不同年龄杉木人工林抚育成效分析
——以江西省靖安县为例

钟 呈，王瑞辉，符伟男，周阳超，周义罡，彭 聪，朱秀花

(1.中南林业科技大学，长沙410004;2.江西省靖安县林业局，江西靖安330600)

不同年龄杉木人工林抚育成效分析
——以江西省靖安县为例

钟 呈1，王瑞辉1，符伟男1，周阳超1，周义罡1，彭 聪2，朱秀花2

(1.中南林业科技大学，长沙410004;2.江西省靖安县林业局，江西靖安330600)

以5a(幼林)、12a(中龄林)、18a(近熟林)生杉木人工林为研究对象，分别设置抚育间伐与对照 (不抚育)2种处理，分别于2013年底和2015年底对样地进行调查。结果表明:抚育间伐促进了胸径和单株材积的生长，年平均胸径生长量的增加值抚育比对照幼林多44.4%、中龄林多25.0%、近熟林多14.3%，年平均单株材积生长量的增加值抚育比对照幼林多59.3%、中龄林多31.0%、近熟林多19.9%，上述差异均达到显著水平(p＜0.05);抚育间伐对树高生长有促进作用，但与对照比，其差异未达显著水平 (p＞0.05);抚育明显改善了杉木幼、中龄林的健康状况，健康等级抚育样地普遍比对照样地高一级;抚育提高了林下植被种类的丰度、高度和盖度，抚育样地植被的垂直结构明显;总体而言，抚育间伐对杉木生长、林下植物生长和林分健康的促进作用幼林好于中龄林，好于近熟林。试验结果为杉木人工林的科学抚育提供了参考依据。

森林抚育;杉木林;成效分析

森林抚育是促进林木生长、提高林木质量、实现森林多种效益最大化的必不可少的措施，但长期以来，我国普遍存在重造轻抚现象。2009年底，财政部和国家林业局启动实施了中央财政森林抚育补贴试点，2010年开始全面实施森林抚育项目，每年由中央财政拨款数10亿元，这是国家公共财政支持生态建设、满足人民群众对林业多功能需求的又一重大举措，标志着我国森林经营补贴机制正式建立［1－2］。森林抚育项目实施后，国家林业局于2014年出台了《中央财政森林抚育补贴政策成效监测实施办法》，根据该办法在全国设置固定样地对森林抚育的成效进行监测。国内许多学者对森林抚育的成效进行过研究［3－6］，但针对中央财政补贴项目的森林抚育成效监测，特别是江西省的研究目前鲜见报道，同时，以往对森林抚育成效的研究通常仅针对同一年龄的人工林，缺少针对不同年龄林分进行抚育成效同步监测的研究。本研究基于中央财政补贴森林抚育项目，选择杉木幼龄林、中龄林和近熟林设置固定样地，观测抚育对林木生长、林分健康和地被植物生长的影响，以期为进一步做好森林抚育工作提供科学依据。

1 研究区概况

试验样地设置在江西省靖安县水口乡烟竹林场，靖安县位于江西省西北部、宜春市东北部，地理坐标为114°54'～115°30'E，28°47'～29°06'N。东邻安义县，南界奉新县，西毗修水县，北接武宁县、永修县。全境东西长约95.6km，南北宽约65km。

靖安县属于亚热带温润气候，年平均气温17.0℃，雨量充沛，年平均降雨量1 700mm左右，光照充足，年平均日照时数为1 667.2 h，霜期较短，历年平均无霜期为274d。研究区土壤多为黄壤，肥沃深厚，植物生长周期长，立地条件较好，适宜杉木的生长。

2 研究方法

2.1 样地设置及处理

选择5a生杉木幼林、12a生杉木中龄林、18a生杉木近熟林，分别于不同年龄设置抚育和对照(不抚育)2种处理，每处理3次重复，共设置18个样地，样地的面积为20m×30m。相同年龄的样地为一组，样地选择时确保同组样地的立地条件大致相同，海拔相差不大，抚育前林分生长基本一致。样地基本概况见表1。

