黄山松人工林近自然经营法效果分析

李源，聂冠，刘礼平，马载勤

（1.霍山县林业局，安徽 六安 237200；2.霍山县马家河林场）

黄山松人工林近自然经营法效果分析

李源1，聂冠1，刘礼平1，马载勤2

（1.霍山县林业局，安徽 六安 237200；2.霍山县马家河林场）

本文对中德合作林业三期项目中黄山松人工林近自然经营法的经营效果，分三次开展调查，并依此为依据，分析了近自然经营法对黄山松人工林群落特征的影响。结果表明，近自然经营削弱了黄山松在林分中的地位和作用，提高了阔叶树种在林分中的比例，阔叶树种重要值、生物多样性、均匀度增加，株数—直径分布向异龄林结构发展。因此，近自然经营法形成混交、持续、异龄的经营目标是可以实现的。

黄山松；人工林；近自然经营法

据全国第八次森林资源调查统计，我国人工林面积为6 933万hm2，其所占比重由第一次森林资源清查的16.2%提升到第八次的36%［1］。人工林面积的快速增长，对满足我国木材生产、环境保护和景观建设起到了重要作用。但是，由于长期以来人们过分重视和追求短期生产力和经济效益，忽视了森林生存和发展的内在规律，出现了人工林面积不断扩张而质量却明显下降现象。如病虫害严重、地力衰退、生物多样性下降，生态效益和经济效益不高等问题逐步出现。如何解决上述问题并实现人工林的可持续经营，是当前国内外林业研究工作的热点问题之一［2］。1898年德国林学家嘎耶提出了近自然林业经营思想，认为发展近自然林业，可以避免传统人工林的弱点。德国云杉及中国杉木、云南松的实践表明，近自然经营是解决人工纯林问题的必然选择［3-5］。

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，以森林完整的生命周期为计划单元，以乡土树种为主要经营对象，采用定向培育方法，推行择伐方式，从而优化森林的结构和功能，使生态与经济需求最佳结合，是一种真正接近自然的森林经营模式［6］。

黄山松（Pinus taiwanensis）是我国东南部亚热带中山地形植被垂直带中的主要树种，分布于海拨600 m以上［7］。20世纪90年代至今，安徽省霍山县将黄山松作为大别山中上部造林的优选树种，造林面积达到了2 100 hm2［8］。一直以来，黄山松人工造林都是以纯林为主，因此而带来的地力衰退、生物多样性下降、生态失衡等现象严重阻碍了黄山松的可持续发展。2011年霍山县实施了中德财政合作三期项目，将近自然林业的经营思想应用于黄山松人工林的经营之中。通过5年对黄山松近自然经营法效果的观察与研究，探索出适合霍山县人工林发展实际的森林可持续经营道路，为黄山松等人工林的持续经营提供理论和实践参考。

1 试验地概况

试验地位于大别山北坡的霍山县国有马家河林场，115°55′～116°43′E，31°～31°31′N，海拔高度700～1 100 m，年均气温15.1℃，年均降雨量1 391.2 mm，年均相对湿度80%左右，无霜期220 d。全年土壤总冻期46 d，冻土深小于6 cm，一般土壤冻结始于12月中旬，终于翌年2月上旬。属北亚热带湿润温暖季风气候区，四季分明，小气候异常显著。

选择该林场的四望山作业区，2号小班，面积26.6 hm2的黄山松人工纯林。造林前地类为次生天然林，坡向东南，坡度20°左右，中上坡位；土壤为山地黄棕壤，土层厚度50～90 cm；pH值为5.0～6.5。1992年冬进行林地清理，带状整地，穴规格40 cm×40 cm×40 cm，1993年春季营造黄山松纯林，设计造林密度为3 000株/hm2，株行距1.8 m×1.8 m。

2 材料与方法

2.1 样地设计

在试验林分内，按不同立地类型选择同一水平带、同一坡向，设置近自然经营法和对照样地两类样地，样地面积为20 m×20 m，重复3次。2011年10月，对近自然经营法的样地采用以下措施：每hm2选择50～200株树干通直、树冠发育良好的林木作为定向培育的目标树，保留珍贵树种和阔叶树种，伐除干扰木，清除对目标树单株树冠范围影响生长的乔、灌类，不影响目标树生长的则任其自然生长。对照林分未进行处理。

