不同间伐强度对鲁中南山区人工赤松林生长的影响研究

姜 磊，田成玉 ，朱士利，孙居文

（1.山东省平邑县自然资源和规划局，山东 临沂 273300；2.山东省平邑县应急管理局，山东 临沂 273300；3.山东省临沂市林业局,山东 临沂 276000；4.山东农业大学，山东 泰安 271001）

通过科学合理的实施森林抚育间伐措施，不仅能够调整森林密度，改善林分生长条件,还能显著提高林分质量，增加林木生长量和活立木蓄积。人工赤松林是鲁中南山区防护林典型林分，多数处于中龄林阶段,密度较大林木间关系出现互抑互害竞争趋势,需采取生态疏伐措施伐除密度过大、生长不良的林木，调整空间结构，为目标树或保留木留出适宜的营养空间。早在20世纪70年代,山东省日照市通过对赤松林进行抚育间伐试验，不断调整林分的密度，改善林分的生长条件，取得较好效果[1]。李杰通过对山东省药乡林场中幼林抚育管理研究得出，抚育间伐能够有效调整密度,扩大保留木的营养空间,改善林内小气候条件,有利于提高林分的质量和生产力[2]。山东其他地区对赤松林抚育间伐研究较少，多数依据相关抚育规程开展抚育管理，缺少具体技术指标。文章以鲁中南山区人工赤松中龄林为研究对象，通过实施不同生态疏伐强度，对比研究各强度对林分相关因子的影响，提出人工赤松中龄林适宜的间伐强度，为鲁中南乃至山东地区松类林分实施合理抚育间伐作业提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

鲁中南山区是山东省重点防护林分布区域，气候为暖温带季风气候，气温适宜，四季分明，土壤以棕壤、褐土、潮土为主。森林植被类型多为人工植被和次生植被。试验地设在蒙山区域，包括平邑县国有海螺寺林场、天宝山林场和万寿宫林场赤松林地，是鲁中南山区典型林分代表区域,是重点水源涵养林、国家级重点生态公益林，试验地立地条件接近，林分结构比较单一，多为纯林，混交林比例低，林木生长缓慢，中龄林比重较大。

1.2 试材与方法

为研究生态疏伐不同间伐强度对人工赤松中龄林生长的影响,在平邑县国有海螺寺林场、万寿宫林场、天宝山林场分别设立4个试验小班，共12个试验小班，以长期封育对照林及10%、20%、30%共3种间伐强度下的赤松林为试验对象,间伐强度以株树间伐强度为标准，间伐根据伐弱留强、伐小留大、伐劣留优的原则标号，并按照森林抚育有关技术规程实施。每个小班内设立样地20×33.3m2，长期跟踪检测。通过测量林木胸径和树高,对比分析不同间伐强度下平均胸径、树高、蓄积量变化，分析收益变化,对抚育成效进行评价，对比筛选出各样地最适宜的采伐强度。样地基本情况见表1，不同强度间伐后密度情况见表2。

1.3 调查、测量、记录

三处林场样地编号1、2、3、4，分别对应间伐强度 0、10%、20%、30%，于 2011年 11月对对照样地和间伐样地进行每木调查测得基础数据，2011年底实施抚育间伐并再次进行调查测量，后期每隔一年于11月进行每木调查测量，包括树高、胸径、郁闭度、冠幅等，观测树干、侧枝、结实等情况。对测量的数据进行整理统计。

表1 试验样地基本情况

表2 人工间伐后林分密度

2 结果与分析

根据样地调查数据,汇总计算各样地的平均树高、平均胸径、667m2蓄积量、公顷蓄积量，计算各项因子增加值、增长幅度。

平均树高、平均胸径计算方法：采用简单的算术平均法计算，每木检尺树高和胸径分别求和，除以总株树分别求得平均树高和平均胸径。

蓄积量计算方法：样地内每木检尺，按径阶分别统计株树，根据一元立木材积表求得各径阶材积，合计即为样地蓄积量（667m2蓄积量），样地蓄积再乘以15求得公顷蓄积量。公式如下：

式中：

M1——为样地蓄积量

n1，n2，······nn——为各径阶株数

v1，v2，······vn——为各径阶单株材积

M2——为公顷蓄积量

2.1 不同间伐强度下赤松林平均高生长

表3可以看出，12个样地所测赤松平均高生长在间伐1-2年后有一个加速期，但后期生长净值比较接近，3种强度方案高生长有的高于对照样地，有的低于对照样地，未显示明确规律性，高生长受间伐强度影响不明显。

2.2 不同间伐强度下赤松林平均胸径生长

2018年所测平均胸径对比2011年伐前和伐后平均胸径均有较大幅度增长,由于间伐后平均胸径计算值大幅增大,因间伐产生的直接平均胸径差值不能作为间伐影响生长的作用结果，需抛去该部分差值，因此主要对比间伐后平均胸径增长情况。