表1 样地基本概况Tab.1 Basic situation of sample stands

样地设置后对样地上所有林木进行编号。对于抚育样地，间伐强度为总株数的20%，间伐木的选择按照留优去劣、间密留匀、兼顾株间距的原则确定，于2013年12月间伐。对于对照样地不采取任何抚育措施。

2.2 观测指标及观测方法

2.2.1 林分生长指标

分别于抚育前(2013年12月)和抚育后(2015年12月)对样地进行每木检尺，胸径起测直径为5cm，幼林组样地的树高采用测高标杆测量，中龄林组和近熟林组样地的树高采用测高标杆测量和测高器测量。考虑到杉木材积计算公式存在一定的区域差异，本研究采用李朝栋等［7］编制的江西省杉木人工林二元立木材积公式计算。

式中:V为单株立木材积(m3)，D为各胸径(cm)，H为树高(m)。

2.2.2 森林健康等级评价标准

森林健康等级评价标准参照王忠春等［8］在森林健康评价研究进展里的评价标准。

表2 森林健康等级评价标准与代码Tab.2 Standard and code for forest health level

2.2.3 林下植被调查

林下植被调查采用样方法。样方面积分别灌木、草本确定。灌木样方面积为4m2，分别设置于样地的4个角，形状为边长2m的正方形。草本样方面积为1m2，设置于灌木样方内，形状为边长1m的正方形。植被调查样方应未受人为踩踏，并对于样地有一定的代表性。调查样方内灌木和草本的种类、每种植物的平均高度、盖度以及健康(生长发育)状况等。

2.3 数据处理

采用SPSS 20.0软件系统对林木生长指标胸径、树高和单株材积的年平均生长量进行方差分析，不同龄林的试验处理和对照处理间显著性差异结果用字母法标记(字母标记法参照丁波等［9］和钟飞霞等［10］发表论文上的标记法);采用Excel软件制作表格。

3 结果与分析

3.1 林木生长对比分析

3.1.1 抚育对胸径生长的影响

表3为样地调查结果，从表3可以看出，抚育2年后抚育样地林分平均胸径生长量均大于对照样地，幼林组抚育样地和对照样地在2015年平均胸径分别为9.4cm和8.0cm，与2013相比，年平均生长量分别达1.3cm和0.9cm，抚育样地比对照样地增加44.4%;中龄组抚育样地与对照样地在2015年平均单株胸径分别为14.5cm和13.6cm，年平均生长量分别为1.0cm和0.8cm，抚育样地比对照样地增加25.0%;近熟林组抚育样地与对照样地2015年平均单株胸径分别为17.9cm和17.3cm，年平均生长量分别达0.8cm和0.7cm，抚育样地比对照样地增加14.3%。经过方差分析得出，抚育与对照的林分在单株胸径的生长上存在显著差异(p＜0.05)，总体上，抚育林分胸径大于对照林分，这说明林木直径生长与密度相关，密度越大，林分平均胸径越小，适当抚育能调整林分密度、改善林内光照、增加保留木的营养空间，促进林木生长。

3.1.2 抚育对树高生长的影响

从表3可以看出，抚育2年后林分平均树高抚育样地比对照样地均有一定程度的增加。幼林组抚育样地和对照样地在2015年平均树高分别为7.2m和6.5m，较2013年来看，树高年平均生长量分别为1.1m和1.0m，抚育样地比对照样地增加10.0%;中龄组抚育样地与对照样地在2015年平均树高分别为0.85m和0.8m，与2013年相比，树高年平均生长量分别为1.1m和1.0m，抚育样地比对照样地增加5.9%;近熟林组抚育样地与对照样地在2015年平均树高分别为16.5m和15.5m，与2013年相比，树高年平均生长量分别为0.8m和0.75m，抚育样地比对照样地增加6.7%。经方差分析，3组试验不同林龄段的树高及相对生长量在抚育处理和对照处理之间均没有显著差异(P＞0.05)，这表明抚育间伐对树高生长的促进作用是有限的。林分树高生长取决于树种的遗传品质和立地质量及其相互作用，与林分密度关系不大。

