不同间伐强度对桉树人工林林分生长的影响

王毓靖，颜忠鹏，李志辉

不同间伐强度对桉树人工林林分生长的影响

王毓靖1，颜忠鹏2，李志辉1＊

(1.中南林业科技大学林学院，湖南 长沙 410004；2.中国林科院亚热带林业实验中心，江西 新余 336603)

本文以广西国有七坡林场桉树人工林为研究对象，设置4种间伐强度样地(对照0%、弱度20%、中度30%、强度40%)，通过对比分析研究5 a内不同间伐强度桉树人工林林分生长因子、单株材积、蓄积量等一系列指标参数，旨在为桉树人工林的经营提供理论依据。研究结果表明：间伐5 a后，间伐林分的平均树高和平均胸径均有显著提高，弱度、中度、强度间伐的胸径较对照分别增加了1.32、3.21和4.29 cm，树高分别增加了0.65、1.05和1.93 m。树高、胸径的年平均增长量的大小顺序为强度间伐>中度间伐>弱度间伐>对照。间伐措施在一定程度上减缓了树高平均生长量的下降速度，但对树高的生长影响较小。不同间伐强度下各样地的径阶分布均呈偏正态分布。林分大径材的数量随着间伐强度的增大而增多，林分胸径随着间伐强度的增大而增大。间伐显著促进了单株木材积的增长量，且以强度间伐最为明显；而相较于对照样地，弱度、中度、强度间伐各样地林分蓄积量分别减少了19.90 m³，减少了6.02 m³，增加了4.77 m³，强度间伐下林分单位面积蓄积量最大。

桉树；人工林；抚育间伐；林分生长；蓄积量

随着人类现代化生产发展以及生活所需，木材在人们日常生活中所发挥的作用越来越重要，在一定时间内生产更多优良的木材以满足社会所需是林业工作者的任务。人工林对缓解木材市场日益明显的供需矛盾发挥了重要作用。相较于天然林，人工林有着适应性强、林分分布合理、遗传能力强以及集约经营等特点。

桉树()是全世界最为广泛栽培的用材林树种之一，具有生长快、丰产性高、适应性强等特点，是我国短周期工业原料林的首选树种。桉树是世界三大造林树种之一，其在我国的人工林面积仅低于印度和巴西[1]，位居世界第三位。桉树作为大径材生产，间伐可达到单株高产的目的[2]。研究间伐强度对桉树在经济效益和环境建设方面都具有战略意义。

1　材料与方法

1.1　研究区概况

研究区位于广西壮族自治区南宁市西南部的国有七坡林场(22°39′29.51″N，108°13′52.01″E)，海拔100 ~ 200 m，属湿润的亚热带季风气候。试验地处于七坡林场主要1.9万公顷林区内，年平均气温21℃。年均降雨量为1 300 mm，平均相对湿度为80%，干湿季节分明，夏季降水时间长。日照充足，降水充沛，霜期降雪极少，气候温和。冬季最冷的1月平均12℃，夏季最热的7、8月平均28℃。土壤以由页岩发育的赤红壤为主，土层厚，土壤酸度高，表土pH值小于4.5。七坡国有林场拥有林地3.92万公顷，其中场内经营面积1.9万公顷，森林总蓄积320多万立方米，森林覆盖率80.5%。

1.2 研究方法

本研究以保留木株数为基准确定间伐强度，所有桉树人工林样地于2011年植苗造林，造林密度均为1 667株·hm-2，株行距2 m × 3 m。2013年采用下层疏伐法，对生长不良，干形较差的林木进行优先砍伐，同时兼顾保留木空间位置均匀分布，根据抚育间伐强度不同选取弱度间伐样地(20%)、中度间伐样地(30%)、强度间伐样地(40%)以及对照样地(0%)。