表3 不同间伐强度下赤松林平均树高生长变化情况

表4可以看出，对照样地未间伐7年平均胸径增长值均小于1cm，间伐样地7年平均胸径净增长值最小0.95cm，最大1.3cm；对照样地未间伐平均胸径平均每年增长0.12cm，10%、20%、30%间伐强度下平均胸径平均每年增长分别为0.14cm、0.15cm、0.17cm，分别比对照样地高出0.02cm、0.03cm、0.05cm；30%间伐强度下7年平均胸径增长值最大，间伐强度越大，平均胸径增长值越大,间伐强度对胸径生长影响明显，作用程度排序为30%＞20%＞10%＞0%。

表4可以看出，对照样地未间伐7年平均胸径增长幅度均小于同场间伐样地，最小4.42%，最大5.96%，间伐样地最小5.43%，最大8.97%；万寿宫10%强度下大于20%及30%强度下平均胸径增长幅度，海螺寺与天宝山均以30%强度下增长幅度最大，表现出间伐强度越大，对胸径生长影响越明显。

2.3 不同间伐强度下赤松林蓄积量生长

2018年所测667m2蓄积量对比2011年伐前和伐后667m2蓄积量均有较大幅度增长,由于间伐后蓄积量计算值大幅增大,由间伐产生的直接蓄积量差值不能作为间伐影响生长的作用结果，需抛去该部分差值，因此主要对比间伐后亩蓄积量增长情况。

表5可以看出，对照样地未间伐7年667m2蓄积量增长值均小于同场间伐样地，最大是天宝山林场未间伐样地1.045 m3；间伐样地7年667m2蓄积量净增加值最小是万寿宫林场10%间伐强度样地为0.9968 m3，最大是天宝山林场30%强度样地为1.2412m3；对照样地未间伐667m2蓄积量平均每年增长0.1377m3，10%、20%、30%间伐强度下667m2蓄积量平均每年增长分别为 0.1496 m3、0.1675 m3、0.1719 m3，分别比对照样地高出0.0119 m3、0.0298 m3、0.0341 m3；30%间伐强度下7年667m2蓄积量增加值最大，间伐强度越大，蓄积量增加值越大,不同间伐强度下对蓄积量生长影响明显，作用程度排序为30%＞20%＞10%＞0%。

表4 不同间伐强度下赤松林平均胸径生长情况变化情况

表5 不同间伐强度下赤松林公顷蓄积量生长变化情况

表5可以看出，对照样地未间伐7年667m2蓄积量增长幅度均小于同场间伐样地，最小9.6%，最大13.56%，间伐样地最小12.44%，最大23.34%；万寿宫10%强度下大于20%及30%强度下667m2蓄积量增长幅度，与30%强度下相差较小，海螺寺与天宝山20%强度下大于10%及30%强度下667m2蓄积量增长幅度，与30%强度下相差较小，表现出间伐强度越大，对蓄积量生长影响越明显的特性。

3 结论与讨论

林木生长受环境影响关系密切，样地坡向、密度、坡度、土质等因素均作用于林木，比较不同间伐强度对蓄积量生长影响是一个非常复杂的过程，不能仅仅依靠直观数据来判断。鲁中南山区人工赤松林在不同生态疏伐抚育间伐强度下胸径及蓄积量生长差异显著，间伐强度越大，差异性越显著。2016年间伐5年后高强度样地与低强度样地蓄积量差值逐步缩小，2018年间伐7年后部分高强度样地蓄积量反超低强度样地，因此低强度间伐间隔期较短，应间隔4～5年进行第2次间伐，而高强度样地林间空窗尚未完全郁闭，林木长势仍然较强，易延长间隔期进行第2次间伐。高强度间伐虽然蓄积量增加快，提前获得木材经济收益，但施工难度大成本高，间隔年限长不宜掌握，生产中以20%中度间伐为宜，实际实施过程中要根据林分密度、营养面积情况确定适宜间伐强度，密度大、郁闭度大、侧枝重叠度高、土质好可以考虑采用高强度间伐。

不同生态疏伐间伐强度选定样地时未考虑林分原有密度状况，有的样地密度小也设定了30%间伐强度，其作用发挥可能不如在密度较大的林分中更加明显。比较伐后保留株树、蓄积量保有量及增长幅度等，鲁中南山区人工赤松中龄林适宜保留密度65～80株，生态疏伐强度（株树）20%～30%,能够有效改善林分结构,提升林木生长发育空间。

抚育间伐是科学培育和经营森林的重要手段,是森林生态系统经营的关键性措施[3]。本研究对鲁中南山区人工赤松中龄林在不同抚育生态疏伐强度下林分生长进行试验研究，探明了人工赤松中龄林不同抚育间伐强度下7年后树高、胸径、蓄积量变化规律,提出适宜的生态疏伐强度和保留密度，本研究结论可为鲁中南及山东地区松类中龄林抚育间伐提供参考。