3.1.3 抚育对材积生长的影响

从表3可看出:林分平均单株材积均为抚育样地大于对照样地，2015年幼林组抚育样地和对照样地平均单株材积分别为0.028 1 m3和0.019 0m3，与2013年相比，单株材积年平均生长量分别为0.008 6 m3和0.005 4 m3，抚育样地比对照样地增加59.3%;中龄组抚育样地与对照样地在2015年平均单株材积分别为0.094 1 m3和0.077 1 m3，单株材积年平均生长量分别为0.016 9 m3和0.012 9 m3，抚育样地比对照样地增加31.0%;近熟林组抚育样地与对照样地在2015年平均单株材积分别为0.203 6 m3和0.179 9 m3，单株材积年平均生长量分别为0.024 1 m3和0.020 1 m3，抚育样地比对照样地增加19.9%。经方差分析，平均单株材积抚育样地与对照样地抚育存在显著差异(p＜0.05)，由此可见，抚育可以显著促进林木单株材积的增长，原因是抚育促进了胸径的生长，而胸径与材积几乎成正平方关系。

表3 林木生长对比分析Tab.3 Comparative analysis of forest growth

3.2 林分状况对比分析

表4为林分生长状况调查表，从表4可看出，在2013年抚育作业开始前，所有样地的健康等级均为Ⅱ级，2年后抚育样地的健康等级均变为Ⅰ级，幼林组和中龄组对照样地的健康等级均变为Ⅲ级，近熟林组对照样地的健康等级均仍为Ⅱ级。由此可见，抚育显著改善了杉木幼、中龄林的健康状况。

幼林组样地在2013年进行抚育时为5a生杉木幼林，此时的郁闭度为0.6，故对抚育样地采取透光伐，间密留匀，其目的是保证目标树种不受压抑，使林分得到适宜的光照。2年后抚育样地和对照样地的郁闭度分别为0.7和0.8，抚育样地由于砍去了20%的林木，郁闭度低于对照样地;在健康状况上，2013年抚育前抚育样地与对照样地的健康等级均为Ⅱ级，处于亚健康状态，林木生长发育较好，树叶偶见发黄、褪色或非正常脱落，与2013年相比，抚育样地在经过透光伐的抚育措施后，两年后的林分有明显改善，健康状态达到了Ⅰ级，而对照样地没有经过抚育处理，林木进行自然整枝，树冠基部的枝条因光照不足逐渐枯落，导致林分内环境卫生变差，致使林木健康状况没有得到改善，反而降为Ⅲ级。

中龄组为12a生杉阔混交林，2013年抚育时采取综合抚育措施对其进行抚育处理，此时抚育样地与对照样地郁闭度均为0.7，两年后抚育样地与对照样地郁闭度分别为0.8和0.9，抚育样地的健康状况明显优于对照样地，抚育样地在经过抚育后健康状况从Ⅱ级提升到了Ⅰ级，但由于对照样地没有经过处理，林木自然整枝强烈，下部枝条枯萎，有的脱落，造成病虫害侵染，健康状况降到了Ⅲ级。

近熟林组为18a生杉阔混交林，2013年抚育时采取生长伐措施对其进行抚育处理，经过两年的生长，抚育样地与对照样地郁闭度从0.8分别达到了0.8和0.9，抚育样地没有变化，对照样地由于天然生长郁闭度提高至0.9;在健康状况上，抚育样地和对照样地在2013年抚育调查时的健康等级均为Ⅱ级，两年后抚育样地的健康状况达到了Ⅰ级，针阔混交林内林木生长发育良好，枝干发达，树叶大小和色泽正常，能正常结实和繁殖，未见明显的病虫害，这主要是由于生长伐伐除了过密和生长不良的林木，降低了林分密度，使得林分得到充足的光照、改善了卫生状况，从而提升了林分的健康水平。对照样地林木自然整枝有加强的趋势，少数下部枝条有发黄、褪色或非正常脱落现象，但健康等级总体上还是Ⅱ级，因为对照样地已经是近熟林，因此林分的健康状况基本维持原样。

试验结果表明，通过森林抚育，清除了林分内各种病木枯木，改善了林分光照条件、通风条件和卫生状况，减少了病虫害的发生，增强了林分对自然灾害和病虫害的抵御能力，提高了森林的稳定性和健康水平。

