溫 晶，張秋良，韓勝利，邊玉明，李嘉悅

興安落葉松是我國寒溫帶地帶性植被，是大興安嶺森林優(yōu)勢種和建群種，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、保護物種多樣性和森林可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用和地位［1］。經(jīng)過20世紀八九十年代采伐利用，更新的林分大多處于中幼齡林階段，隨著林木個體的增大，密度越來越大，導致林木競爭現(xiàn)象，競爭的結果表現(xiàn)明顯的分化和自然稀疏現(xiàn)象［2］。在這種情況下，林木的生態(tài)效益以及各種生態(tài)功能受到了限制，森林質量下降，林木更新困難，森林結構與功能發(fā)生變化，形成了大面積的天然次生林，次生林的密度大，林分過度郁閉以后，完全依賴林木的自然稀疏，林木生長速度緩慢，林分結構不合理、功能低下，嚴重影響了林分的生長［3］。為了恢復到森林的頂級群落，以發(fā)揮其最大效益，優(yōu)化林分結構、功能已成為亟待解決的問題。

撫育間伐是針對幼中齡林為了使保留木正常生長提供充足的營養(yǎng)空間的一種科學的經(jīng)營方式［4］。通過對興安落葉松進行不同強度的撫育間伐找出適合興安落葉松林生長最佳的合理空間，進一步提高林分的生產(chǎn)力，使林木在生長周期內(nèi)能充分地利用光、熱、水、土等自然條件［5］。已有研究表明，合理采伐強度可以提高林木的生產(chǎn)力、改善土壤的理化性及其微生物的變化，并且對森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、結構的調整與功能的發(fā)揮以及保護生物多樣性等方面產(chǎn)生重大的影響作用［6-9］。不同間伐強度對單株林木和林分生長量的影響研究很多［10-16］，但多數(shù)研究的是不同地區(qū)或不同林型的樹種［17-24］，以至于森林經(jīng)營的效果也不盡相同，極少研究適合本地特有的樹種興安落葉松經(jīng)營模式［25-26］。本研究探求興安落葉松林木生產(chǎn)力的最佳的采伐強度，為以后的科學經(jīng)營森林提供理論和技術支撐。

1 研究區(qū)概況

試驗地為內(nèi)蒙古大興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外觀測研究站示范樣地，位于內(nèi)蒙古大興安嶺北部根河林業(yè)局潮查林場境內(nèi)，119°36'－125°19'E，47°3'－52°20'N。屬寒溫帶大陸性季風氣候，冬季嚴寒而漫長、夏季短促而濕熱，晝夜溫差較大，年平均氣溫－2.8℃，最低溫度－52.3℃，無霜期 90～100 d，年降水量500～600 mm，年日照時數(shù)約2 630 h，海拔800～1 100 m。大興安嶺為多年凍土帶，內(nèi)蒙古大興安嶺森林土壤主要以棕色針葉林土為主。以興安落葉松(Larix gmelinii)為建群種，伴生樹種主要為白樺(Betula platyphylla)和山楊(Populus davidiana)，林下植被主要有杜香(Ledum palustre)、杜鵑(Rhododendron dauricum)、紅花鹿蹄草(Pyrola incarnata)、越橘(Vaccinium vitis-idaea)、小葉樟(Deyeuxia angustifolia)。

2 研究方法

2.1 樣地設置與調查

樣地選取林齡相近、立地條件基本一致，以興安落葉松中齡林為對象，按株數(shù)密度進行間伐。設置4個間伐強度為10%、20%、30%、40%和1個對照水平處理的樣地，初次調查和間伐時間為2012年，間伐后再次對標準地進行每木檢尺，5 a后(2017年)進行復查，測定胸徑和樹高等因子，樣地基本情況見表1。

