胡振生，周建宇，萬(wàn)道印，張寶峰

(黑龍江省帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江伊春153106)

擇伐強(qiáng)度對(duì)闊葉紅松林恢復(fù)和發(fā)展的影響

胡振生，周建宇，萬(wàn)道印，張寶峰

(黑龍江省帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江伊春153106)

通過(guò)對(duì)闊葉紅松林擇伐后19a的調(diào)查，證明擇伐強(qiáng)度對(duì)闊葉紅松林的恢復(fù)和發(fā)展有著重大影響。在調(diào)查的9個(gè)小區(qū)中，6小區(qū)擇伐強(qiáng)度較小，伐后它的公頃保留量比其它8個(gè)小區(qū)平均每公頃多保留27.70m3，19a后，6小區(qū)的公頃生長(zhǎng)量比8個(gè)小區(qū)平均每公頃為生長(zhǎng)56.24m3，6小區(qū)比8小區(qū)每公頃多保留29.92m3蓄積，19a后，6小區(qū)凈增林木蓄積143.06m3/hm2，8小區(qū)僅凈增65.28m3/hm2，前者的凈增量是后者的2.2倍。用每公頃少采29.92m3蓄積，換來(lái)每公頃多生長(zhǎng)77.78m3蓄積，這是生態(tài)經(jīng)濟(jì)雙豐收。現(xiàn)在6小區(qū)已完全郁閉成林，公頃蓄積量已達(dá)本地區(qū)闊葉紅松林近熟林水平，8小區(qū)還處于闊葉紅松林中齡林初期。6小區(qū)林木多樣性指數(shù)，豐富度指數(shù)，均勻度指數(shù)均高于其它8個(gè)小區(qū)，重要值與其它8個(gè)小區(qū)近似，處于合理的區(qū)間，天然更新良好，說(shuō)明適宜控制擇伐強(qiáng)度，對(duì)闊葉紅松林的恢復(fù)和發(fā)展十分有利。

闊葉紅松林；擇伐作業(yè)；恢復(fù)和發(fā)展

闊葉紅松林是我國(guó)東北林區(qū)生產(chǎn)力最高，生態(tài)功能最強(qiáng)，生態(tài)適應(yīng)性最好的森林群落。解放后，由于諸多原因，闊葉紅松林受到極大的破壞，20世紀(jì)80年代以后，森林利用主要實(shí)行擇伐作業(yè)，這種作業(yè)方式怎樣，它的作業(yè)強(qiáng)度和質(zhì)量，對(duì)闊葉紅松林的恢復(fù)和發(fā)展有何影響？針對(duì)這一問(wèn)題，我們進(jìn)行了調(diào)查研究。我們?cè)诤邶埥X林業(yè)實(shí)驗(yàn)局對(duì)一塊1993年擇伐，后經(jīng)19a的自然恢復(fù)，現(xiàn)在對(duì)它的林分狀態(tài)，生長(zhǎng)量水平，生態(tài)功能進(jìn)行調(diào)查研究，以進(jìn)行適宜的森林撫育促進(jìn)林木生長(zhǎng)。

1 調(diào)查地的自然條件和林地現(xiàn)狀

調(diào)查地位于黑龍江省帶嶺林業(yè)實(shí)驗(yàn)局境內(nèi)，該局位于我國(guó)小興安嶺的東南端，46°50′8″～47°21′32″N，128°37′46″～129°17′50″E，年均氣溫1.4℃，月均最低氣溫-19.4℃，極端最低氣溫-40℃，月均最高氣溫20.9℃，極端最高氣溫37℃，年均降水量660mm。本氣候?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季溫暖而濕潤(rùn)，全年生長(zhǎng)期約110d，無(wú)霜期約100d，土壤主要是暗棕壤森林土。