表4 林分状况对比分析Tab.4 Comparative analysis of stand condition

3.3 灌木层和草本层物种多样性对比分析

表5为样地抚育前后林下地被植物调查数据，从表5可以看出，幼林组样地中抚育样地灌木和草本数2013年分别为7种、4种，2015年分别为10种、9种，2年中分别增加了3种、5种;对照样地2013年分别为6种、4种，2015年分别为7种、6种，2年中分别增加了1种、2种。灌木盖度2013年抚育样地和对照样地分别为15%，13%，高度均为60cm，2015年灌木盖度分别为28%，23%，高度分别为100，80cm，2年中灌木盖度分别增加了13%，10%，高度分别增加了40，20cm;草本盖度2013年抚育样地和对照样地均为8%，高度均为23cm，2015年草本盖度分别为12%，10%，高度分别为36，32cm，2年间草本盖度分别增加4%，2%，高度分别增加13cm和9cm。

中龄组样地中抚育样地灌木和草本种数2013年均为6种，对照样地分别为4种、5种，2015年抚育样地灌木和草本种数均为9种，2年中均增加了3种，对照样地种数分别为6种、7种，2年中均增加了2种。2013年抚育样地和对照样地灌木盖度分别为13%，10%，高度分别为73，68cm，2015年灌木盖度分别为20%，16%，高度分别为86，74cm，2年中灌木盖度分别增加7%，6%，高度分别增加13，6cm;草本盖度 2013年抚育样地和对照样地分别为12%，10%，高度分别为17，15cm，2015年草本盖度分别为15%，12%，高度分别为30，23cm，2年间草本盖度分别增加3%，2%，高度分别增加13cm和8cm。

近熟林组样地中抚育样地灌木和草本数2013年分别为6种、5种，2015年均为8种，2年中分别增加了2种、3种;对照样地2013年分别为5种、3种，2015年分别为5种、5种，两年中灌木种数没有变化，草本增加了2种。灌木盖度2013年抚育样地和对照样地均为12%，高度分别为84，70cm，2015年灌木盖度分别为15%，12%，高度分别为95，78cm，2年中抚育样地灌木盖度增加3%，对照样地没有变化，高度分别增加了11cm和8cm;草本盖度2013年抚育样地和对照样地分别为13%，8%，高度分别为20，16cm，2015年草本盖度分别为18%，11%，高度分别为34，26cm，2年间草本盖度分别增加5%，3%，高度分别增加14，10cm。

表5 各样地灌木草本对比分析Tab.5 Comparative analysis of plot shrubs and herbs

调查结果表明，2013—2015年，抚育样地与对照样地林下植被在种数、盖度、高度上都有一定程度的增加，抚育样地的增加值大于对照样地。抚育间伐改善了林内的光照条件，有利于林下植被的更新生长，抚育样地原有的优势种多为耐荫的朱砂根(Ardisia crenata Sims)、野蔷薇(Rosa multiflora Thunb)、地枇杷(Ficus tikoua Bur)、鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb.)、蕨类(Pteridophyta)等，抚育两年后较喜阳的盐肤木(Rhus chinensis Mill)、山苍子(Litsea cubeba(Lour.)Pers)、铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)、菝葜(Smilax china L.)等侵入其中。林下植被的更新生长提高了植物种类的丰富度、密度和盖度，高度的增加也使植被结构呈现明显的垂直分化，物种多样性指数随之升高。丰富的林下植被也使林地的固土持水能力得到增强，使森林能更好地发挥涵养水源和保持水土作用。

4 结论与讨论

对江西靖安进行的抚育试验表明，抚育促进了林木胸径的生长，胸径年生长量抚育样地比对照样地幼龄林多增加44.4%，中龄林多增加25.0%，近熟林多增加14.3%，其差异都达到显著水平;抚育对树高有一定的促进作用，树高年生长量抚育样地比对照样地幼龄林多增加10.0%，中龄林多增加5.9%，近熟林多增加6.7%，但其差异未达到显著水平;抚育促进了林木材积生长，单株年均材积生长量抚育样地比对照样地幼龄林多增加59.3%，中龄林多增加31.0%，近熟林多增加19.9%，其差异均达到显著水平，抚育促进林木生长的效果幼龄林＞中龄林＞近熟林，试验结论与已有的多数研究结论一致［11－12］。由此可见，对杉木林的抚育，应从幼龄开始，一般从林分郁闭后就可开始第一次抚育间伐，此时间伐能清除遗传品质不好的林木，增加保留木的营养空间，促进胸径的生长［13－15］。如果间伐时间太晚，杉木的生长高峰已过，抚育间伐的效果就大打折扣。

