透光抚育对“栽针保阔”红松林中红松生长过程的影响

韩阳瑞　牟长城　张晓亮等

摘要 [目的]通过研究长白山地区不同透光抚育强度下“栽针保阔”阔叶红松林中红松的生长情况，揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林中红松生长过程的影响规律，旨在为阔叶红松林的恢复、经营提供有力的科学依据。[方法]研究5种透光抚育（未采伐对照、低度择伐、中度择伐、强度择伐及上层皆伐）对红松生长的影响。[结果]红松在群落中的地位随着透光抚育强度的增大逐步得到提升，同时透光抚育能够显著提高“栽针保阔”红松林内红松优势木（63.4%～146.5%、64.6%～158.6%）、平均木（57.9%～271.1%、42.5%～261.7%）和被压木（56.5%～182.6%、95.5%～245.5%）的树高和胸径，且呈现出随透光抚育强度的增大而递增的规律性。[结论]透光抚育能显著提高红松树高和胸径生长。

关键词 透光抚育；栽针保阔；红松；胸径；树高

中图分类号 S791.247 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）08-02365-03

The Influence of Light Transmittance Felling on Pinus koraiensis Growth Process in the “Preserving Deciduous While Planting Coniferous” Korean pine

HAN Yangrui， MOU Changcheng et al

（Ecological Research Center of Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract [Objective] Based on the different light transmittance felling intensity under the Changbai Mountain area “preserving deciduous while planting coniferous” growth of Pinus koraiensis in broadleaved Korean pine forest， revealing of crownthinning on “effect of planted Pinus koraiensis growth of conifers and protect broadleaved tree” Korean pine forest of broadleaved Korean pine forest， aims to provide scientific basis for restore operation. [Method]The influence of five Light transmittance felling treatments on Pinus koraiensis was studied.[Result]The position of Korean pine in the community with increasing light thinning intensity gradually increased， at the same time， light transmittance felling can significantly improve the “preserving deciduous while planting coniferous pine forest” dominant （63.4%-146.5%， 64.6%-158.6%）， the average wood （57.9%-271.1%， 42.5%-261.7%） and pressed wood （56.5%-182.6%， 95.5%-245.5%） of tree Height and DBH， and increased with increasing light intensity of tending. [Conclusion]Light transmittance felling can significantly improve the Height and DBH of Pinus koraiensis.

Key words Light transmittance felling； Preserving deciduous while planting coniferous pine； Pinus koraiensis； Diameter at breast height； Tree height

闊叶红松林是我国东北东部山区地带性顶极群落，具有结构复杂、生产力高、生态环境优良、稳定性强等优点[1]。受到社会历史背景、人为等因素的干扰，原始阔叶红松林曾受到了不可逆转的破坏，几乎完全消失。后期，虽通过封山育林的方式使次生林得到一定程度上的恢复，但是整个生态系统在结构、功能上明显大不如前，出现了种类成分单纯且比例不合理、病虫害多、林分稳定性差等问题[2-3]。20世纪80年代，李景文等[4-5]提出“栽针保阔”的森林培育方式的雏形；经过20多年的可行性证明，陈大珂等[6-8]林业专家明确提出了“栽针保阔”这一概念，并指出它并非属于对次生林改造的一种经营措施，而是对当地原红松阔叶林所形成的天然次生林实行全面综合经营的总途径。

目前我国对于“栽针保阔”的研究仍然处在中期阶段，其理论体系仍需要进一步的补充和完善，对其实施原则、方法和效果分析等仍需通过广泛的实践应用得到有效的验证。该研究通过对长白山不同透光抚育强度“栽针保阔”红松林的红松生长状况的调查与对比分析，以期揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林群落红松生长过程的影响规律，探讨阔叶红松林最适宜的透光抚育强度，旨在为阔叶红松林的恢复、经营提供有力的科学依据，同时作为对“栽针保阔”理论体系的进一步完善和补充[9]。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地概况

