王曉琴，吳雪仙，劉 明

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

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柳杉人工林近自然改造生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

王曉琴，吳雪仙，劉 明

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

通過對(duì)比崇州林場(chǎng)人工柳杉林2005年近自然改造前后的生長(zhǎng)情況，表明近自然化改造對(duì)促進(jìn)單株立木生長(zhǎng)和單位面積蓄積增加均有促進(jìn)作用，而且促進(jìn)了下層林木的生長(zhǎng)，提高了林分的物種多樣性，說明近自然改造是人工林經(jīng)營(yíng)中兼顧生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的可行途徑之一。

生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益；合理密度；森林經(jīng)營(yíng)

作為重要的森林經(jīng)營(yíng)理論之一，近自然森林經(jīng)營(yíng)理論已用于人工柳杉純林的“近自然”改造，以改變過去單一的純林狀態(tài)，促進(jìn)林分發(fā)揮最佳的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益(陸元昌，2006；陸元昌等，2009；郝云慶等，2006；劉標(biāo)等，2011；郝建峰等，2015)。合理的經(jīng)營(yíng)密度，仍然是提高柳杉林分質(zhì)量重要途徑。本文通過比較人工柳杉純林2005年“近自然”化改造前后的結(jié)果，分析近自然經(jīng)營(yíng)在提高森林生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益方面的重要作用，為人工純林的經(jīng)營(yíng)提供有益借鑒。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)崇州林場(chǎng)干溝工區(qū)北緯30°48′～30°50′、東經(jīng)103°24′～103°26′，海拔900 m～2220m，經(jīng)營(yíng)面積2 038.2 hm2，其中有林地723.5 hm2，疏林地20.5 hm2，灌木林地1 160.7 hm2，未成林造林地99.3 hm2，無(wú)林地34.2 hm2。試驗(yàn)林為1975年?duì)I造的人工柳杉林，林分的平均胸徑22.8 cm，平均樹高16.1 m，林分經(jīng)過數(shù)次間伐，疏密不均，林下間或有柳杉幼苗。林地海拔1 200 m～1 600 m，坡向西北，土壤為山地黃棕壤。林下主要植被有潤(rùn)楠、野核桃、懸鉤子、菝葜、蕨類、扁竹葉等。

2 試驗(yàn)方法

2.1 樣地布設(shè)與調(diào)查

在踏查的基礎(chǔ)上，選擇有代表性的地段設(shè)置50 m×50 m固定標(biāo)準(zhǔn)地(面積2 500 m2)4個(gè)，其中3個(gè)撫育間伐，1個(gè)對(duì)照。采用羅盤儀閉合導(dǎo)線測(cè)量方法圈定固定標(biāo)準(zhǔn)地，導(dǎo)線閉合差不大于1/200，在標(biāo)準(zhǔn)地四角設(shè)置12 cm×12 cm×80 cm的水泥標(biāo)樁，并在標(biāo)地外四周樹干上用“×”標(biāo)記以示界外樹，標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的樹木在1.3 m處用油漆標(biāo)注并編號(hào)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)胸徑≥5 cm的活立木逐株編號(hào)并用羅盤儀射點(diǎn)測(cè)量方法確定每株活立木的位置，每木調(diào)查測(cè)定胸徑、樹高、枝下高、冠幅。

根據(jù)羅盤儀射點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，在座標(biāo)紙上繪出各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地單株立木的位置，按照分布相對(duì)均勻的原則，參照每木調(diào)查結(jié)果，選擇長(zhǎng)勢(shì)健旺的上層立木作為用材目標(biāo)樹，標(biāo)記為“Z” ；鄰近“Z”周圍影響“Z”生長(zhǎng)的上層立木作為干擾樹，標(biāo)記為“B” ，是撫育間伐對(duì)象；現(xiàn)階段處于中層和下層的立木和闊葉樹種一律保留作為生態(tài)目標(biāo)樹，標(biāo)記為“S”。在標(biāo)準(zhǔn)地目標(biāo)樹標(biāo)記的基礎(chǔ)上，實(shí)施撫育間伐作業(yè)區(qū)全林目標(biāo)樹、干擾樹標(biāo)記工作，伐除枯立木、病蟲木和斷梢木。