抚育能够改善杉木幼、中龄林的健康状况，抚育两年后林分的健康状况普遍可以提高一个等级，而对照样地一般维持原有等级甚至有所降低。杉木为速生树种，幼龄林和中龄林杉木正处于旺盛生长时期，杉木对光照的需求在幼中龄阶段随年龄的增长而增加，因此，如果不及时抚育，林分会变得高度郁闭，林分的自然整枝和分化加强，不仅影响林木的生长，而且降低抵御病虫害和火灾发生的能力。

抚育促进了杉木林下植被的生长，抚育两年后，林下灌木和草本的种数、盖度和高度的增加值抚育样地均大于对照样地。抚育降低了林分郁闭度，改善林内光照环境，促进了地被植物的生长，有利于形成乔、灌、草多层群落结构，这与毛志宏等［16］对落叶松人工林内草本植物多样性调查、王克勤等［17］对黄土高原刺槐林间伐改造研究、雷相东等［18］对落叶松云冷杉混交林抚育间伐的影响研究、马履一等［19－20］对油松的间伐研究等多数结论一致。抚育促进地被植物生长对于水土保持具有重要意义，许多学者的研究均表明，乔、灌、草兼备的复层林分结构，更有利于减少水土流失［21－22］。

杉木人工林抚育成效的显现是一个长期的过程，但由于杉木生长快，抚育后短期内就能观测到明显的效果，本研究的监测时间为两年，抚育的成效已经有较好的显现，对于抚育的长期成效，笔者将继续研究，以不断完善杉木抚育的技术体系。

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Analysis on Tending Effect of Chinese Fir Plantation at Different Ages—A Case Study of Jing'an County，Jiangxi Province

ZHONG Cheng1，WANG Ruihui1，FU Weinan1，ZHOU Yangchao1，ZHOU Yigang1，PENG Cong2，ZHU Xiuhua2
(1.Central South University of Forestry＆Technology，Changsha，Hunan 410004，China;2.Forestry Bureau，Jing'an County 330600，Jiangxi Province，China)

In this study，two types of thinning and control(non-tending)treatments were set up in 5 yearold(young)，12 year-old(middle-aged)，18 year-old(near-mature)Chinese Fir plantations respectively on tending before(2013)and after thinning(2015).The results showed that tending thinning promoted the growth of DBH and individual volume，and the average DBH increment was 44.4%，25.0%and 14.3% higher than that of CK，with tending the average individual volume increment was 59.3%，31.0%and 19.9%higher than that of the control，the difference was significant(P＜0.05);As for thinning on tree height growth，the promoting effect，compared with the difference，was not significant(P＞0.05);tending significantly improved the Chinese Fir young and middle aged forest health status and health level of tending plot generally higher than the control one;tending improved the forest species abundance，vegetation height and coverage and the vertical structure of vegetation plots significantly;Overall，the effects of thinning on the growth of young Chinese Fir forest，plant growth and forest health were better than those of the middle aged forest and near mature forest.The results provided reference basis for the scientific tending of Chinese Fir plantation.

forest tending，Chinese Fir forests，effectiveness analysis

S757

A

1002－6622(2017)01－0043－07

10．13466/j．cnki．lyzygl．2017．01．009

2016－10－27;

2016－12－27

国家林业局“森林抚育成效监测国家级样地及监测体系建设项目”(2016－28－11);中南林业科技大学研究生科技创新基金项目(CX2017B24)

钟呈(1993－)，女，贵州贵阳人，在读硕士，主要从事森林培育方面的研究工作。Email:1207598999@qq.com

王瑞辉(1962－)，男，湖南湘乡人，教授，博导。Email:wang626389@163.com