調(diào)查地位于帶嶺林業(yè)實(shí)驗(yàn)局秀水林場(chǎng)西南溝溝口，東北坡向，坡度5°～8°，坡位山下腹，面積約20hm2。原林分是以紅松為主的闊葉紅松林，其闊葉樹(shù)主要有水曲柳，黃菠蘿，胡桃楸，榆樹(shù)，椴樹(shù)等珍貴樹(shù)種。1993年進(jìn)行擇伐作業(yè)，經(jīng)19a的自然恢復(fù)，現(xiàn)在形成明顯的兩林層，上層是擇伐時(shí)保留下來(lái)的林木，下層是擇伐后天然更新的喬灌木。林木分布不均，呈現(xiàn)明顯的小團(tuán)狀，密度較大的地段，已明顯壓抑下層林木的生長(zhǎng)。本次調(diào)查主要針對(duì)擇伐強(qiáng)度不同，保留木的徑級(jí)大小不同而形成的現(xiàn)有林的現(xiàn)狀和差異而展開(kāi)的。

2 研究方法

2.1 調(diào)查地的區(qū)劃

選擇具有代表性的森林地段，按方格形將調(diào)查地劃分為9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積500m2，每個(gè)小區(qū)間間隔4m隔離帶，外圍設(shè)有5m的保護(hù)帶。為了便于調(diào)查，小區(qū)邊界線均用不同顏色的油漆標(biāo)注。調(diào)查地點(diǎn)總面積約0.8hm2。

2.2 林木調(diào)查

主要調(diào)查項(xiàng)目有，林分上層木樹(shù)種組成，林分密度，樹(shù)高，胸徑和郁閉度。對(duì)部分間伐木測(cè)定胸徑外周19a胸徑生長(zhǎng)量。林木蓄積計(jì)算是查黑龍江省立木材積表，其平均值的計(jì)算均按測(cè)樹(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法。

2.3 喬木樹(shù)種多樣性指數(shù)和重要值測(cè)定

2.3.1 多樣性指數(shù)

采用shannon-wienner多樣性指數(shù)，公式為

式中：H′-多樣性指數(shù)，ni-第i種的個(gè)體數(shù)，N-所有種的個(gè)體數(shù)，Pi=ni/N

2.3.2 均勻度指數(shù)

采用Pielou均勻度指數(shù)，公式為

J′=H′/InS

式中：J′-均勻度指數(shù)，H′-實(shí)測(cè)多樣性指數(shù)，InS-最大多樣性指數(shù)，S-含有的所有樹(shù)種數(shù)。

2.3.3 豐富度指數(shù)

以林分含有的樹(shù)種種數(shù)S表示

2.4 重要值(N)，采用點(diǎn)-四分法測(cè)定，公式為

N=相對(duì)密度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度+相對(duì)頻度

2.5 天然更新幼樹(shù)調(diào)查

采用分小區(qū)逐株點(diǎn)數(shù)的方法，凡天然更新幼樹(shù)地徑達(dá)1～5cm，樹(shù)高0.5～3m，生長(zhǎng)健壯，成活穩(wěn)定的喬木、亞喬木樹(shù)種全部調(diào)查。

2.6 擇伐后蓄積生長(zhǎng)量的估算

利用試驗(yàn)地內(nèi)8個(gè)樹(shù)種(年齡在24～54a)65株間伐木，測(cè)定每株林木胸徑外周19a的胸徑生長(zhǎng)量，計(jì)算出每個(gè)樹(shù)種19a的平均胸徑生長(zhǎng)量。用2012年測(cè)定的每個(gè)小區(qū)各樹(shù)種實(shí)測(cè)胸徑減去對(duì)應(yīng)樹(shù)種近19a的平均胸徑，差值即為19a前每個(gè)樹(shù)種保留木的平均胸徑，以此胸徑值逐株計(jì)算單株材積，再計(jì)算出各小區(qū)保留蓄積，保留木平均胸徑，用現(xiàn)有林各小區(qū)蓄積量，減去19a前各小區(qū)保留木的蓄積量，即得擇伐后19a林木蓄積生長(zhǎng)量(見(jiàn)表1)。

