山东省药乡林场不同林分抚育效果评价

张鹏飞，赵之峰，修桂芳，周苗新，李 影，邢世岩*

（1.山东省药乡林场，山东济南250100；2.山东省经济林管理站，山东济南250014；3.聊城市田庄苗圃，山东聊城252000；4.新泰市园林绿化中心，山东泰安271200；5.黄河下游森林培育国家林业局重点实验室，山东农业大学，山东泰安271018）

我国森林资源数量巨大，第八次全国森林资源清查结果表明，全国森林面积2.08 亿hm2，森林覆盖率21.63%，远低于全球31%的平均水平，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均的状况仍未得到根本改变，林业发展还面临着巨大的压力和挑[1]。为解决上述问题，自2012年起国家林业局开始在广西等7 省区试点国家储备林建设[2]，收到了良好的效果。

森林抚育是进行科学森林经营、管理的重要内容，是优化森林空间结构布局、提高林分质量、促进林木生长、提高森林生产力、增强森林生态系统抗逆能力，维持森林生态系统健康和提高森林生态系统生态功能的重要途径[3]。因此，通过森林抚育，提高我国森林质量和生态效益是当前林业生产所面临的迫切任务[4]。加强森林抚育管理，可充分发挥我国后备资源丰富的优势，对提高森林资源的生态、经济和社会效益，实现森林资源的永续利用和森林生态系统稳定高效具有重大意义。有研究表明，通过抚育间伐，油松[5～6]、侧柏[7]、蒙古栎[8]等树种的林分生长量与林分结构均有显著的提升。

本研究以山东省药乡林场内麻栎、赤松、落叶松为研究对象，结合国家储备林基地建设项目，对上述林分进行抚育间伐，并探究抚育前后林分生长量及林下生物多样性变化，对抚育效果进行评价。基于评价效果，对林场后续营林提出建议。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

药乡林场位于泰山主峰以北，泰山区、岱岳区和历城区的交界处。年平均气温14.3 ℃，由于受海拔较高和浩瀚林海的共同作用，因而形成独具特色的森林气候，年均降水量900～1000 mm。项目区地层属太古界泰山系，母岩大多为变质程度很深的古老片麻岩。土壤为中性至微酸性山地棕壤，土层厚度15～90 cm，多数在20～50 cm 之间，中性偏酸。

1.2 研究方法

1.2.1 试验点布设

2013年，依托国家木材战略储备基地建设项目，对药乡林场内麻栎（阳坡）、赤松（阴坡、阳坡）、落叶松（阴坡）3 个树种共计200 hm2进行抚育，对现有林分进行改培，去除密林内的衰弱树、过密树、枯枝树，根据林分状况和立地条件，株数间伐强度不超过总株数的20%，蓄积间伐强度控制在15%以下，抚育采伐后的郁闭度降低不大于0.2，同时对项目区林下进行割灌除草。在各树种不同类型立地条件设置对应的未抚育林分作为对照林分，抚育5年后，于2018年7月分别对抚育林分及对照林分设置标准地进行测定。

1.2.2 乔木样地设置及测定

以国家储备林基地建设树种麻栎、赤松、落叶松为研究对象，选择不同树种、不同条件的抚育区设置样地，以相同立地条件下相同树种未抚育区为对照，共设置样地8 个（表1），面积20 m×20 m。对样地内乔木进行每木检尺，测量主要生长指标，用测高器测量树高（m），围尺测量胸径（cm），用卷尺测量冠幅（南北方向、东西方向），平均冠幅为取东西方向和南北方向冠幅的平均值（m），利用材积公式计算单株材积m3，并推算出每亩蓄积量。

1.2.3 灌木样地的设置及测定

对林分内灌木调查，在每个标准地内打3 个5m×5m 的小样方，对调查每个小样方内的灌木种类和数量进行计数，并测量每种灌木的平均高、最高、平均冠幅和盖度，并计算灌木的Shannon 指数H’和Simpson 指数D，H’=-∑PilnPi，D=1-∑Pi2。

1.2.4 草本样地的设置及测定

对于林分内草本调查，在每个标准地内打3 个1m×1m 的小样方，对每个小样方内的草本种类和数量进行计数，并测量每种草本的平均高、最高和盖度，并计算草本的Shannon 指数H’和Simpson 指数D，H’=-∑PilnPi，D=1-∑Pi2。

