小陇山日本落叶松中龄纯林形质最优郁闭度

郭赞，郭宝珊，田凌鸿

（甘肃省小陇山林业保护中心李子林场，甘肃 天水 741005）

形质指林木干形品质，强烈影响木材加工工艺、质量、出材率，决定于林木生长特性和环境条件[1]。间伐能够改善林内环境，促进林木生长[2]，并影响林木形质[3]。评价间伐效果，确定间伐强度，传统方法是利用材积生长指标。1987年小陇山林区引种日本落叶松Larix kaempferi，1992年开始大面积推广。该树种成活率高、生长迅速、材质优良，在小陇山林区被大面积栽培，成为当地重要的速生丰产用材林。目前，小陇山日本落叶松林进入中龄期，郁闭度偏高，林分结构不合理，林木生长受限。本研究利用层次分析法综合评价日本落叶松林中龄林形质与间伐强度的关系，旨在确定最优间伐强度，为小陇山林区日本落叶松人工林经营提供理论依据。

1 研究区概况

李子林场隶属于甘肃省小陇山林业实验局，105°42′～106°00′ E、34°07′～34°24′ N，海拔1 400～2 000 m，为典型的陇南山地。大陆性暖温带半湿润气候，年均气温18.6 ℃，年有效积温2 659.8 ℃，全年无霜期180 d；年均降水606.2 mm，降水集中在7－9月。小陇山林区最早为针阔混交的原始森林，由于气候及人类活动因素变为次生林，乔木树种主要有油松Pinus tabuliformis、锐齿栎Quercus alienavar.acuteserrata、湖北海棠Malus hupehensis、白桦Betula platyphylla、四照花Dendrobenthamia japonicavar.chinensis、建始槭Acer henryi、千金榆Carpinus cordata等，灌木种类丰富，主要有绣线菊Spiraea thunbergii、悬铃木Platanus orientalis、胡枝子Lespedeza bicolor、丁香Syring apekinensis、卫矛Euony musalatus、甘肃荚蒾Viburnum kansuense等，草本层主要有草芍药Paeonia obovata、亚麻Linum usitatissimum和夏枯草Prunella vulgaris等。

2 研究方法

试验林为1990年人工日本落叶松纯林，初植密度3 300株/hm2。2015年进行间伐处理，间伐前对林地内的日本落叶松进行分类标记：将树干通直，胸径大于12 cm确定为培育目标树；将锐齿栎、湖北海棠、白桦等作为生态目标树培养；伐除病害木、干扰目标树生长的干扰木及干形弯曲的林木。间伐强度分4个水平，每个水平3次重复，其中：对照，郁闭度0.9，无间伐；轻度，间伐后郁闭度0.8；中度，间伐后郁闭度0.7；重度，间伐后郁闭度0.6。试验后设置固定样地，规格20 m×20 m，围栏保护。2020年调查15项指标[1-4]。样地基本情况见表1。

表1 日本落叶松林样地林分特征

2.1 形质评价方法

形质评价指标在依照尤健健等[3]、于世川等[4]的指标基础上，增加林木健康因子[5]。

2.1.1 形质评价体系

采取层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[6]建立形质指标评价体系，将日本落叶松形质评价体系分为3层：目标层、约束层和指标层。约束层包括生长情况、干形情况和分枝情况，其中生长指标为平均树高、平均胸径、冠径比，干形情况指标为冠高比、根外部裸露受损情况、通直度、高径比、分杈率、尖削度，分枝情况指标为自然整枝能力、侧枝数、最大侧枝基径、枝粗指数、偏冠率、树冠枯梢比重。

采用单因素方差分析（One-way，ANOVA）和Duncan’s多重比较（α=0.05）分析，每个指标划分5个等级分别赋值100、80、60、40、20，见表2。

表2 指标评分及区间划分

2.1.2 构建判断矩阵

采用尤健健等人[3]的方法建判断矩阵。邀请12名专家打分，两两对比同层元素间相对重要性给出判断尺度，构建判断矩阵，计算矩阵最大特征根及其特征向量进行一致性检验。一致性检验不满足要求时，调整判断矩阵检验，直到随机一致性比率CR＜0.1，用于权重计算。权重赋值兼顾主导功能及辅助功能，采用加权平均法从大到小赋予权重[7-8]。

2.1.3 数据处理

采用尤健健等人公式[3]计算林木形质综合评分。采用Excel 2017软件对原始数据进行初步整理和计算，SPSS 22.0软件进行单因素方差分析，用最小显著法结合Duncan检验比较参数间差异性(α=0.05)。

3 结果与分析

从表3可以得出，中度间伐后林木形质综合得分最高，此时干性情况、生长情况、侧枝情况等各项指标的评分整体优于其它间伐强度的指标，主要是在生长和干性情况两个方面表现突出。中度间伐与轻度间伐相比，影响最大的属于生长和干性情况，但是对侧枝情况的影响较小。中度间伐相较于重度间伐，生长情况变化不明显，但对林木干性情况的变化影响最大。中度间伐与对照相比，各项指标综合均优于对应的指标，说明间伐不仅可以促进林木的生长，同样对于林木的形质也极其重要。重度间伐中干形情况评价得分在3个样地之间相差达15分，而其他处理差值只有2～3分，说明重度间伐不仅严重降低开形质量，而且增大干形分化程度。在进行森林抚育过程中，间伐强度是必须考虑的前提，强度过大虽然能促进林木的快速生长，但也严重影响了林木的形质。因此，合理控制抚育的间伐强度，对提高林木的质量具有非常重要的意义。

表3 林木形质评分

4 结论与讨论

小陇山日本落叶松30～40 a中龄林中度间伐，伐后密度1 000～1 200株/hm2、郁闭度0.7时，林木形质最优；重度间伐会降低干形质量。

间伐措施可以疏开日本落叶松的林冠，降低了林分郁闭度，增加了光照强度，随间伐强度的增大，林木胸径和树高都不同程度地增加，但林木的自然整枝能力下降减弱。主要是由于林分密度增大，树冠截留和林木蒸腾增加，林下蒸散增加，同时要考虑森林雪害与林分结构的关系，因为高径比越大，抗雪灾的能力越弱；再次还要考虑林分密度与植物生物量及固碳量的关系，维持较高植被生物量和固碳量，促进林木的生长。最后应综合考虑多种功能因素寻求合理的密度区间。