北方森林抚育间伐讨论与研究

张献民

摘要： 通过查阅大量国内外文献资料， 从抚育间伐对林分基本测树因子、森林生产力、林下植被的物种多样性及森林土壤4 方面的影响， 对我国森林抚育间伐研究进展进行了系统总结和评述， 提出了在21 世纪林业可持续发展的要求下抚育间伐亟待解决的问题， 并提出相应的对策和建议。

关键词： 抚育间伐； 森林可持续经营； 森林近自然经营； 对策建议

森林为人类提供了木材或其他产品， 更为人类能有一个良好的生存环境做出了不可替代的贡献。但是有限的森林资源已难以满足人类对森林产品和服务持续增长的需求， 大力发展人工林就显得尤为重要。由于多年来单纯追求森林木质产品的利用， 许多人工林质量低劣或健康状况不良， 从而降低了其生态服务功能。科学的抚育措施是解決问题的关键[ 1 ]。本文通过系统整理、分析国内相关文献， 就抚育间伐对森林生态系统影响方面的研究现状进行了总结， 并探讨了今后森林间伐研究的发展方向。

1 森林抚育间伐的作用及目的

对于森林抚育在森林培育中的作用， 奥地利著名森林培育学家汉斯·迈耶尔（1980） 讲到： 一个符合自然规律的健康而又富有生命力的森林， 不仅可以生产优质木材， 还可以发挥人们所期望的为社会公益服务的效能

对森林抚育间伐目的的传统认识

抚育间伐是科学培育和经营森林的重要手段。在传统认识中， 抚育间伐的目的主要有4 个方面： ①改善林木品质， 提高木材利用等级； ② 调整林分结构， 淘汰非目的树种， 扩大目的树种的生存空间， 加速林木生长； ③ 获得中小径材， 提高木材利用量； ④改善林分的卫生状况， 减少病虫害和防止森林火灾，提高林分稳定性。

新形势下的新要求

随着人们对林业与环境关系认识的不断深入，可持续林业、近自然林业等森林经营管理新理论在发达国家林业实践中首先得到应用。新形势下， 人们对林业提出了以下新的要求。

1） 提高森林生物多样性。近自然林业强调多树种的混交， 保证森林生态系统的生物多样性。通过适宜的抚育间伐， 发展异龄复层混交林， 人工诱导形成稳定、理想的群落结构， 就能给更多的动物提供足够的食物， 并且给许多特殊物种提供栖息地， 从而增加森林生物多样性。

2） 保证森林生态过程的连续性和独特性。发展的近自然林业的理论观点是： 为了人类的需求， 在保持森林自然结构的前提下允许作偏离自然的林业经营活动， 通过人工手段促进天然林的恢复， 使森林进入发展演替， 在森林出现衰退前获取其损失的一部分以维持森林生物的总量[ 3 ]。因此， 抚育间伐就要使林分能进行接近生态的自发生产， 保持森林生物群落的动态平衡。

3） 提高人工林的景观多样性和异质性。天然林组成复杂， 结构层次多样， 构成的景色绚丽多彩； 而人工林组成单一， 结构层次简单， 景观单调平淡。因此， 抚育间伐的目标就是形成多层次复层结构的、生物种类较丰富的、近自然的人工群落， 从而提高森林的生态服务功能。

2 森林抚育间伐对森林的影响

间伐强度是抚育间伐措施的一个重要指标， 对后续林分有直接影响， 对加速森林资源培育具有重要意义是抚育间伐研究的重点。人们以林木胸径、树高、单株材积、林分总蓄积量、生产力和生物多样性等为评价指标， 研究和探索不同间伐强度的效果， 总结相关规律， 以作为制定间伐强度的依据。