2.2 样地调查

2011年12月，对近自然经营样地和对照样地进行了初始调查。2013年、2015年对两类样地进行了再次调查。调查内容包括每木检尺、树种重要值、生物多样性等。

树种重要值=树种相对密度+树种相对显著度+树种相对频度，式中树种相对密度为树种密度占全部树种总密度的百分比；树种相对显著度为样地中树种胸高断面积之和占样地中全部树种胸高断面积之和的百分比；树种相对频度为树种在全部样地中出现的频率占所有树种出现频率的百分比。

物种多样性指数采用物种丰富度、香农多样性指数，用Pielou均匀度指数计测群落树种多度的均匀度。其中物种丰富度为样地中物种数目的多少；香农多样性指数是用来估算群落多样性的高低，也叫香农—维纳指数。

香农多样性指数的公式是：H=-∑（Pi）（log2Pi），Pi=ni/N。式中Pi为第i个种在全物种中的重要性比例，ni为第i个种的个体数量，N为总个体数量。

Q值=Nk-1/Nk，其中Nk是径阶K的株数，Nk-1是其上一径价的株数。

3 结果与分析

3.1 主林层树种重要值的变化

由表1可知，2013年近自然经营法样地和对照样地前后林冠层不同树种的重要值都发生了变化，但近自然经营法样地比对照样地更明显。近自然经营法样地黄山松重要值为232.42，有小幅度的下降；阔叶树种的重要值为67.02，有小幅度的上升。在对照样地中，林冠层还是以黄山松为主，其重要值为269.22，而阔叶树的重要值仅为29.11，变化均较小。2015年，随着时间的推移，近自然经营法样地中黄山松与阔叶树种的重要值变化更加明显，黄山松的重要值呈现出大幅度下降的趋势，阔叶树种的重要值呈现出大幅度上升的趋势。而对照林分中黄山松重要值下降的幅度与阔叶树上升的幅度则较小。因此可以看出，采用近自然经营法林冠层不同树种的重要值都发生了改变，表现为降低了黄山松的优势地位和作用，阔叶树在林分中的地位和作用快速上升。

表1 重要值的变化

3.2 树种多样性的变化

由表2可知，从2011年到2015年，近自然经营法样地的物种丰富度2＜5＜9，物种丰富度在增加，而对照样地物种几乎没有增加，近似纯林；从生物多样性上看，近自然经营法林分的生物多样性指数大幅度增加，表现出随着时间的推移，多样性进一步上升的趋势。这可能是由于近自然经营过程中伐除了干扰树，改善了原来处于压抑状态的天然更新树种向上生长的空间，使得阔叶树种慢慢进入主林层；而对照林分生物多样性指数增加的幅度比较小。从均匀度上看，近自然经营法林分，均匀度呈现出上升的趋势，这说明林木个体之间的配置区域呈现出均匀发展；而对照林分这种变化很少，趋势不明显。

表2 树种多样性的变化

3.3 林分水平结构的变化

3.3.1 De Liocouet比率的Q值

法国林学家De Liocourt 用Q值比率来研究林分结构，他认为Q值比率在混交异龄林的胸径分布范围内是一个恒量［9］。从表3可以看出，通过近自然经营的林分，Q值比率并不稳定，变化比较大。这可能是因为当前近自然经营法的观测周期只有5年，时间比较短，近自然经营的林分还没有形成稳定的异龄林结构。但是，从表3中可以看出，随着时间的推移，Q值比率逐步趋于稳定，标准差的数值越来越小。例如2011年Q值比率的标准差为1.83，2013年为1.22，2015年为0.92，而且小径阶的Q值基本上都大于1；而对照林分的小径阶的Q值都小于1。因此可以看出，随着时间的推移，近自然经营法的林分正在朝着稳定的异龄林结构发展，而对照林分并没有这种趋势。

表3 2013～2015年处理样地与对照样地的Q值

3.3.2 株数-径价分布

从株数-径价分布图1、图2可以看出，2011年，近自然经营法样地和对照样地的直径分布表现为林木频度增加到一个峰值后，便逐渐下降，两者都呈现近正态分布；2015年，直径分布曲线向右移动，并且径阶的分布范围也有所增大，其中在近自然经营法林分中直径分布曲线波峰较对照林分移动超出了两个径阶，表现为大径阶林木大量增加。同时可以发现，近自然经营法林分的小径阶林木增加了28%，其林木株数比例高于对照的林分，林分直径分布呈现了向异龄林倒J形曲线过渡的趋势；相比而言，对照样地的直径分布曲线仍然呈现出近正态分布。

