顺昌县杉木用材林密度现状及采伐影响

欧文胜

(南平市林业局，福建 南平 354200)

杉木是我国南方主要造林树种之一[1]，根据第九次全国森林资源清查结果显示，杉木林分面积在全国乔木林中排名第二[2]，杉木林分的经营情况直接影响我国森林资源可持续经营成效。杉木用材林以生产木材为主要目的，林分密度调控是森林经营关键技术之一，对保持地力、提高林木产量和提升森林生态功能具有重要意义[3]，林分密度过高，林木之间发生互斥竞争，林分将会出现自然稀疏现象；密度合理的林分既能充分利用林地、空气、水肥等自然资源又不会发生竞争枯死现象；低密度的林分不能充分利用资源和发挥资源最大作用，造成资源的浪费。前人对杉木林分经营密度模型[4-5]、密度控制图研制及模拟应用[6-7]、密度控制连续状态的动态规划研究[8-9]等方面的理论研究较多，但对林业生产经营中杉木用材林林分密度现状和采伐调控情况的分析、评价和存在问题等方面的研究甚少。本研究结合杉木用材林经营管理实际，合理选用杉木林分经营密度模型对杉木用材林林分密度现状和采伐管理进行评价分析，对密度调控提出经营建议，以期为提高杉木林分经营管理水平提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

顺昌县位于福建省中部偏北，闽江上游金溪、富屯溪交汇处，地理坐标为东经117°29′—118°14′、北纬26°38′—27°121′，面积1985 km2。地处武夷山脉东南麓，是杉岭东伸支脉。属中亚热带海洋性季风气候，同时又受大陆性气候的影响，年均气温19.2 ℃，年均无霜期289 d，年均降水量2144.2 mm，气候温和湿润，雨量充沛。顺昌县自然资源丰富，生态条件优越，是我国南方重点林区和林业重点县，全县有林地面积1527 km2，林木总蓄积量达1400万m3，森林覆盖率达82.8%，其中，杉木林分面积753 km2、林分蓄积量1028万m3。顺昌县于2005年被授予全国 “中国杉木之乡” 的称号，是全国杉木中心产区的核心区，良种繁育水平世界领先。

1.2 研究方法

1.2.1 监测样地与采伐山场数据收集 监测样地数据采用顺昌县第四次森林资源规划设计调查(简称二类调查)杉木用材林纯林数据。监测样地为20世纪80年代设置的间距1 km×2 km的固定样地，样地边长25.82 m×25.82 m，面积666.67 m2，顺昌县共有县级固定样地900多个。根据福建省林业局统一安排部署，顺昌县于2016年开展第四次二类调查，当年年底完成县级样地调查工作，对样地调查数据进行统计分析筛选，随机抽取林种为用材林的杉木纯林样地200个，其中，幼龄林标准样地68个，中龄林标准样地52个，近熟林标准样地36个，成过熟林标准样地44个。采伐山场数据从福建省林业网上审批系统收集，随机抽取顺昌县2016—2017年650块杉木用材林纯林采伐山场伐区调查设计数据。其中，抚育采伐山场数据300份，主伐择伐山场数据50份，主伐皆伐山场数据300份。

1.2.2 采伐类型和采伐方式 采伐类型分为主伐和抚育采伐，主伐是为获取木材而对用材林中成熟林和过熟林分所进行的采伐作业；抚育采伐是从幼林郁闭起，到主伐前为止，为促进留存林木的生长，对部分林木进行的采伐，采伐蓄积强度不超过50%，伐后保留木分布均匀，不造成天窗。主伐的采伐方式分为皆伐和择伐，皆伐是将伐区上的林木一次全部伐除或几乎全部伐除的主伐方式，采伐蓄积强度100%；择伐是在一定地段上，每隔一定时期，单株或群状地采伐达到一定径级或具有一定特征的成熟林木的主伐方式，择伐蓄积强度不超过40%，伐后保留木分布均匀，不造成天窗。

2 结果与分析

2.1 杉木用材林林分密度分布现状

顺昌县杉木用材林林分密度分布现状见表1。由表1可知，杉木林分平均密度为2638株·hm-2，幼龄林平均密度最高，成过熟林最低，林分平均密度随龄组增加逐渐减少，高密度、合理密度、低密度林分平均密度也是随龄组增加逐渐减少；杉木林分平均胸径为12.6 cm，幼龄林平均胸径最小，林分平均胸径随龄组增加而增加，高密度、合理密度、低密度林分平均胸径也是随龄组增加而增加。从幼龄林到中龄林，林分平均密度降低15.4%，林分平均胸径提高41.3%；从中龄林到近熟林，林分平均密度降低25.3%，林分平均胸径提高37.7%；从近熟林到成过熟林，林分平均密度降低7.0%，林分平均胸径提高6.7%。可见，在中龄林阶段的抚育采伐对林分密度的调整强度最大，幼龄林次之，近熟林最小。杉木林分中高密度林分比例最大，达55.0%；合理密度林分次之；低密度林分比例最低。从幼龄林到中龄林，低密度林分比例逐渐下降到11.6%，主要是因为低密度林分生长为合理密度林分，合理密度林分的比例基本保持稳定；高密度林分的比例提高21.0%，主要是因为合理密度林分生长为高密度林分。从中龄林到近熟林，低密度林分比例小幅下降；通过加强对中龄林的抚育采伐，高密度林分的比例下降15.1%；同时合理密度林分的比例提高18.4%。从近熟林到成过熟林，低密度林分比例小幅上升，在林分生长和采伐的共同作用下，合理密度林分的比例下降14.4%；同时高密度林分的比例上升13.6%。杉木用材林林分密度分布情况较为不合理，合理密度林分比例小而高密度林分比例大，主要原因是林农造林积极性高，造林平均密度大于3268株·hm-2；顺昌县作为杉木的中心产区，杉木林分生长快，但是相应的抚育采伐管理不到位。