2. 1 对林分基本测树因子的影响

对于商品用材林来说， 胸径、树高、单株材积和林分单位面积、总断面积、蓄积量始终是评价间伐强度合理性的主要指标。对于间伐对胸径、树高和单株材积生长影响的研究有着较为一致的结论， 即不同的间伐强度对林分平均胸径生长的影响差异极显著， 但对树高影响不大， 相应地能显著提高林木单株材积生长量。邵锦锋和魏柏松[ 7 ]对湿地松林的研究， 雷相东、陆元昌等对落叶松云冷杉混交林的研究， 林少华[ 9 ]对马尾松的抚育试验研究， 宋庆安、李午平对马尾松天然次生林的试验研究， 孙志虎、王庆成等对白桦天然林的研究以及张春锋、殷鸣放等对人工阔叶红松林生长的研究， 都得到了相同的结论。但是由于这些研究在树种、立地条件、间伐模式、轮伐期、调查方法等方面存在差异， 不同抚育间伐强度对林分总蓄积量（收获量） 的影响目前还没有一致的结论。Knoebo l等对美国鹅掌楸不同强度间伐试验分析表明， 间伐会减少收获量； 而吴际友等认为抚育间伐会增加湿地松林分的收获量； Clu t ter 等则认为间伐对湿地松收获量基本无影响， 这与林少华对马尾松的间伐强度试验， 苏培正[ 16 ]对木荷纯林的试验， 李克俭、王春红对侧柏人工林的间伐试验， 还有姚克平[ 18 ]的马尾松人工

林抚育间伐强度试验所得出的结论相同。可见， 间伐可使保留木生长空间扩大， 促进林木生长， 但也使单位面积内立木株数减少。因此， 间伐对林分总收获量的影响取决于上述两种效应的相对大小， 这也是间伐效应的细节上有许多不确定性而需要开展更多、更深入系列研究的原因。

2. 2 对森林生产力的影响

林分间伐后， 虽然林木株数有所减少， 但是间伐调整了密度， 扩大了保留木的营养空间， 改善了林内小气候条件， 有利于提高林分的质量和生产力。方海波[ 19 ]在研究杉木人工林间伐后生物量的变化时发现， 间伐后乔木层生物量减少17. 90 %， 但连续几年的生长后， 林分生物量有明显的提高。杨玉林、高俊波等[ 20 ]在研究抚育间伐对落叶松生长的影响时， 也得出间伐10 a后， 林分总生物量随林分密度的增加而加大。Baldw in[ 21 ]在研究间伐对火炬松林分的影响时， 认为所有的间伐都增加了树干、树叶、树枝和树冠的生物量， 增加量随间伐强度的增大而加大。傅校平等[ 22 ]在研究间伐强度对杉木人工林林分的影响时认为， 间伐可以显著提高林分平均单株生物量。现阶段的研究表明： 人工林经间伐以后， 林下空间环境发生显著改变， 光照增强， 从而有利于林下灌草层和地被物层的生长， 促进其生物量的增加。方海波[ 23 ]在研究湖南会同杉木人工林间伐后的林下植被生物量时发现， 间伐后的灌木、草本以及林下死地被物生物量都有显著增加； 马履一， 李春义等[ 24 ]研究不同间伐强度对北京山区油松林下植物影响时发现， 林下植物总生物量随间伐强度的加大而增加； 熊有强[ 25 ]在对江西分宜杉木林下植被生物量的调查研究中， 李克俭、王春红[ 17 ]在对侧柏人工林的试验中， 杨年友、李玲等[ 26 ]对日本落叶松人工商品林以及雷相东、陆元昌[ 8 ]等对落叶松云冷杉混交林灌草生物量的试验中都得到类似的结论。

2. 3 对林下植被的物种多样性的影响

对于抚育间伐对林下植被和灌木的生物多样性的影响， 不同的学者得出的结论也不尽相同。许多研究认为， 伐后物种的多样性比伐前高[ 27 ]。比如于立忠等[ 28 ]在探讨人为干扰（间伐） 对红松人工林下植物多样性的影响时得出： 人为干扰改变林下光照环境， 促进植物生长， 随着干扰（间伐） 强度的增加， 红松人工林下植物种类、数量明显增加； 不同干扰强度红松人工林下植物种类的丰富度和多样性明显高于对照区；人为经营干扰改变了红松人工林下植物组成， 随着干扰强度的增加， 共有物种也会增加。上述结论与Sm ith和M iller[ 29 ]在研究间伐对生物多样性影响时得出的结论相似， 他们认为集约间伐的林分比未间伐的林分有更高的植物丰度； 随着收获强度的增加， 地被和灌木的盖度也会增加。另外一些研究则认为间伐对物种多样性无显著影响。eader[ 30 ]认为草本物种的数量和频度随上层部分间伐强度的增加没有出现显著的变化。Gilliam [ 31 ]在研究间伐强度对物种丰富度和多样性影响时认为， 间伐后的成熟林和皆伐后的幼林草本层的物种多样性无显著变化。雷相东、陆元昌[ 8 ]等在研究抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响时得出， 间伐虽然改善了林内的光照条件， 促进了林下乡土植被的生长和发育， 物种多样性略有增加， 但总的来说间伐对物种多样性并未造成大的影响。还有一些研究者则支持“中度干扰假说”， 认为中度间伐的林分由于资源水平适中（主要是光资源） ， 因而有利于林下植被均匀度和多样性的提高。