2.2 主要林分因子的統(tǒng)計(jì)分析

標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查、標(biāo)記與第1次撫育間伐于2005年完成，2015年又進(jìn)行了第2次調(diào)查，并進(jìn)行了所有樣地的皆伐作業(yè)，通過對(duì)比這兩次的調(diào)查數(shù)據(jù)，分析近自然改造效果。本次的標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查是所有林分因子全林實(shí)測(cè)，故采用單株的林分因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。單株立木蓄積以《四川省林業(yè)調(diào)查常用數(shù)表(Ⅰ)》為準(zhǔn)，以相應(yīng)樹種的立木材積公式進(jìn)行計(jì)算。

杉木的材積計(jì)算公式

V=0.000058777042D1.9699831H0.8964157

(1)

柳杉的材積公式為

V=0.000056280669D1.82910409H1.05195643

(2)

3 結(jié)果與討論

3.1 單株生長(zhǎng)情況變化

從第一次的生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，雖然密度不同，各樣地平均胸徑、樹高、單位面積蓄積與對(duì)照相比，但 30年來(lái)單株年均材積生長(zhǎng)量差異不大(見表1)。從改造后第二次的生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，10年來(lái)單株年均材積生長(zhǎng)量比對(duì)照明顯增加(見表2)，這與沈作奎等(2004)的結(jié)論基本是一致的，提出的合理經(jīng)營(yíng)密度也與本試驗(yàn)結(jié)果接近。

表1 各樣地2005年生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)

樣地密度株(hm2)平均胸徑(cm)平均樹高(m)單株年均材積生長(zhǎng)量(m3·hm-2·a-1)單位面積蓄積(m3·hm-2)1號(hào)82024.3215.040.0139342.072號(hào)76824.3015.600.0139321.153號(hào)124022.2015.450.0113420.73對(duì)照127621.8616.680.0113431.57

對(duì)照樣地單件生長(zhǎng)情況，2005年前后的生長(zhǎng)變化不大，僅僅從0.0113 m3·hm-12·a-1增加為0.0116 m3·hm-12·a-1。這似乎表明，改造可以增加林木的生長(zhǎng)空間，提高林分生產(chǎn)力，如果不加以改造，林分仍將幾乎維持原來(lái)的增長(zhǎng)狀態(tài)。密度是林木直徑生長(zhǎng)的首要影響因素，但由于地理位置、氣候條件、初始密度的差異(朱慧等，2004；林寧等，2012；蔡小虎等，2006)，林木生長(zhǎng)也呈現(xiàn)出不同的情況。

表2 各樣地2015年生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)

樣地密度株(hm2)平均胸徑(cm)平均樹高(m)單株年均材積生長(zhǎng)量(m3·hm-2·a-1)單位面積蓄積(m3·hm-2)1號(hào)56833.2317.180.0173392.522號(hào)59232.8319.210.0210498.363號(hào)58033.5817.170.0187432.96對(duì)照141625.7816.410.0116659.15

3.2 單位面積材積情況對(duì)比

第一次采伐后保留的立木，假設(shè)依然保持原有的密度條件，根據(jù)對(duì)照樣地林木生長(zhǎng)情況來(lái)看，則其年均生長(zhǎng)量仍然與過去30 a的情況類似。由此可以推算出保留木的單位面積理論材積。實(shí)際上，采伐后各樣地的實(shí)際材積均比理論材積大幅度提高，提高比例為18.99%～48.72%，且大大高于對(duì)照。而對(duì)照樣地的實(shí)際生長(zhǎng)只比理論材積增加11.49%，與前面的假設(shè)是相符合的(表3)，因此可以說明，通過密度調(diào)整，促進(jìn)了林木生長(zhǎng)，提高了林分生產(chǎn)力。