研究地设于吉林省长白山北坡白河林业局春雷林场，地理位置为127°53′～128°34′ E，42°01′～42°48′ N，平均海拔800 m，坡度一般5°～10°。气候属于温带大陆性季风气候，春季较干旱多风，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷，年平均气温3.6 ℃，年平均降水量713 mm，且主要集中在6～8月，全年日照时数为 2 271～2 503 h，无霜期109～140 d[10] 。地带性土壤为暗棕壤，地带性植被为温带针阔混交林。目前研究区的森林乔木以蒙古栎（Quercus mongolica）、家榆（Ulmus pumila）、紫椴（Tilia amurensi）等树种为主，林下灌木和藤本植物有毛榛子（Corylus mandshurica）、刺五加（Radix Acanthopanacis）、卫矛（Euonymus alatus）、悬钩子（Rubus corchorifolius）、蔷薇（Rosa multiflora）、山葡萄（Vitis amurensis）等；草本植物有木贼（Hippochaete hiemale）、猴腿蹄盖蕨（Athyrium multidentatum）、山茄子（Anisodus acutangulus）、蚊子草（Filipendula palmata）、长白红景天（Rhodiola angusta）等。试验区于1979年在次生林林下人工栽植红松（Pinus koraiensis），栽植密度为2 000～2 500株/hm2，造林后的第1～5年间每年进行穴状割灌除草抚育1～2次，1996年（栽植红松17年后）进行了上层透光抚育试验。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置。

1996年在吉林省白河林业局春雷林场设置了“栽针保阔”红松林透光抚育试验样地，采伐试验包括5种透光抚育处理：未采伐对照（C-保留郁闭度0.8）、低度择伐（L-保留郁闭度0.6）、中度择伐（M-保留郁闭度0.4）、强度择伐（H-保留郁闭度0.2）及上层皆伐（CC-保留郁闭度0.0），每种透光抚育处理面积为0.5 hm2，周围设有10 m宽的保留带，试验地总面积4.2 hm2。采伐时将采伐剩余物保留在原地，目前样地一直保存良好（未进行二次采伐）。此次调查在5种透光抚育处理林分中各设置3个20 m×30 m的标准地（即3次重复），共设置15块标准地，且各样地立地条件相同（均处于同一海拔的东南坡中坡位）。分别于2012年5月（生长季开始期）和10月（生长季结束期）对各样地内乔木进行每木调查（表1）。

1.2.2 樣品采集及处理。

用激光测距仪测定树的高度，利用年轮分析仪处理外业钻取得到的红松树芯，以得到红松胸径生长量相关数据。需先经过短暂的常温干燥和一系列预处理，在实验室内，将干燥的样芯用乳胶粘在样本板上。粘贴样芯前，首先确认轮印清晰的横截面朝上，为避免在乳胶干燥过程中样芯变形，用线绳将其按十字形式捆绑固定，待乳胶干后取下线绳；利用年轮分析仪读数前，需要用粗目和细目的砂纸分别打磨样芯，直至年轮变得更加清晰，以便于读数并取得需要的数据。

1.2.3 数据处理方法。

数据统计分析利用Spss软件及Excel软件，用方差分析和LSD检验评价不同处理水平间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 透光抚育对红松树高生长过程的影响

由图1可以看出，透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林内红松优势木树高生长具有一定影响。保留林分郁闭度0.0（上层皆伐）、0.2（强度择伐）、0.4（中度择伐）、0.6（轻度择伐）、0.8（对照）样地中红松优势木树高的生长量分别为17.5、14.5、11.6、7.8、7.1 m，依次较对照样地优势木树高提高了146.5%、104.2%、63.4%、9.9%，呈现出随透光抚育强度增强而增大的趋势。经进一步方差分析得到，除保留林分郁闭度0.6以外，其他各透光抚育强度之间红松优势木树高生长量存在着极显著差异性（P<0.01）。因此，可以得出通过透光抚育的作业方式能够显著提高长白山“栽针保阔”红松林内红松优势木树高的生长量，且中、强度透光抚育效果最佳。透光抚育后，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松优势木年平均高生长量分别为0.63、0.59、0.42、0.28、0.25 m，较透光抚育前0.44、0.30、0.29、0.20、0.18 m，分别提高了43.2%、96.7%、44.8%、40.0%、38.9%。进一步方差分析得到，透光抚育前保留郁闭度0.2和0.4、0.6和0.8之间差异不显著，经透光抚育后除保留郁闭度0.6外，其他各透光抚育强度之间红松优势木年均树高生长量均存在极显著差异性（P<0.01）。因此，通过实施透光抚育，长白山“栽针保阔”红松林内红松优势木树高生长过程得到有效的促进，且在保留林分郁闭度0.2时这种促进作用尤为突出。

