郭文福， 蔡道雄， 賈宏炎， 郝 建， 劉志龍

(中國林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心， 廣西 憑祥 532600)

紅椎目標(biāo)樹選擇技術(shù)規(guī)程的研制

郭文福， 蔡道雄， 賈宏炎， 郝 建， 劉志龍

(中國林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心， 廣西 憑祥 532600)

介紹了采取近自然林經(jīng)營理論及其技術(shù)方法研制，旨在高效培育大徑級珍貴用材的紅椎目標(biāo)樹選擇技術(shù)規(guī)程，包括規(guī)程制定目的意義、研制原則和規(guī)程的主要技術(shù)參數(shù)及內(nèi)容，簡要評價(jià)了這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益，提出了貫徹該標(biāo)準(zhǔn)的措施和建議。

紅椎； 目標(biāo)樹； 近自然林經(jīng)營； 規(guī)程

1 規(guī)程的提出

近十余年來，中國林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心通過參加實(shí)施“十一五”至“十二五”國家科技支撐項(xiàng)目有關(guān)專題、中德國際合作有關(guān)課題的研究，引進(jìn)了德國近自然森林經(jīng)營理念及其作業(yè)技術(shù)體系[4-7]，進(jìn)行了紅椎近自然林經(jīng)營技術(shù)研究與推廣。特別是近自然林目標(biāo)樹作業(yè)技術(shù)體系的研究應(yīng)用取得重要成果。研究表明，在林分中選擇出具有較高培育前途的優(yōu)勢木，以單株優(yōu)勢林木為經(jīng)營對象，進(jìn)行“優(yōu)樹優(yōu)育”的目標(biāo)樹經(jīng)營，是培育大徑級珍貴用材的重要技術(shù)途徑，對提高生產(chǎn)效率和減少成本，充分發(fā)揮該樹種商品材的速生豐產(chǎn)性能及森林多種效益，具有十分重要的意義[3]。2015年4月，國家林業(yè)局批準(zhǔn)下達(dá)了2015年林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃，正式將“紅椎目標(biāo)樹選擇技術(shù)規(guī)程”(下簡稱“規(guī)程”)的制定列入了計(jì)劃。筆者為主要起草人，以下重點(diǎn)介紹該規(guī)程主要技術(shù)參數(shù)的研制結(jié)果及依據(jù)，并提出相關(guān)建議。

2 規(guī)程研制的原則依據(jù)與內(nèi)容

2.1研制原則

遵循科學(xué)性、先進(jìn)性、合理性和適用性的原則，力求做到科學(xué)規(guī)范、指標(biāo)準(zhǔn)確、可操作性強(qiáng)，既與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接軌，又符合我國林業(yè)經(jīng)營國情，對推動紅椎近自然林經(jīng)營技術(shù)的廣泛應(yīng)用有積極作用。

2.2研制依據(jù)

該規(guī)程研制的依據(jù)，主要來自承擔(dān)單位參加有關(guān)科研項(xiàng)目，包括“十一五”至“十二五”期間的國家科技支撐項(xiàng)目專題“熱帶南亞熱帶近自然林營建技術(shù)研究”和國家科技支撐項(xiàng)目專題“西南大徑級珍貴樹種定向培育和多目標(biāo)經(jīng)營技術(shù)與模式”、中德國際合作課題等有關(guān)目標(biāo)樹作業(yè)法技術(shù)研究、中國林科院所基金課題“紅椎大徑材近自然林培育技術(shù)研究與示范”等項(xiàng)目的研究成果，同時(shí)參考近年來紅椎林培育經(jīng)營技術(shù)研究的論文、成果和專利等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，以及其它樹種人工林撫育經(jīng)營的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3研制內(nèi)容

規(guī)程規(guī)定了適宜采用目標(biāo)樹作業(yè)法的適宜林分條件、徑級培育目標(biāo)、目標(biāo)樹株數(shù)密度、目標(biāo)樹特征指標(biāo)描述、目標(biāo)樹選擇起始期、目標(biāo)樹野外選擇與標(biāo)記等內(nèi)容和技術(shù)要求。

3 主要技術(shù)參數(shù)