3 結(jié)果與分析

3.1 擇伐現(xiàn)有林生長(zhǎng)量分析

表1 擇伐現(xiàn)有林各小區(qū)林分因子值及擇伐后保留木生長(zhǎng)量估算

3.1.1 從表1看出：6小區(qū)伐后保留林分密度最大(1500株/hm2)，保留木胸徑也較大(9.63cm)，19a來(lái)林木蓄積生長(zhǎng)量最高(143.06m3/hm2)；8小區(qū)保留木胸徑較大(9.58cm)，但保留的林分密度最小(700株/hm2)，19a來(lái)林木蓄積生長(zhǎng)量最低(65.28m3/hm2)；1小區(qū)保留的林分密度較大(1160m3/hm2)，但保留木胸徑最小(6.68cm)，19a來(lái)林木蓄積生長(zhǎng)量也很低(72.17m3/hm2)。其它6個(gè)小區(qū)，有的小區(qū)因受林分保留木密度小的限制，有的小區(qū)因受保留木胸徑小的限制，而影響了擇伐后林木蓄積生長(zhǎng)量的提高。說(shuō)明擇伐后保留的林分密度和林木胸徑是影響伐后林分恢復(fù)的主導(dǎo)因子。

3.1.2 6小區(qū)擇伐后保留木蓄積為56.10m3/hm2，8小區(qū)保留林木蓄積為26.18m3/hm2，6小區(qū)比8小區(qū)多保留29.92m3蓄積。擇伐19a后，6小區(qū)公頃蓄積量已達(dá)199.16m3，8小區(qū)僅為91.46m3，6小區(qū)凈增林木蓄積143.06m3/hm2，8小區(qū)凈增林木蓄積僅為65.28m3/hm2，前者凈增量是后者的2.2倍，6小區(qū)用每公頃少采伐29.92m3蓄積，換來(lái)每公頃多生長(zhǎng)77.78m3蓄積，林木生長(zhǎng)效益提高了1.6倍。6小區(qū)已完全郁閉成林，林木蓄積量已接近本地區(qū)近熟林水平，而8小區(qū)林分郁閉度僅為0.57，還有待天然更新的幼樹(shù)進(jìn)入主林層來(lái)補(bǔ)充，林木蓄積量只相當(dāng)于本地區(qū)中齡林初期水平?？闯?小區(qū)林分成熟期比其它小區(qū)最低提前10a，恢復(fù)進(jìn)度大大加快。為促進(jìn)林木生長(zhǎng)，6小區(qū)現(xiàn)在即可間伐部分中小徑材，而8小區(qū)最低還得等待10a以后才能進(jìn)行同樣的間伐。獲取經(jīng)濟(jì)效益期也要延后。其他7個(gè)小區(qū)與6小區(qū)相比，也有類(lèi)似于8小區(qū)不及6小區(qū)的情況，但不及的程度較輕一些。由此看出，擇伐不能僅顧當(dāng)前的小利，加大擇伐強(qiáng)度，損害長(zhǎng)期的根本大利；采取適宜的擇伐強(qiáng)度，不但可獲取較大的經(jīng)濟(jì)利益，而且可保持森林環(huán)境，實(shí)現(xiàn)森林永續(xù)經(jīng)營(yíng)，永續(xù)利用，對(duì)維持生態(tài)平衡也大有裨益。

3.1.3 擇伐強(qiáng)度的大小對(duì)采伐后森林的恢復(fù)影響很大，但也不能說(shuō)擇伐強(qiáng)度越小越好。擇伐強(qiáng)度到底多大為好，不同的林分，不同的立地條件，要求是不一樣的，也不可能完全相同。它既要考慮保護(hù)森林生態(tài)和穩(wěn)定的林木生長(zhǎng)量，不影響森林的恢復(fù)進(jìn)程，又必須考慮林企的生產(chǎn)效益，使長(zhǎng)期的效益與短期的利益結(jié)合起來(lái)。國(guó)家森林采伐更新規(guī)程要求，擇伐蓄積強(qiáng)度不能大于40%，對(duì)闊葉紅松林中胸徑小于30cm的紅松不得采伐等，是必須要遵守的，才能保證擇伐強(qiáng)度在比較合理的水平上。

3.2 現(xiàn)有林物種多樣性分析

物種多樣性主要測(cè)定了各小區(qū)上層木的多樣性指數(shù)，豐富度和均勻度，詳見(jiàn)表2。

表2 現(xiàn)有林各小區(qū)上層木物種多樣性指數(shù)