图1 近自然经营法样地直径分布图

图2 对照样地直径分布图

4 结论与讨论

（1）近自然经营法丰富了林分的树种组成，提高了群落的稳定性。近自然经营法使黄山松在群落中地位下降，阔叶树单位面积的数量比例和阔叶树种类随着时间推移而增加，阔叶树在群落中地位快速上升，逐步形成了针阔混交林；近自然经营法在促进林木生长的同时，还对林下天然更新有着促进作用，林分生物多样性明显提高，大量的阔叶树种逐步进入了主林层，而且表现出随着时间的推移，其多样性持续增加的趋势。

（2）近自然经营法维持和提高了林地生产力，实现了森林可持续发展。人工林的经营维护和提高地力是保证人工林高效持续的关键。生产力提高了，但如不能维护和提高地力，这种高效是不能持续的［10］。近自然经营法不仅增加了大量的小径阶林木，还增加了大径阶林木的数量，表现为提高了林分的产量，增加了林木株数，且林分直径分布表现了向异龄林倒J形曲线过渡的趋势，呈现天然异龄林结构。

（3）人工林近自然经营法实现异龄、混交、持续的可持续森林经营效果，技术上是可行的。但从林分水平结构的Q值比率和株数-径阶分布可以看出，短期内效果并不明显，可能需要较长的时间。由于近自然经营法技术难度大，经营成本高，木材供应周期长，因而近自然经营法并不是包揽一切林地的经营方式［11］。因此，在森林经营过程中，经营对象是生态效益和经济效益并重的多功能森林经营，需要站在维护森林健康和森林安全的高度，坚持近自然经营的理念；而对速生用材林地，则可以采用集约化的经营为主要经营模式。

［1］许传德.从连续八次森林资源清查数据看我国森林经营［J］. 林业经济、2014（4）：8-11，36.

［2］彭舜磊，王德祥，赵辉，等.我国人工林现状与近自然经营途径探讨［J］. 西北林学院学报，2008，23（2）：184-188.

［3］邵青还．德国异龄混交林恒续经营的经验和技术［J］.世界林业研究，1994（3）：62-67.

［4］林思祝，黄世国.论中国南方近自然混交林营造［J］.世界林业研究，2001，14（2）：73-78.

［5］束传林，黄永祥，蔡年辉，等.云南松林近自然化采伐的改造效果［J］. 陕西林业科技，2007（2）：14-17.

［6］Petee Hess，范安国.中德财政合作安徽森林可持续经营项目森林培育技术指南［S］. 2011.

［7］吴泽民，吴文友，卢斌.安徽大别山黄山松林分生物量及物质积累与分配［J］. 安徽农业大学报，2003，30（3）：94-298.

［8］霍山县林业局.霍山县第八次森林资源规划设计调查成果汇编［S］. 2014.

［9］陆元昌，杨宇明，杜凡，等.西双版纳热带林生长动态模型及可持续经营模拟［J］. 北京林业大学学报，2002，24（5/6）：139-146.

［10］林同龙.杉木人工林近自然经营技术的应用效果研究［J］. 中南林业科技大学学报，2012，32（3）：11-16.

［11］许新桥.近自然林业理论评价［J］.林业经济，2006（2）: 24-32.

（责任编辑：杨婷婷）

Effect Analysis on Close-to-nature Management of Pinus taiwanensis Plantations

LI Yuan1，NIE Guan1，LIU Liping1，MA Zaiqin2
（1.Forestry Bureau of Huoshan County，Lu'an 237200，Anhui，China；2.Majiahe Forest Farm of Huoshan County）

In this paper three surveys were made on the effects of close-to-nature management on Pinus taiwanensis plantations in Sino-German Forestry Cooperation Phase III Project and an analysis was made on the effects of close-to-nature management on the community features of the plantations based on the surveys.The results showed that close-to-nature management weakened the status and role of

Pinus taiwanensis；Plantations；Close-to-nature management

S791

A

2095-0152（2016）04-0016-04

2016-06-22

2016-07-11

李源（1968-），男，高级工程师，主要从事林业技术推广工作。E-mail:hsmshly@163.com

Pinus taiwanensis trees and increased the proportion of broad-leaf tree species in the stands；The importance value，biodiversity and evenness of broad-leaf tree species increased；The tree-number-diameter distribution developed towards that of uneven-aged forests. Therefore，close-to-nature management makes the management objective realizable to form mixed，sustainable and uneven-aged forests.