表1 标准地设置

2 结果与分析

2.1 抚育后乔木生长量变化分析

药乡林场经抚育后，乔木生长变化较大。在阳坡，麻栎抚育林分比对照林分树高提高0.93 m，提高6.94%；胸径提高3.26 cm，提高12.78%；冠幅提高0.70 m，提高9.70%；枝下高提高4.23 m，提高53.48%；单株材积提高0.07 m3，提高78.56%；每亩蓄积量提高2.9138m3，提高78.56%。在阴坡，落叶松抚育林分比对照林分树高提高2.43 m，提高15.81%；胸径提高2.97 cm，提高13.67%；冠幅提高0.20 m，提高3.53%；枝下高提高1.60 m，提高31.56%；单株材积提高0.0286，提高28.09%；每亩蓄积量提高0.3429 m3，提高10.12%。在阳坡，赤松抚育林分比对照林分树高提高2.93 m，提高23.05%；胸径提高4.46cm，提高16.92%；冠幅提高0.42m，提高7.95%；枝下高提高3.02m，提高32.72%；材积提高0.0416 m3，提高30.54%；每亩蓄积量提高0.6670 m3，提高14.01%；在阴坡，赤松抚育林分比对照林分树高提高3.55m，提高28.40%；胸径提高8.75 cm，提高35.89%；冠幅提高0.11m，提高1.72%；枝下高提高3.85 m，提高40.83%；材积提高0.0291m3，提高25.91%；每亩蓄积量提高0.4217m3，提高9.81%（表2）。

2.2 抚育后林下生物多样性变化分析

药乡林场林分经抚育后，林下生物多样性变化显著。麻栎抚育林分中，林下灌木Shannon 指数为0.6058，Simpson 指数为0.4152，较对照林分分别降低0.6058 和0.0898，草本种类较为单一，仅羊胡子草1 种，较对照林分草本多样性有明显的降低，抚育后恢复速度较慢。

在阴坡落叶松抚育林分中，林下灌木仅荆条1种，草本也仅有羊胡子草1 中，灌木及草本种类较为单一；而在对照林分中，灌木有照山白、君迁子等，草本有羊胡子草、艾蒿等，在阴坡，抚育后草本与灌木生物多样性略有降低，且至调查时尚未恢复。

对于赤松纯林来说，在阴坡，抚育前林下无草本及灌木，经抚育后，出现了扁担杆、君迁子等灌木，Shannon 指数及Simpson 指数可达0.4506 和0.2778；在阳坡，对照林分灌木仅有绣线菊1 种，草本仅有羊胡子草1 种，而经抚育后，灌木种类明显丰富，出现了君迁子、花椒、荆条等，草本也出现了鸭跖草。抚育后，赤松纯林中草本及灌木恢复速度较快，林下生物多样性明显提升（表3）。

表2 药乡林场抚育后乔木生长量差异分析

表3 药乡林场抚育后林下生物多样性差异分析

3 讨论与结论

3.1 抚育对麻栎、赤松、落叶松林分的影响

在不同的立地条件下，不同林分在抚育后，不论是阴坡还是阳坡，林分内立木树高、胸径、冠幅、枝下高、单株材积均有不同程度的提高；通过变异系数比较发现，抚育林分比对照林分的各项生长指标变异程度更小。相较于对照林分，经抚育后林分空间结构发生明显变化，林木生长空间扩大，阳光、养分等充足，林木生长量明显增加，林分结构趋于稳定。

而对于林下生物多样性来说，由于抚育时进行了割灌和除草，草本及灌木遭到了明显的破坏，短时间内，生物多样性下降，但随着抚育后林分的不断生长，生物多样性逐渐恢复，但恢复速度差异较大，恢复时间受立地条件影响。研究发现，阳坡林下生物多样恢复速度较阴坡快，且麻栎等阔叶树种恢复速度明显低于赤松、落叶松等针叶树种，这可能是有由于落叶树种树冠恢复较快，抚育后迅速郁闭，林下无法接受足量光线有关。调查中发现，林下割灌对生物多样性影响较大，若盲目的对林下灌木进行清除，可能会对某些珍稀濒危物种造成破坏，建议在后续抚育项目布设时，对项目区内物种进行清查，控制林下清理强度，对多样性低、珍稀濒危的物种进行重点保护。

3.2 林分经营建议

通过抚育，阴阳坡的林分均有不同程度的增长，但是抚育力度不够，应继续加大改培力度，在来年早春对于改培力度不大的林分，继续进行修枝，对于长势较差的单株或枯立木应及时砍伐，及时清理林下卫生，尤其应注意对阴坡林分的经营。同时，经营过程中应适当进行低强度林下割灌除草，注意保护林下生物多样性。此外，针对抚育林分进行持续经营，建议每年对林分生长状况进行连续调查，在林分生长减缓后进行再次抚育，在保证林分结构合理的前提下，提高林分质量。