不进行抚育。样地的四至边界确定后，在样地东北角设置固定标桩，以利复查。样地布设时间为2011年10月，复查时间为2013年9月。

2.3 调查方法

分别对监测样地与对照样地的林分蓄积量，林分平均胸径、树高、郁闭度、林下植被状况、森林土壤性质、森林涵养水源等因子进行调查。对样地内的样木进行每木检尺，起测胸径为5cm；按径阶选择不少于15株林木测定树高，测定树高的株数与径阶检尺株数成正比；林下植被调查采用样方调查法，灌木样方面积为4m2，分别设置于样地的4个角，形状为边长2m的正方形；草本样方面积为1m2，设置于灌木样方内，形状为边长1m的正方形，并对样方内灌木、草本植物的种类、数量等因子进行记录；森林土壤调查按照土壤的发生层O（0～10cm）、A（10～20cm）、B（20～40cm）层依次取样，样品直接用环刀在各土层中部取样，取样后对土壤酸碱性、容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度等物理性质进行测定。

3 结果与分析

3.1 森林抚育对林分树高的影响

通过对比分析，抚育间伐后林分树高生长量变化较明显。表1看出，监测样地平均树高增长量为0.6m，对照样地平均树高增长量为0.5m，监测样地林分树高增长量高于对照样地20%。这种变化是因为通过抚育间伐，伐除过密和生长不良的林木，郁闭度降低，增加了保留林木的生长空间，使保留木生长环境得到改善，促进了林木生长。

表1 林木因子调查情况

3.2 森林抚育对林分胸径的影响

胸径是林分调查中的最易测量且测量精度较高的因子，又是决定抚育间伐效果的主要因子[4]。通过对比分析，监测样地林分平均胸径增长量为0.3 cm，对照样地林分平均胸径增长量为0.4cm，监测样地林分胸径增长量低于对照样地25%（见表1）。这种现象主要是由于通过抚育间伐，虽然伐除过密和生长不良的林木，调整了林分密度，林内光照强度增加，对林木的生长有一定的促进作用，但抚育监测时间短，对胸径的生长影响还不是很明显，需后续长时期跟踪监测。

3.3 森林抚育对林分蓄积量的影响

监测结果表明，抚育间伐可以促进林分蓄积量的增长。抚育间伐后，监测样地林分蓄积增长量为18.21m3hm－2，对照样地蓄积增长量为15.48m3hm－2，监测样地蓄积高于对照样地17.6%（见表1）。主要因为抚育间伐改善了林内环境和林分结构，增加了林木生长空间，有利于林木的生长发育，从而促进了林分蓄积量的增加。

3.4 森林抚育对林下植被盖度的影响

监测结果表明，抚育间伐后，林下灌木、草本的盖度较对照区有明显增长，草本盖度增长量尤其明显，增长量为对照区的9倍（见表1）。这是由于抚育间伐后，林冠疏、林分郁闭度减小，林木光照条件得到改善，促进了林下喜光植物的生长，使林下植被盖度增加。

3.5 森林抚育对林分土壤酸碱性的影响

土壤酸碱性是土壤的重要化学性质之一，对土壤养分状况和林木生长有明显的影响[5]。通过对土壤pH数据分析可知，监测样地与对照样地林分土壤均呈酸性且O、A、B层均无明显差异，其中监测样地土壤pH平均为5.3，对照样地为5.41（见表2）。由此可推测，短期的森林抚育对土壤酸碱性暂时无影响。

表2 林地土壤物理性质

3.6 森林抚育对林分土壤容重的影响

土壤容重是表征土壤质量的一个重要参数，在土壤质地相似的条件下，土壤容重的大小可以反映土壤的松紧程度[6]。与对照区相比，监测区土壤O、A层土壤容重有所降低，分别低于对照16.5%和4.8%，而B层较对照略有增加（见表2）。研究结果表明，O、A层土壤容重变小，土壤疏松多孔、透气透水性增加；而B层土壤容重略大，土壤紧实、疏气通水性变低。推测抚育间伐早期可能使林分表层土壤结构得到了改善，由于表层土壤光照、温度增加，促进了枯落物的分解，改变了土壤结构，使土壤疏松、容重变小；但短期内森林抚育对下层土壤的影响还不十分明显。

3.7 森林抚育对林分土壤持水能力的影响

森林土壤是森林涵养水源的主体，林分植物通过不断地从土壤中吸收水分和养分，来维持其生长[7]。土壤的毛管孔隙度、非毛管空隙度、总孔隙度等物理指标可以用来评价土壤的持水能力[8]。结果分析可知，与对照区林分相比，监测区土壤O层非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度均有所增加，增长量分别高于对照区12%、7.1%、7.9%，而B层土壤均小于对照区12.5%、7.6%、8.2%（见表2）。结果表明，抚育间伐早期可以使表层土壤的非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度增加，而对下层土壤的影响还不十分明显，这可能是由于通过抚育间伐，伐除了过密的、生长不良和质量低劣的林木，使地表枯落物和微生物的种类和数量发生变化，土壤的孔性和结构发生改变，进而使表层土壤的通气通水性增强，促进持水能力的增加。而下层土壤受到森林抚育效果影响不明显，持水能力低于表层土壤。

4 结论和讨论

通过森林抚育监测，初步反映出抚育间伐对林木生长方面的因子有一定影响。通过抚育间伐，林内环境条件得到改善，扩大了林木的生存空间，调整了林分密度，林分郁闭度降低，促进林木及林下植物生长，使林木树高、公顷蓄积量、植被盖度均有所增加；二者林分土壤的酸碱性无明显差异；监测区表层土壤的容重减小，非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度增加，使表层土壤的疏松程度、通气透水性及持水能力增强，但由于抚育时间较短，短期内对林木胸径、下层土壤的疏松程度和持水能力影响还不是很明显。抚育间伐效应是一个长期的动态过程，部分抚育成效在短期内不显著，仍须长期进行森林抚育成效监测，科学掌握森林资源动态变化，以便更好指导林业生产，促进森林可持续经营。

[1]李川，呼海涛.浅谈抚育间伐对森林生态系统的影响[J].科技信息，2012（18）：99－99

[2]杨文龙.湖南省主要用材林森林抚育综合效益研究[D].长沙：中南林业科技大学，2012

[3]赵西哲.湘中南地区主要用材林森林抚育综合效益研究[D].长沙：中南林业科技大学，2013

[4]白艳.不同采伐方式对兴安落叶松林分特征及其植物多样性的影响[D].内蒙古农业大学，2012

[5]罗汝英，孙文峦，方永昌，等.土壤学[M].北京：中国林业出版社，1992

[6]Vepraskas M J.Plant response mechanisms to soil compaction.Plant－Environment Interaction[M].New York：M.Dekker，1994：263－287

[7]郑郁善，郭海涛，徐风兰，等.福建含笑杉木混交林水源涵养功能差异研究[J].福建林学院学报，1997，17（2）：126－130

[8]代海燕，张秋良，魏强，等.大青山不同植被土壤物理特征及有效水的研究[J].干旱区资源与环境，2008，22（12）：149－153