3.1適宜林分

當(dāng)控制孔與壓裂孔應(yīng)力集中帶沒有連接或重疊，即控制孔與壓裂孔應(yīng)力集中帶之間存在一段原始應(yīng)力區(qū)時(shí)，控制孔不能及時(shí)發(fā)揮導(dǎo)向作用。隨著壓裂進(jìn)行，壓裂孔卸壓范圍逐漸增加，控制孔與壓裂孔應(yīng)力集中帶必定連接，此時(shí)控制孔導(dǎo)向作用開始顯現(xiàn)。因此，控制孔卸壓范圍大小對實(shí)現(xiàn)裂隙定向擴(kuò)展至關(guān)重要。地應(yīng)力又是決定鉆孔應(yīng)力集中帶的重要因素，通常地應(yīng)力越大，鉆孔卸壓范圍越大，其次還與鉆孔長度、孔徑、排間距、煤體強(qiáng)度等因素有關(guān)[11-12]。因此，地應(yīng)力是該技術(shù)在應(yīng)用中需要考慮的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。同時(shí)，探索如何提高控制孔導(dǎo)向作用對提高定向壓裂效果至關(guān)重要。

紅椎是我國南亞熱帶常綠闊葉林頂極群落的主要建群優(yōu)勢種，其中心分布區(qū)位于我國南亞熱帶地區(qū)，大部分位于北回歸線以南的地區(qū)[8-10]。紅椎天然林和人工林的生長表現(xiàn)均為早期速生，且旺盛生長期長，成熟的林分中有大徑級和超大徑級的林木單株，適合培育大徑材。許多林學(xué)和生態(tài)學(xué)特性表明，紅椎采取近自然林經(jīng)營，可實(shí)現(xiàn)低成本、高效益的目標(biāo)[3]。紅椎又是對林地水肥條件和林分小氣候環(huán)境高度敏感的樹種，培育優(yōu)質(zhì)大徑材須具備較好的立地條件和優(yōu)良的林分結(jié)構(gòu)[11-12]。因此，規(guī)程規(guī)定適用林分為立地指數(shù)16以上，林分郁閉度在0.80以上，林分胸徑和樹高平均連年生長量分別大于1.1 cm和1.2 m，優(yōu)良木達(dá)120株/hm2以上的紅椎純林或混交林。

3.2目標(biāo)胸徑

目標(biāo)胸徑的確定是目標(biāo)樹單株作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，是近自然林經(jīng)營人工林中采伐目標(biāo)樹的最小胸徑要求。目標(biāo)胸徑的大小與樹種生物學(xué)特征、木材加工利用的工藝成熟程度、木材市場及經(jīng)營單位的經(jīng)營水平能力密切相關(guān)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對已有文獻(xiàn)[9，11-12]、項(xiàng)目組進(jìn)行的技術(shù)驗(yàn)證、大徑級解析木數(shù)據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)營條件及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平綜合確定紅椎的目標(biāo)胸徑。調(diào)查表明，48 a生紅椎天然林優(yōu)勢木平均胸徑達(dá)58 cm，即年均生長量達(dá)1.2 cm；30 a生人工林優(yōu)勢木年均胸徑生長量達(dá)1.5 cm。研究表明，無論是近30 a生的人工林，還是近50 a生的天然林，林分單株優(yōu)勢木年均材積生長量和連年生長量仍然處于高速上升狀態(tài)，遠(yuǎn)未達(dá)成熟齡[9，12]，說明紅椎為長壽、速生期長、單株材積生長量大的優(yōu)良用材樹種。 從木材加工工藝特點(diǎn)來看，紅椎幼齡材易發(fā)生端裂[2]，而胸徑40 cm以上成熟齡木材則材性穩(wěn)定。因此，根據(jù)優(yōu)質(zhì)立地林木生長潛力及木材工藝情況綜合分析，規(guī)程確定了紅椎目標(biāo)樹的目標(biāo)胸徑為60 cm以上。如果在紅椎非最佳區(qū)域的人工林，以及照顧到不同經(jīng)營單位經(jīng)營水平和經(jīng)濟(jì)條件與能力，目標(biāo)胸徑也可適當(dāng)減小，這樣可適當(dāng)縮短目標(biāo)樹收獲年齡，但其經(jīng)濟(jì)收益及森林的多種效益有所降低。

3.3目標(biāo)樹株數(shù)

