间伐与施肥对马尾松大径材形成的影响

黄 帆， 张 勰， 徐清乾， 徐少东, 明伸桦， 许忠坤，郑 江， 王湘莹

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.排牙山国有林场， 湖南 靖州 418400； 3.江华国有林场,湖南 江华 425500)

马尾松Pinusmassoniana是我国特有的速生丰产乡土树种，是湖南省分布最广、资源最丰富的树种之一，在林业生产中一直占有重要地位。随着生态政策的加强，可砍伐的马尾松商品林面积减少，且相当部分处于低效低质的状态[1]。如何对低效林进行提质改造，提高林农收益是当前马尾松经营发展的迫切需求。通过间伐与施肥培育马尾松大径材被视为对马尾松低效林改造的最有效营林措施。大多数研究学者建议，为有利于马尾松大径材培育，林分宜保留密度为750株·hm-2[2-7]。为了实现生态价值和经济价值双重提升，本文对25年生的马尾松人工林进行了更低保留密度的探索性间伐试验及施肥试验，探讨马尾松低效林改造成大径材的经营新模式，为马尾松高效培育提供技术参考。

1 试验地概况

试验地位于湖南省怀化市靖州苗族侗族自治县排牙山国有林场，试验林中心点地理坐标109°30′18″E，26°24′25″N，属亚热带季风气候，年日照时数1 336 h，年平均气温17 ℃，≥10 ℃的年活动积温4 800～4 900 ℃，年均降雨量1 380 mm，相对湿度82%，全年无霜期290 d。试验地为板页岩发育成的红黄壤，土层厚度为80～100 cm，pH值为5.6，海拔高度为380～400 m；气候土壤均适宜马尾松生长。

2 试验设计与方法

2.1 试验设计

按照不同经营措施对靖州排牙山林场25年生马尾松人工林进行经营性试验。试验林面积为2.0 hm2，初植密度为1 500株·hm-2。2014年根据试验设计要求设置18块大小为20 m×20 m的标准地，a处理(1～6号标准地)间伐至375株·hm-2，b处理(7～12号标准地)间伐至525株·hm-2，c处理(13～18号标准地)间伐至675株·hm-2。每个保留密度的6块标准地中3块标准地追施复合肥1.0 kg·株-1，各标准地试验安排见表1。

5年后对试验林进行生长量调查，分析不同密度、施肥措施对大径材培育的影响，并分析其带来的经济效益。

2.2 指标计算方法

马尾松材积计算公式：

V=0.000 092 659 525×

D1.897 521 51-0.030 152 9(D+H)×

H0.768 773 38+0.004 436 1(D+H)

式中：V为单株材积，D为胸径,H为树高。

2.3 数据统计分析

调查数据采用Excel 2007整理，用SPSS 22.0软件进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 不同保留密度条件下马尾松生长量分析

根据我国林业行业标准《马尾松速生丰产林》(LY/T 1496-2009)，胸径大于26 cm的单株被定为大径材，以此标准统计标准地内大径材株数占全部立木的比例[8]。对a处理、b处理和c处理的3种保留密度的马尾松人工林进行数据调查和方差分析，结果列表2。

从表2 可知，不同密度处理下平均胸径、平均树高、平均单株材积和平均大径材株比例均达极显著差异(P<0.01)，且差异性从大到小排序为平均胸径、平均材积、平均大径材株比例和平均树高，说明平均胸径受密度影响最大，而平均树高受影响相对较小。各保留密度平均单株生长量比较，a处理最高，平均胸径为30.20 cm，平均树高为21.90 m，平均材积为0.74 m3；b处理中等，平均胸径为25.20 cm，平均树高为20.70 m，平均材积为0.52 m3；c处理最低，平均胸径为23.10 cm，平均树高为20.10 m，平均材积为0.42 m3；表现出随着密度的提高单株生长量逐渐减少的规律。

各保留密度下单位面积蓄积量比较可知，a处理单位面积蓄积量最低，为525.45 m3·hm-2；b处理单位面积蓄积量中等，为548.10 m3·hm-2；c处理单位面积蓄积量最高，为568.30 m3·hm-2；表现出随着保留密度的提高单位面积蓄积量逐渐增大的规律。

表3 标准地平均大径材株比例Tab.3 Proportion of large-diameter timber in sample plots密度处理样地编号大径材株数平均大径材株比例/%1146421667a319794176852083620917174981234b910291014401119541216461381814818c151022161227171227181227