表1 杉木用材林林分密度分布现状

2.2 抚育间伐对杉木用材林林分密度的影响

杉木用材林抚育间伐前后林分密度见表2。由表2可知，采取抚育间伐措施的林分中高密度林分比例最高，约占比四分之三；合理密度林分占比22.0%；低密度林分极少。杉木用材林抚育间伐前林分平均密度为2868株·hm-2，伐后林分平均密度为1948株·hm-2，林分抚育采伐平均株数采伐强度为32.1%。通过抚育间伐后，高密度林分比例降低70.0%，合理密度林分占比提升52.0%，低密度林分比例上升18.0%，抚育间伐可以有效调整林分密度分布。高密度林分抚育间伐后，有88.4%的林分密度达到合理状态，有9.9%的林分密度仍然过高，仅1.7%的林分密度降低为低密度林分，抚育间伐对调整高密度林分密度成效明显。合理密度林分抚育间伐后，有17.9%的林分密度仍处于合理状态，而82.1%的林分密度过低，对林分密度结构造成不良影响，因此合理密度林分不宜进行抚育间伐。抚育采伐后形成的高密度林分相较抚育采伐前高密度林分，林分平均密度降低20.1%，平均胸径提高9.6%；抚育采伐后形成的合理密度林分相较抚育采伐前合理密度林分，林分平均密度提高5.2%，平均胸径降低8.0%；抚育采伐前低密度林分相较伐后形成的低密度林分，林分平均密度提高4.0%，平均胸径降低8.0%。高密度林分、合理密度林分和低密度林分抚育间伐后形成的低密度林分，其平均密度依次降低。

表2 杉木用材林抚育间伐前、后林分密度

2.3 主伐择伐对杉木用材林林分密度的影响

杉木用材林主伐择伐前后密度见表3。由表3可知，杉木成过熟林分主伐择伐的林分中，高密度林分比例最高，其次为合理密度林分，低密度林分最低，差别明显。杉木成过熟林分主伐择伐前平均密度为2314株·hm-2，伐后林分平均密度为1471株·hm-2，林分主伐择伐平均株数采伐强度为36.4%。杉木成过熟林分主伐择伐后，高密度林分降低66.0%，合理密度林分比例提升36.0%，低密度林分比例提高30.0%，总体上主伐择伐对调整成过熟林分密度分布效果一般。高密度林分主伐择伐后，有97.0%的林分密度达到合理状态，只有3.0%的林分密度过低，主伐择伐对调整高密度成过熟林分密度成效明显。合理密度和低密度林分主伐择伐后，林分密度均为低密度状态，对林分密度结构造成不良影响，因此不宜对合理密度和低密度的杉木成过熟林分采取择伐措施。

表3 杉木用材林主伐择伐前、后密度

2.4 主伐皆伐杉木用材林林分密度分布

杉木成过熟林主伐皆伐林分密度分布见表4。由表4可知，主伐皆伐林分中，高密度林分比例最低，仅19.0%；合理密度林分次之；低密度林分比例最高，为46.7%。过熟林与成熟林数量比例为1.0∶6.5，主伐皆伐以成熟林为主。成熟林高密度林分、合理密度林分比例比过熟林分别高7.4%、14.7%，而低密度林分比例比过熟林低22.1%。成熟林林分平均密度比过熟林高25.5%，过熟林林分平均胸径比成熟林高4.8%，可见进入成熟林后杉木胸径生长缓慢，杉木采伐在成熟林阶段完成可获得更多木材。

表4 杉木成过熟林主伐皆伐林分密度

3 结论与讨论

本研究以杉木林分经营密度模型为标准，分析杉木林分密度现状和采伐前、后林分密度分布情况。研究发现：①顺昌县杉木用材林林分平均密度为2638株·hm-2，林分平均胸径为12.6 cm，林分平均密度随龄组增加逐渐减少，林分平均胸径随龄组增加而增加，主要是随着林分生长采取抚育采伐、主伐择伐等措施，使林分的平均密度降低，平均胸径增大，这与林长安的研究结果一致[13]。②高密度林分比例大，低密度林分和合理密度林分比例小，林分经营密度不够合理，经营管理水平有待提高，应及时采取有效经营措施逐步优化林分密度。杉木林分中高密度林分比例达55.0%，通过抚育采伐或主伐择伐后形成合理密度林分比例分别为88.4%、97.0%，采伐措施对高密度林分的密度调整成效明显，因此有效调整林分密度的关键在于准确选定高密度林分并实施适当强度采伐。③抚育采伐的林分中，高密度林分比例达86.7%，伐后高密度林分比例下降67.7%，合理密度林分比例提升54.3%，效果明显；主伐择伐林分中，高密度林分比例为60.0%，比监测样地成过熟林分中高密度林分比例63.6%还低，主伐择伐的对象选择不够合理，择伐强度偏大，调整林分密度效果不高。④主伐皆伐林分中，高密度林分比例仅19.0%，明显低于监测样地成过熟林分中高密度林分比例，而合理密度和低密度林分则相反，主伐皆伐实施对象选择不合理。进入成熟林后杉木胸径生长缓慢，过熟林林分平均胸径仅比成熟林高4.8%，因此成过熟杉木林分应科学评估其立地条件和生长潜力，对于立地条件好、生长潜力高的林分，采取合理经营措施，培育高品质的大径材[14]，否则实施皆伐措施，及时更新造林。⑤随着林业的主要任务由木材生产向着森林多功能的转变，林分密度经营在考虑木材生产的同时，也要最大程度地发挥森林的生态效益和社会效益。