目標(biāo)樹主要經(jīng)營措施是：圍繞目標(biāo)樹創(chuàng)造最佳的生長環(huán)境，包括光照、水肥營養(yǎng)條件等。以目標(biāo)樹直徑生長達(dá)到最大化的林分撫育，其主要技術(shù)則為選擇并伐除干擾樹。因此，確定目標(biāo)樹株數(shù)密度時(shí)，首先預(yù)測目標(biāo)樹達(dá)到目標(biāo)徑級時(shí)的冠幅面積，并以冠幅估算目標(biāo)樹間的平均距離，以此估算每公頃的目標(biāo)樹保留株數(shù)。據(jù)研究，紅椎優(yōu)勢木胸徑與其冠幅存在直線關(guān)系規(guī)律[15]，以冠幅直徑(假設(shè)林木樹冠投影為圓形)作為目標(biāo)樹之間的平均距離，估算得出目標(biāo)樹間的平均距離約為其胸徑的20～25倍。如目標(biāo)樹胸徑確定為60 cm時(shí)，目標(biāo)樹冠幅按20倍胸徑計(jì)算，目標(biāo)樹間的平均距離為12.0 m，若簡單按林分目標(biāo)樹冠覆蓋度為1.0算，則目標(biāo)樹約為70株/hm2。考慮到林分生長過程中存在病蟲、風(fēng)災(zāi)等不穩(wěn)定因素及目標(biāo)樹選擇主觀判斷的人為誤差，為安全起見，選擇目標(biāo)樹株數(shù)還需設(shè)置一定的保險(xiǎn)系數(shù)，該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的預(yù)選系數(shù)為理論值的1.3～1.7倍，規(guī)程確定混交林為90株/hm2，純林120株/hm2。

3.4目標(biāo)樹選擇開始期

目標(biāo)樹選擇依據(jù)由紅椎的樹種生物-生態(tài)學(xué)特點(diǎn)、林學(xué)特性及生產(chǎn)經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)因素來綜合決定。紅椎遺傳多樣性較高[1，14]，實(shí)生起源的人工林樹木個(gè)體間遺傳變異較大，加之山地土壤異質(zhì)性較高，林地水肥分布極不均勻，林木的坡位生長差異效應(yīng)明顯。據(jù)調(diào)查，紅椎樹高峰生長期約為造林后8 a～10 a，此時(shí)樹木個(gè)體生長開始出現(xiàn)競爭，樹高和胸徑生長產(chǎn)生較大分化；造林后11 a～15 a，樹高生長分化趨向穩(wěn)定，優(yōu)勢木平均高約為13 m～15 m，胸徑生長分化進(jìn)一步加劇，自然整枝也較為劇烈，郁閉林分的優(yōu)勢木自然整枝高度可達(dá)6～10 m，此時(shí)開始目標(biāo)樹選擇，并砍除干擾樹，可充分發(fā)揮目標(biāo)樹的生長優(yōu)勢和潛力，并且可節(jié)約林木修枝的生產(chǎn)成本。因此，規(guī)程確定紅椎造林后的11 a～15 a為目標(biāo)樹選擇的合適年齡。

3.5目標(biāo)樹判別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國內(nèi)外近自然林經(jīng)營有關(guān)文獻(xiàn)資料[15-19]及本項(xiàng)目組的課題研究，認(rèn)為目標(biāo)樹的判斷可從林分中樹木的生長情況及林木健康狀況、林木用材特性等幾方面來判斷。符合標(biāo)準(zhǔn)中四方面條件的林木為生活力強(qiáng)的高大優(yōu)勢木，干形圓滿，健康狀態(tài)好，有培育大徑級材的生長潛力和長壽的基礎(chǔ)。針對目標(biāo)樹選樹標(biāo)準(zhǔn)制定及野外判斷識別方法，項(xiàng)目組在野外現(xiàn)場經(jīng)過多次反復(fù)觀摩，以及制定草案后進(jìn)行現(xiàn)場識別技術(shù)研討和技術(shù)培訓(xùn)，草案編制材料是以現(xiàn)場觀察結(jié)果及結(jié)合其他樹種的研究成果而完成的，具有較好的可操作性。

4 預(yù)期效益

目標(biāo)樹單株選擇技術(shù)是近自然林經(jīng)營理論技術(shù)具體在紅椎大徑級材培育經(jīng)營上的核心技術(shù)，能否熟練掌握目標(biāo)樹野外識別、準(zhǔn)確高效的目標(biāo)樹株數(shù)定量選擇是推廣近自然林經(jīng)營技術(shù)的先決條件，并直接影響近自然林經(jīng)營目標(biāo)。