标准地设置：各强度分别重复3次，共计12块样地，面积为20.0 m × 30.0 m。

标准地调查：2018年对每块标准地进行每木检尺，调查的内容包括树高、胸径等测树因子。在标准地外选择 6 ~ 9 株标准木，做树干解析。

单株材积计算公式：=g1.31.3

式中：为树干材积；1.3为胸高断面积；为树高；1.3为胸高形数。

式中：为标准木材积；为标准木断面积；Σ为标准地总断面积。

连年生长量计算公式：=y-y

式中：为连年生长量；y为本年生长量；y为前一年生长量。

式中：为平均生长量；y为总生长量；为龄值。

1.3 数据分析

本试验数据釆用Excel软件进行整理和绘图。

2　结果与分析

2.1　间伐强度对桉树人工林林木生长的影响

通过对3种抚育间伐强度下(弱、中、强)及对照样地的调查、数据采集并整理分析后，计算各样地的胸径和树高平均值(表1)。间伐后，桉树人工林的平均胸径和平均树高明显高于未间伐林分。

表1　林分因子调查表

2.1.1间伐强度对林分径阶分布的影响

通过对4种间伐强度的样地调查发现，在不同抚育间伐强度下桉树人工林均呈现偏“正态分布”。其中，对照、弱度、中度、强度的径阶分布峰值有所不同，分别为16径阶、18径阶、20径阶、22径阶。随着间伐强度的增大，径阶分布的峰值也增大。可见，抚育间伐使森林的林分结构得到调整，随着强度的提升，大径材的相对比例也在提升(图1)。

2.1.2间伐强度对林分胸径的影响

通过将4种间伐强度下经过树干解析取平均后得到的平均标准木进行计算分析，得到各间伐强度下林分胸径的总生长量、连年生长量和平均生长量。

从图2可知，通过比较间伐后(4 ~ 8 a)强度间伐林分、中度间伐林分、弱度间伐林分和对照林分在间伐5 a内的平均胸径年生长量和平均生长量发现，平均胸径的连年长量和平均生长量的大小顺序均为:强度间伐>中度间伐>弱度间伐>对照。说明抚育间伐有利于促进桉树的胸径增长，且间伐强度越大，对林分胸径增长的促进作用越大。

图1　不同间伐强度各径阶分布图

由图2还可知，各样地的连年生长量和平均生长量的交点都处于2 ~ 3 a期间，整个林分达到郁闭的时间较短。在进行间伐处理后(4 ~ 8 a)，对照、弱度、中度、强度样地的连年生长量均处于递减的趋势，递减幅度大小顺序为：对照>弱度>中度>强度，经过抚育间伐后的弱度、中度、强度样地相对于对照组连年生长量的降低趋势得到平缓，抚育间伐强度越大，连年生长量的减小幅度越小。

图2　不同间伐强度下各龄级胸径连年生长量和平均生长量曲

2.1.3间伐强度对林分树高的影响

由图3可知，对照、弱度、中度、强度间伐各样地桉树人工林林分树高总生长量分别达到25.80、26.45、26.85和27.73 m。不同间伐强度下桉树人工林树高的生长过程基本趋于一致，随着林龄增加，树高随之增加，整体呈现随时间推移增长速度趋于平缓的趋势。随着间伐强度的增大，桉树人工林林分树高增大，但各样地之间的树高总生长量相差不大，相差比例均在8%以内，说明不同间伐强度对桉树人工林林分树高的生长有促进作用，但是作用较小。在0 ~ 3 a期间内，各样地的连年生长量都比较接近，不同间伐强度下各样地树高的连年生长量都在1 a生时达到最大值。间伐作业在3 ~ 4 a生期间内进行，在3 ~ 8 a生期间，各样地树高的连年生长量呈不断减小的趋势，直到8 a生时对照、弱度、中度、强度间伐样地的树高连年生长量分别达到1.28、1.38、1.10和1.34 m。在平均生长量方面，各样地都处于一个不断下降的趋势。且随着间伐强度的增大，树高的平均生长量的减小幅度不断减小，说明抚育间伐对树高生长的影响较小。

图3　不同间伐强度下林分树高连年生长量和平均生长量曲线

由图3还可知，不同间伐强度下桉树人工林林分树高连年生长量和平均生长量的曲线均无交点，从1 a生开始，平均生长量始终大于连年生长量，这与其他树高生长速度较慢树种的连年生长量和平均生长量曲线有所区别，桉树的生长速度高峰期为造林前几年，之后的生长速度慢慢减缓后达平稳。2.1.4间伐强度对单株材积和蓄积量的影响