表3 單位面積收獲材積合計(jì)與理論材積比較

樣地2005年材積(m3·hm-2)2015年材積(m3·hm-2)單位面積材積合計(jì)(m3·hm-2)單位面積理論材積(m3·hm-2)經(jīng)營(yíng)提高材積比例(%)1號(hào)108.47392.52500.99421.0518.992號(hào)101.98498.36600.34403.6648.723號(hào)222.64432.96655.60486.3334.81對(duì)照0659.15659.15591.2111.49

3.3 林分結(jié)構(gòu)變化

調(diào)整前后，柳杉的密度變化不大，其中殘留的杉木逐漸消亡，而保留的目標(biāo)樹和其它闊葉樹明顯增加(表4)。保留的柳杉由于生長(zhǎng)空間的釋放，加速了其冠幅的恢復(fù)，改造的3個(gè)樣地平均冠幅均遠(yuǎn)大于2005年時(shí)的冠幅，且均高于同期對(duì)照樣地?？梢哉J(rèn)為，光合面積大為增加，提高了生長(zhǎng)速率，殘留的杉木由于柳杉的生長(zhǎng)擠壓而逐漸淘汰，一些闊葉樹種如燈臺(tái)、八角楓、野核桃、野櫻桃，以及大量的灌草出現(xiàn)在樣地中，也間接印證了郝建峰等(2015)的研究結(jié)果，較低密度不僅可以維持林分的較好的生長(zhǎng)，而且增加了物種多樣性。因此，近自然化改造有利于提高林分生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。

表4 調(diào)整前后林分結(jié)構(gòu)變化

4 結(jié)論

(1)該地區(qū)30 a生的柳杉人工林林分密度維持在600株·hm-2左右時(shí)，不僅可維持較高的單株生長(zhǎng)量，也能維持較高的單位面積材積生長(zhǎng)量。

(2)林分密度降低后，增加了柳杉的生長(zhǎng)空間，冠幅生長(zhǎng)得到大幅度提高，促進(jìn)了柳杉生長(zhǎng)，下層林木、灌草的數(shù)量也大大增加。

(3)合理密度是近自然經(jīng)營(yíng)的首要因素，可進(jìn)一步研究提出各齡級(jí)經(jīng)營(yíng)密度并加以推廣應(yīng)用，維持林分的正常生長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)效益，兼顧物種多樣性和良好的生態(tài)效益。

[1] 劉仁東，鮮偉，張文，等.撫育間伐強(qiáng)度對(duì)柳杉人工林林分生長(zhǎng)的影響[J].四川林業(yè)科技，2015，36(5)：116～117.

[2] 林寧，秦武明，蔣林，等.桂東南地區(qū)柳杉人工林生長(zhǎng)規(guī)律研究[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，43(7)：1013～1016.

[3] 蔣林，廖承銳，陳麗芳，等.經(jīng)營(yíng)密度及混交對(duì)廣西柳杉林分生長(zhǎng)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，43(5)：662～665.

[4] 劉標(biāo)，江希鈿，黃烺增，等.柳杉人工林經(jīng)濟(jì)成熟的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，31(2)：106～109.

[5] 蔡小虎，李邁和，Paolo Cherubini，等.日本柳杉生長(zhǎng)對(duì)氣候的響應(yīng)[J].四川林業(yè)科技，2006，27(3)：1～4.

[6] 郝云慶，王金錫，王啟和，等.崇州林場(chǎng)柳杉人工林空間結(jié)構(gòu)研究[J].四川林業(yè)科技，2005，26(5):36～41.

[7] 沈作奎，魯勝平.日本柳杉合理經(jīng)營(yíng)密度的研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，22(4)：57～59.

[8] 朱慧，洪偉，吳承禎.閩東柳杉人工林經(jīng)營(yíng)密度與生長(zhǎng)關(guān)系的研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004，26(1)：51～55.

2017-03-31

天然林保護(hù)工程重點(diǎn)技術(shù)研究及試驗(yàn)示范資助項(xiàng)目(TBKJ2003-05)。

王曉琴(1978-)，女，四川廣安人，本科，助理工程師，從事林業(yè)科技與管理工作。

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.02.016

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-5508(2017)03-0075-02