(1)采用“半畝小樣圓目標(biāo)樹現(xiàn)場選木方法”可大大節(jié)約選擇目標(biāo)樹的作業(yè)成本。據(jù)驗(yàn)證，半畝小樣圓法比一般常用的方形樣地法，選擇目標(biāo)樹的工效提高1倍以上。達(dá)到每人每天120株，約合作業(yè)面積1.3 hm2。

(2)該規(guī)程采取基于近自然林理論下的單株目標(biāo)樹經(jīng)營技術(shù)進(jìn)行高質(zhì)量大徑級材培育，可大大節(jié)約林分撫育間伐的作業(yè)成本，與普通森林撫育間伐相比，單株木撫育(包括第一次單株目標(biāo)樹選擇與修枝、歷次干擾選擇與伐除)每次的撫育成本可降低40%以上。

(3)按單株目標(biāo)樹經(jīng)營培育方式，預(yù)計(jì)胸徑年均生長量可提高30%以上，林分大徑級材產(chǎn)量比傳統(tǒng)撫育間伐林分有較大提高，同時(shí)可縮短大徑級材的培育年限，相應(yīng)地提高木材的經(jīng)濟(jì)收益。

(4)按目標(biāo)樹單株經(jīng)營方式培育大徑級材，因人為干擾比傳統(tǒng)間伐撫育林分小，較有利于森林生物多樣性的促進(jìn)與保護(hù)，人工林分的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步加強(qiáng)，森林可持續(xù)經(jīng)營能力得到逐步提高。

5 措施和建議

作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，不能采用強(qiáng)制手段，但可作為紅椎及相似鄉(xiāng)土珍貴用材樹種大徑級材培育經(jīng)營管理的標(biāo)準(zhǔn)，為適應(yīng)珍貴用材生產(chǎn)及質(zhì)量確定的依據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)宣傳和獲取的難度也關(guān)系到該標(biāo)準(zhǔn)的貫徹程度。要通過多種宣傳方式，如通過出版物、影視廣播、示范基地、科技下鄉(xiāng)和網(wǎng)絡(luò)方式宣傳標(biāo)準(zhǔn)，讓科研院所、高校、生產(chǎn)單位和企事業(yè)單位的相關(guān)人員了解該標(biāo)準(zhǔn)制定的相關(guān)內(nèi)容。

舉辦標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)培訓(xùn)班、培訓(xùn)林農(nóng)和技術(shù)人員，印發(fā)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的宣傳與貫徹，提高林農(nóng)對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識和了解，促進(jìn)紅椎等珍貴用材林大徑級材培育經(jīng)營的標(biāo)準(zhǔn)化。也可以通過紅椎目標(biāo)樹選擇規(guī)程的宣傳與推廣，借鑒應(yīng)用于其他類似的鄉(xiāng)土珍貴用材樹種大徑級材的培育，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)較高的影響力。

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DevelopmentoftechnicalregulationoftargettreeselectiononCastanopsishystrix

GUO Wenfu， CAI Daoxiong， JIA Hongyan， HAO Jian， LIU Zhilong

(Experimental Center of Tropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Pingxiang 532600， China)

Based on the theory and technical regimesof closed-to-nature forest management，this paperintroduced the development of technical regulation of target tree selection onCastanopsishystrix，mainly for its significance，principles and the main technical parameters and contents，all of which are those technicalmeasurements for growing of high valuable woods with diameter.Alsothe economic benefit expected when the regulation to be used was briefly evaluated.At last，the measures and suggestions are put forward for its practical use.

Castanopsishystrix； target tree； closed-to-nature management； technical regulation

2015-11-18

中國林科院基金項(xiàng)目“紅椎大徑材近自然林培育技術(shù)研究與示范”(CAFYBB2014MB006)；“十二五”國家科技支撐項(xiàng)目專題(2012BAD22B0105)。

郭文福(1962-)男，廣西北流人，教授級高工，主要從事森林培育研究與技術(shù)推廣工作。

S 792.17

A

1003-5710(2016)01-0134-04

10.3969/j.issn.1003-5710.2016.01.000

(文字編校：龔玉子)