2. 4 对森林土壤的影响

土壤质量不仅是自然属性， 更是人为因素作用的结果[ 32 ]。唐效蓉、李午平等[ 33 ]对马尾松天然次生林研究后发现， 间伐后土壤速效氮、速效磷、速效钾含量以及土壤含水率、有机碳、有机质含量都有明显提高。张鼎华等[ 34 ]的研究也发现， 间伐后土壤微生物数量增加， 土壤容重降低， 总孔隙度、速效养分、土壤肥力都得到了改善和提高。也有研究者认为， 移走间伐木带走了土壤养分， 从而使土壤肥力降低， 但适当的间伐对林地土壤肥力的负面影响是很微小的。

3 面临的问题及解决对策

3. 1 面临的问题

林业的可持续发展依赖于森林资源的持续， 森林资源的持续又依赖于森林的科学经营， 森林生态系统经营已是21 世纪森林经营模式的最佳选择， 而抚育改造则是森林生态系统经营的关键性措施[ 36 ]。总结国内外在抚育间伐试验研究领域开展的大量研究工作， 我们可以发现， 面对21 世纪林业可持续发展的要求有如下亟待解决的问题。

1） 抚育间伐的理论还不够完善。抚育间伐虽是个经典话题， 但基于我国森林面积广阔、资源丰富的实际情况， 有许多树種、森林类型的间伐试验还未见研究； 且随着森林经营目的的改变， 究竟何种林分、树种在具体的间伐起始期施以何种间伐方式、多大的间伐强度以及间伐次数更为合理， 目前还没有统一明确的答案， 有待于进一步研究。

2） 抚育间伐的评价指标还不够全面。在以往的试验中， 对林分基本测树因子、总蓄积量及林下植被多样性的研究较多， 对林地生产力、森林更新、景观生态、森林动物及病虫害等方面的研究还较为少见，而抚育间伐需长期干扰， 短期内很难在这些林分技术指标上反映出来， 这就需要加强此方面的研究。

3） 抚育间伐是森林经营的措施， 而不是木材生产的措施， 必须充分认识抚育间伐的意义， 既不能把抚育间伐作为木材生产的手段， 又不能因为间伐导致生产亏损而忽视间伐工作的开展。因此， 如何调整森林抚育间伐的生态效益和经济效益， 使森林的总效益最大， 也是正待解决的问题。

4） 抚育间伐是一项技术性很强的工作， 从具体的间伐技术要素的制定到间伐措施的实施， 需要专业人士的指导和参与才能提高劳动强度和生产率。落后的理论指导和繁琐的抚育间伐工序都会降低间伐工作的质量。

3. 2 对策建议

为解决上述问题， 提高我国森林可持续经营的能力， 在森林抚育间伐理论与实践的试验与研究领域， 应着重从以下几方面做一些切实有效的工作。

1） 综合各抚育间伐的技术要素， 在我国的森林资源中分地域、树种、森林类型进行科学完善的抚育间伐试验， 通过比较不同的间伐效果来确定合理的间伐理论体系， 为以后的间伐实践提供依据。

2） 对抚育间伐的多种生态工艺指标、生态效益指标， 我们应该加强时间尺度上的监测； 对各指标体系进行长期定位监测。通过数据的大量积累， 对抚育间伐的效益进行综合评价， 以达到森林可持续经营的目的。

3） 加大抚育间伐经济效益的调查研究工作， 以保证森林生态服务功能不受破坏为前提、近自然森林经营为原则， 在节省经营成本的同时增加林分的木材生产， 使森林抚育间伐的综合效益达到最大值。

4） 加强间伐施工人员的专业技术培训力度， 把新的试验理论及时补充并反映到间伐技术规程中，增加其可操作性以便于掌握。在实施技术方面， 应及时更新间伐设备， 从而减少对林地的破坏。

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（作者单位：158200黑龙江省鸡东县林业局造林总站）