本文采用伐倒木求材积的方法，通过对各平均标准木树干解析后得到材积的生长规律(表2)。

从表2可知，不同间伐强度下各样地的单株材积总生长量随着树龄的增长而增大，对照、弱度、中度、强度间伐各样地分别达到0.249 9、0.297 4、0.351 9和0.421 1m3，可见间伐强度越大，桉树人工林林分单株材积总生长量越大。且随着间伐强度的增大，桉树人工林林分单株材积总生长量的增长速度不断递增。不同间伐强度下桉树林分单株材积的连年生长量均呈现先增大后减小的趋势。对照、弱度、中度、强度间伐各样地单株材积的连年生长量分别在4、4、5和5 a生时，达到最大值0.050 4、0.055 7、0.072 5和0.084 4 m3，且在单株材积连年生长量峰值附近，对照和弱度间伐样地的连年生长量生长曲线波动幅度较陡，而中度间伐和强度间伐样地的连年生长量生长曲线较为平缓。在单株材积平均生长量方面，对照、弱度、中度、强度间伐样地分别在6、7、7和8 a生时达到最大值，分别为0.031 9、0.037 7、0.044 4和0.052 6 m3。可见随着间伐强度的增大，桉树林分单株材积的连年生长量和平均生长量的峰值在时间上都有一定的延后。

通过比较对照、弱度、中度、强度间伐各样地林分蓄积量发现(图4)，各样地的林分蓄积量差距不大，均在390 ~ 430 m3之间。相较于对照，弱度、中度、强度间伐样地林分蓄积量分别减少了19.90 m3，减少了6.02 m3，增加了4.77 m3。其中林分蓄积量最大的为强度间伐样地，弱度、中度间伐样地均小于对照样地，可见间伐强度的增大并不是直接增加林分蓄积量，40%的间伐强度对蓄积量的积累最好。

图4　不同间伐强度下林分蓄积量

表2　不同间伐强度下林分单株材积生长过程表　　　　m

3　结论与讨论

3.1　结论

(1) 本研究中，随着间伐强度的增大，径阶分布所在的峰值也增大，各样地中20 cm以上大径材分布比例最高的为强度间伐样地，随着间伐强度的升高，大径材分布的比例也增加，对照样地由于林分密度过大，林木生长受到抑制，20 cm以上大径材的数量很低。

(2) 对照、弱度、中度和强度间伐各样地桉树人工林林分胸径分别达16.22、17.54、19.43和20.51 cm。随着抚育间伐强度的增大，桉树人工林林分胸径的总生长量也增大。各样地胸径的连年生长量和平均生长量均在2 a生时达到最大，都呈现先增大后减小的趋势。间伐后的时期内，随着间伐强度的增大，胸径连年生长量减小的幅度越小；经过间伐后，强度间伐样地桉树林分胸径增长速度最快，对照样地增长速度最慢，抚育间伐对桉树人工林胸径生长的影响较大。

(3) 对照、弱度、中度和强度间伐各样地桉树人工林林分树高分别达25.80、26.45、26.85和27.73 m。不同间伐强度下桉树人工林树高的生长过程基本趋于一致，各样地林分树高的连年生长量和平均生长量均在1 a生时为最大值，且从1 a生开始，平均生长量是始终大于连年生长量。不同间伐强度对桉树人工林林分树高的生长的促进作用较小，但间伐在一定程度上减缓了树高平均生长量的下降速度。

(4) 随着间伐强度的增大，桉树人工林林分单株材积总生长量逐渐增大。不同间伐强度下桉树林分单株材积的连年生长量均呈现出一个先增大后减小的趋势；平均生长量呈先增大后稳定的趋势。抚育间伐对于桉树林分单株材积的影响很大。在林分蓄积量方面，强度间伐样地最大，弱度和中度间伐样地均小于对照样地。