图1 不同郁闭度红松优势木树高生长量

由图2可以得到，透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林内红松平均木的树高生长具有较大影响。保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松平均木的树高生长量分别为14.1、9.6、7.2、6.0、3.8 m，依次较对照样地平均木树高提高了271.1%、152.6%、89.5%、57.9%，呈现出明显的随透光抚育强度增强而增大的趋势。进一步方差分析可知，除保留郁闭度0.4和0.6之间差异不显著外，其他透光抚育强度间红松平均木树高生长量差异性显著（P<0.05）。可以看出，通过透光抚育可以提高长白山“栽针保阔”红松林内红松平均木的高生长量，其中以高强度透光抚育（郁闭度0.2）效果最佳。透光抚育后，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松平均木树高的年平均生长量分别为0.55、0.45、0.23、0.23、0.14 m，较透光抚育前0.31、0.14、0.21、0.13、0.09 m分别提高了77.4%、221.4%、9.5%、76.9%、55.6%。方差分析结果也可以表明，透光抚育前除皆伐外，其他各透光抚育强度之间红松平均木树高生长均无显著差异性，而经过透光抚育处理后，除保留林分郁闭度0.4（中度择伐）与0.6（轻度择伐）外，其他各透光抚育强度下的红松平均木树高生长存在显著性差异。透光抚育促进了长白山“栽针保阔”红松林内红松平均木树高生长过程。

图2 不同郁闭度红松平均木树高生长量

通过图3可以看出，透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林内红松被压木树高生长具有显著影响。保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松被压木树高生长量分别为6.5、5.4、5.2、3.6、2.3 m，依次较对照样地被压木树高生长量提高了182.6%、134.8%、126.1%、56.5%，呈现出随透光抚育强度增大而增加的趋势。进一步方差分析可知，各保留林分郁闭度与对照均存在显著差异性（P<0.05）。因此，透光抚育能显著提高长白山“栽针保阔”红松林内红松被压木的高生长量，且中、高强度透光抚育强度效果最佳。

透光抚育后，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松被压木年平均高生长量分别为0.26、0.25、0.20、0.14、0.10 m，较透光抚育前0.14、0.08、0.12、0.08、0.05 m分别提高了85.7%、212.5%、66.7%、75.0%、100.0%。进一步方差分析结果显示，透光抚育前，各透光处理与保留郁闭度0.8（对照）间红松被压木树高生长存在显著差异，透光抚育后，除保留郁闭度0.6与0.8之间，其他各透光抚育强度间红松被压木树高生长存在显著性差异，且显著性明显提高，说明透光抚育对红松被压木的树高生长过程仍有一定促进作用。

图3 不同郁闭度红松被压木树高生长量

2.2 透光抚育对红松胸径生长过程的影响

如图4所示，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8樣地中红松优势木胸径生长量分别为25.6、20.6、16.3、10.2、9.9 cm，依次较对照样地提高了158.6%、108.1%、64.6%、3.0%，呈现出随透光抚育强度增强而增大的趋势。经进一步方差分析得到，除保留郁闭度0.6外，其他各透光抚育强度之间红松优势木胸径生长量差异极显著（P<0.01）。因此，透光抚育能够显著提高长白山“栽针保阔”红松林内红松优势木的胸径生长量，且中、高强度透光抚育效果最佳。透光抚育后，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松优势木平均胸径生长量分别为0.94、0.92、0.66、0.36、0.32 cm，透光抚育前分别为0.75、0.46、0.44、0.37、0.36 cm，前3种处理后分别提高了25.3%、100%、50.0%，而保留郁闭度0.6和0.8样地中红松优势木平均胸径生长量较透光前略有下降。经进一步方差分析可知，透光抚育前后，保留林分郁闭度0.6和0.8之间差异均不显著，而中、强度透光抚育后，处理间的差异性显著提升。因此，中、强度透光抚育较有利于红松优势木胸径生长过程。

如图5所示，透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林内红松平均木胸径生长具有一定影响。保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松平均木胸径生长量分别为17.0、13.4、9.1、6.7、4.7 cm，依次较对照样地提高了261.7%、185.1%、93.6%、42.5%，呈现出随透光抚育强度增强而增大的趋势。进一步方差分析得到，红松平均木胸径生长量在各透光抚育处理之间存在极显著差异（P<0.01）。因此，透光抚育能显著提高红松平均木胸径生长量，且中、高强度透光抚育效果较佳。

透光抚育后，保留林分郁闭度0.0、0.2、0.4、0.6、0.8样地中红松平均木年平均胸径生长量分别为0.60、0.60、0.34、0.20、0.20 cm，透光抚育前分别为0.54、0.32、0.30、0.27、0.20 cm，前3种处理后分别提高了11.1%、87.5%、13.3%，

而保留林分郁闭度0.8样地中红松平均木年平均胸径生长