物種多樣性決定生態(tài)的穩(wěn)定性，豐富度和均勻度是對(duì)多樣性的補(bǔ)充和說(shuō)明，在豐富度越高，均勻度越大時(shí)，多樣性指數(shù)才具有更好的說(shuō)明和較高的價(jià)值。嚴(yán)格講，喬木層多樣性指數(shù)與林分密度全無(wú)必然的直接關(guān)系，不過(guò)從表1各小區(qū)林分密度的大小排序，與表2各小區(qū)多樣性指數(shù)，均勻度指數(shù)的大小排序看，雖然有一些差異，但排序的總的趨勢(shì)確是有些相似的。這一現(xiàn)象說(shuō)明擇伐強(qiáng)度越小，單位面積保留木株數(shù)就越多，增加樹(shù)種種類(lèi)的可能性就越大，各樹(shù)種組成比例趨于均衡配置的幾率就越高，因此也就有增大物種多樣性指數(shù)，均勻度指數(shù)的趨勢(shì)和必然的條件，也就有利于增加林分的穩(wěn)定性和生態(tài)功能作用的發(fā)揮。

3.3 樹(shù)種重要值分析

表3 現(xiàn)有林上層木各樹(shù)種的重要值

注：其它喬木含云杉、冷杉、色樹(shù)、柞樹(shù)等。

重要值是反映各樹(shù)種的相對(duì)密度，相對(duì)優(yōu)勢(shì)度，相對(duì)頻度的綜合性指標(biāo)。反映了各樹(shù)種在林分中的地位和重要程度，但不能說(shuō)某樹(shù)種的重要值越大越好，混交林在突出主要樹(shù)種外，其它伴生樹(shù)種也應(yīng)多樣化均衡配置為佳。從表3看出，各小區(qū)都是紅松占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并有5～7種伴生的闊葉樹(shù)，這種保留方式和紅松的保留數(shù)量，是比較合理的，為恢復(fù)和發(fā)展原生態(tài)的闊葉紅松林奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。但從表1的數(shù)據(jù)可知，這塊擇伐林地，在擇伐時(shí)保留的公頃密度和中徑級(jí)以上林木還是有很大欠缺的。所以我們認(rèn)為這塊林地能恢復(fù)闊葉紅松，但時(shí)間要長(zhǎng)一些，從現(xiàn)在起還需約10～20a，才能恢復(fù)原狀。

3.4 天然更新幼樹(shù)調(diào)查分析

表4 各小區(qū)天然更新的幼樹(shù)種類(lèi)和數(shù)量

天然更新幼樹(shù)種類(lèi)與現(xiàn)有林的樹(shù)種基本相同，有紅松、云杉、水曲柳、榆樹(shù)、椴樹(shù)、黃菠蘿、胡桃楸等。其中紅松占更新幼樹(shù)的12.1%，榆樹(shù)、水曲柳等幼樹(shù)已經(jīng)有3m多高，天然更新情況良好，特別是紅松天然更新已占更新幼樹(shù)10%以上，這是擇伐后恢復(fù)和發(fā)展闊葉紅松林必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表面看天然更新具有很大的偶然性，實(shí)際上天然更新與環(huán)境具有很強(qiáng)的內(nèi)在的必然性，即具有較好的種子發(fā)芽條件和幼苗生長(zhǎng)條件，天然更新必定較好。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，擇伐后保留林分密度較大的1，6、7、9小區(qū)，平均小區(qū)天然更新喬木幼樹(shù)31株，比9個(gè)小區(qū)平均更新的喬木幼樹(shù)25.4株高出22個(gè)百分點(diǎn)。若喬木、亞喬木合并，1、6、7、9小區(qū)，平均小區(qū)天然更新幼樹(shù)34.0株，比9個(gè)小區(qū)平均更新幼樹(shù)27.8株，高出22.3個(gè)百分點(diǎn)。這一現(xiàn)象說(shuō)明，在一定的擇伐強(qiáng)度范圍內(nèi)，擇伐強(qiáng)度越大，保留的林分郁閉度越小，林內(nèi)裸地面積越大，土壤濕度越小，雜草較旺盛，因而天然更新必定較差。相反，擇伐強(qiáng)度較小，天然更新條件有所改善，天然更新必定較好。所以適宜降低擇伐強(qiáng)度，對(duì)天然更新有利，也有利于擇伐后的林分恢復(fù)。

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2014-12-09

胡振生(1958-)，男，營(yíng)林高級(jí)工程師，主要從事林木育種及研究工作，E-mail:lyj1984@126.com。

S752.2

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.02.012