各密度处理平均大径材株比例见表3。从表3可知，a处理平均大径材株比例最高,为75%；b处理平均大径材株比例居中，为42%；c处理平均大径材株比例最低，为23%；表现出随着保留密度的提高平均大径材株比例明显减少的规律。

3.2 施肥对马尾松人工林生长量的影响

经过t检验分析得出，追肥处理下，平均胸径、平均树高、平均单株材积与对照相比均没有达到显著差异水平(表4)。

表4 追肥试验下马尾松人工林生长量t检验分析Tab.4 t-test analysis of growth of Pinus massoniana planta-tion under top dressing experimenttdfP平均胸径-2.1312750.034平均树高-2.7472750.006平均材积-2.4752750.014

比较大径材株比例平均值得知，追肥对提高大径材株比例有一定的作用。b处理下追肥增益较高，对照的平均大径材株比例为37.9%，追肥后为50.0%，施肥增加了12.1%；a处理下追肥增益中等，对照的平均大径材株比例为70.0%，追肥后为80.3%，施肥增加了10.3%；c处理下追肥增益较低，对照的平均大径材株比例为19.3%，追肥后为26.7%，施肥增加了7.4%。比较平均单株材积可知，a处理下追肥效果好于b、c处理。a处理下对照平均单株材积为0.674 m3，追肥后为0.816 m3，提高了0.142 m3；b处理下对照平均单株材积为0.556 m3，追肥后为0.505 m3，提高了0.051 m3；c处理下对照平均单株材积为0.429 m3，追肥后为0.413 m3，提高了0.016 m3(图1、图2)。

3.3 不同密度条件下林分经济效益分析

不同密度处理的试验林总出材量不同，c处理下出材量最高，a处理最低。市场上对于马尾松不同径级的原木收购价格不尽相同[9-13]。根据对各林场销售价格的咨询结果及中国木材网马尾松原木的销售情况来分析，取中间值得出湖南地区马尾松不同径级原木价格(表5)[14]。

马尾松近熟林经过间伐处理5年后，根据材积及出材率计算出材量及经济产出[15](表6)。

表5 湖南省马尾松不同径级原木价格Tab.5 Price of logs of Pinus massoniana with different sizes in Hunan径级/cm长级/m单价/(元·m-3)等外材/(元·t-1) 8～122.0～2.862022014～182.0～2.874022020～242.0～2.879022026～282.0～2.885065030～382.0～2.894065040～482.0～2.81 100650

表6 不同密度处理下经济效益Tab.6 Economic benefits of different density treatments密度处理蓄积量/m3出材量/m3产出/(元·hm-2)a525.47 457.78 420 727b548.12 476.69 375 470c568.32 493.65 361 206总计1 641.91 1 428.12 1 157 403

从表6可看出，a处理试验林蓄积量和出材量都较低，蓄积量为525.47 m3·hm-2，出材量为457.78 m3·hm-2，但经济产出较高,为420 727元·hm-2。c处理试验林蓄积量及出材量较高，蓄积量为568.32 m3·hm-2，出材量为493.65 m3·hm-2，但经济产出较低，为361 206元·hm-2。a处理林分5年后经济产出超出c处理59 522元·hm-2，超出b处理45 257元·hm-2。

4 结论与讨论

(1)不同密度经营下的平均胸径、平均树高、平均单株材积和平均大径材株比例存在显著差异。随着密度降低，平均胸径、平均树高、平均单株材积有显著提升，平均大径材株比例也有所提高，跟以往研究相符。密度控制在375株·hm-2时，培育大径材效果最好，但是单位面积内总材积随着密度的降低而降低。不过375株·hm-2是否为培育大径材的最低密度限度，因研究设计所限暂不能确定。

(2)通过对马尾松近成熟林开展复合肥追肥试验发现，不同密度下追肥5年后，平均胸径、平均树高、平均单株材积及平均大径材株比例均有所提升但没有显著增益。其他相关研究表明，马尾松3～7年生幼林施肥效果明显[16-17]。本试验25年生近熟林施肥效果不明显。

(3)对马尾松成熟林超低密度控制，可发现随着密度的降低总材积及出材量都有所降低。但由于大径级材原木价格的优势，随着密度的降低总体经济效益反而有所升高。

(4)本试验只研究了超低密度控制下马尾松大径材培育的经济效益，并未涉及其生态效益，有待进一步研究探讨。