3.2　讨论

本研究通过分析不同间伐强度对桉树人工林林分生长的影响，设置弱度(20%)、中度(30%)、强度(40%)3种间伐强度以及对照组，对比分析得出林分的胸径、树高、材积的一系列规律。研究发现，在林分径阶分布，经过抚育间伐的样地大径材的比例均高于对照，且林分大径材的数量随间伐强度的增大而增多，小径材的数量随着间伐强度的增大而减少。这与谢华[3]强度间伐使胸径主要分布在中、大径级木的研究结果相似。间伐强度对胸径的影响程度大，林分胸径随着间伐强度的增大而增大，这与已有的研究结果[4-5]一致。胸径的连年生长量在桉树幼年期表现突出。在抚育间伐后，各样地胸径生长速度的差别越来越大，胸径连年生长量的下降速度随着间伐强度的增加而减缓。在桉树林分快速生长、郁闭度逐渐增大的过程中，林分内竞争压力过大，通过抚育间伐措施，去除一部分优劣林木，从而可以促进保留木的生长，间伐的强度则按照造林的目的和相应的需求综合确定，如需培育大径材林木，则采用相对应较高强度的间伐措施来进行。

本研究间伐强度对树高的影响程度小，树高随着间伐强度的增大而少许增加，强度间伐下的样地树高与对照样地的差值在2 m以内。间伐强度对林分单株材积的影响程度很大，特别是中度、强度间伐样地，比对照样地分别高出40%左右和70%左右，差值较大。抚育间伐可以促进单株材积的增长，但不一定经过抚育间伐后的样地林分单位面积的蓄积量都大于对照样地。本研究发现当抚育间伐强度为40%时，林分单位面积蓄积量最大，弱度、中度间伐都小于对照样地，这与朱玉杰等[6]研究不同间伐强度下落叶松()最适间伐强度结果相似。

本文在间伐强度对林分生长因子、单株材积、林分蓄积量等方面开展了研究，今后可以在桉树人工林林下植物多样性以及林分生长模型方面做进一步探讨，为不同间伐强度对桉树人工林的影响提供更全面的理论支撑。

[1] 张樟德.桉树人工林的发展与可持续经营[J].林业科学,2008,44(7):97-102.

[2] NOGUEIRA G S,MARSHALL P L,LEITE H G.Thinning intensity and pruning impacts onplantations in Brazil[J].International Journal of Forestry Research, 2015(1/3):1-10.

[3] 谢华.杉木人工林抚育间伐效应研究[D].合肥:安徽农业大学,2007.

[4] 郭万军,王广海,张利民,等.抚育间伐对林木生长及其稳定性的影响[J].河北林果研究,2011,26(03):243-246.

[5] 李国雷,刘勇,甘敬,等.飞播油松林地土壤酶活性对间伐强度的季节响应[J].北京林业大学学报,2008,30(2):82-88.

[6] 朱玉杰,董希斌.大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度经营效果评价[J].林业科学,2016,52(12):29-38.

Effects of Different Thinning Intensities on Stand Growth ofPlantation

WANG Yujing1, YAN Zhongpeng2, LI Zhihui1

)

In this study, plots of four thinning intensities (control 0%, light thinning – 20%, moderate thinning – 30%, intense thinning – 40%) were established. From these plots, a series of indexes, including growth factors and volume of eucalypt plantations, were studied for different thinning intensities by comparative analysis in order to provide theoretical basis for the management of eucalypt plantation. The results showed that 5 years after thinning, the average tree height and mean DBH of thinned plantations increased significantly; the average DBH with light, moderate and intense thinning increased by 1.32 cm, 3.22 cm, 4.29 cm respectively, and tree height increased by 0.65 m, 1.05 m and 1.93 m respectively. The order of annual average increase of tree height and DBH was as follows: intense thinning > moderate thinning > light thinning > control. To a certain extent, thinning slowed down the rate of decline in average tree height growth, but had little effect on total tree height. The diameter distributions under different thinning intensities all approximated partial normal distributions. The number of large diameter trees increased with increased thinning intensity, and the average DBH also increased with thinning intensity. Thinning significantly promoted the growth of volume per tree, with clear benefits of increased thinning intensities. Compared to control (unthinned), thinning at light, moderate and intense levels resulted stand volume decreasing by 19.90 m³, decreasing by 6.02 m³, and increasing by 4.77 m³ respectively; the volume per unit area was highest for intense thinning.

; plantation; tending thinning; stand growth; accumulation

S758.5+2

A

10.13987/j.cnki.askj.2019.03.006

桉树丰产及大径材培育集成和示范项目(2017YFD0601202)

王毓靖（1995— ），男，森林培育专业在读硕士研究生，E-mail:1091145679@qq.com

*李志辉为通信作者