2.2 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。

表1 樣地基本情況Table 1 Basic situations of sample plots

3 結果與分析

3.1 不同撫育間伐強度對胸徑的影響

不同撫育間伐強度對興安落葉松林的生長影響首先表現(xiàn)在胸徑上，隨著撫育間伐強度的增加胸徑生長隨之加大，興安落葉松不同間伐強度胸徑生長變化情況見表2，可以看出，間伐5 a后，不同撫育間伐強度對胸徑生長都產(chǎn)生了顯著的變化，即間伐明顯地促進了林分平均胸徑的增長，林木平均胸徑隨著樣地株數(shù)的減少而增大，并且隨著不同撫育間伐強度的加大，林分的胸徑平均生長量也增大。5 a間，間伐強度為10%的林木平均胸徑增長量為0.63 cm，比對照增長31.25%。間伐強度為20%的林木平均胸徑增長量為0.82 cm，比對照增長70.83%。間伐強度為30%的林木平均胸徑增長量為0.96 cm，比對照增長100.00%。間伐強度為40%的林木平均胸徑增長量是 1.11 cm，比對照增長131.25%，對照樣地的林木平均胸徑增長量是0.48 cm。采取撫育間伐措施生長量增加的順序為:間伐強度40%＞30%＞20%＞10%＞對照。以上結論可以看出，撫育間伐調整了林分密度株數(shù)，間伐強度越大，提高了對光的有效利用，因此，從培育大徑材的角度來看，間伐強度越大，效果越理想。

3.2 不同撫育間伐強度對樹高的影響

不同撫育間伐強度對樹高生長的影響見表3，可以看出，5 a間樹高增長量分別為:采伐強度為10%的樣地樹高增長 0.78 m，比對照樣地增長1.30%，采伐強度為20%的樣地樹高增長0.79 m，比對照樣地增長2.60%。采伐強度為30%的樣地樹高增長0.97 m，比對照樣地增長25.97%。采伐強度為40%的樣地樹高增長1.02 m，比對照樣地增長32.47%。對照樣地樹高增長為0.77 m，明顯看出樣地林分平均樹高隨著撫育間伐強度的增加都有所增加，高強度的間伐(40%)樣地林木平均樹高的生長最大，但4個間伐強度的樣地林木平均樹高生長量的差異不是很大。

3.3 不同撫育間伐強度對林分單位面積蓄積生長量的影響

從表4可以看出，不同間伐強度對林木蓄積量的變化存在明顯影響。撫育間伐能明顯促進林分蓄積量的生長，增長最顯著的是中度間伐(30%)，對照樣地的蓄積生長量為 21.41 m3·hm－2，間伐強度10%的蓄積生長量為 22.08 m3·hm－2，間伐強度20%的蓄積生長量為 23.00 m3·hm－2，間伐強度30%的蓄積生長量為 24.57 m3·hm－2，間伐強度40%的蓄積生長量為 21.88 m3·hm－2，間伐強度為10%、20%、30%、40%的林分蓄積的生長量比對照樣地的林分蓄積量分別大 3.13%、7.43%、14.76%、2.20%。間伐密度太低，林內(nèi)通風、透光差，對光、肥、水等自然條件的利用不充分，林木的生長受抑，從而限制了林木生產(chǎn)力的發(fā)揮。因此，只有選擇合適的撫育間伐強度，才能對森林生產(chǎn)力有一定的提高。林分蓄積量取決于單株蓄積和單位面積株數(shù)，本研究可能因為間伐強度太大保留木株數(shù)少的原因，使林分蓄積低于中度(強度為20%和30%)和弱度(10%)間伐樣地，說明雖然單株蓄積增長較快，但仍不能彌補株數(shù)減少造成的單位面積蓄積量損失。

表2 不同間伐強度胸徑生長變化Table 2 DBH growth changes in different thinning intensities cm

表3 不同間伐強度樹高生長變化Table 3 The tree height growth changes in different thinning intensities m

3.4 不同撫育間伐強度對林分立木株數(shù)的影響

林木之間為了爭奪充足的營養(yǎng)空間和光照，使得劣勢木出現(xiàn)逐漸枯死的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為林木的自然稀疏。一般情況下林分密度越大，林內(nèi)樹木的枯死率就越高。從表5看出，間伐5 a內(nèi)各撫育間伐強度的枯死率分別為 3.77%、2.63%、1.86%和1.75%，而對照樣地高達16.8%。我們認為間伐強度的增大，保留木株數(shù)隨之降低，調整了林木的空間格局，減弱了林木對營養(yǎng)空間和光照的競爭，使自然稀疏現(xiàn)象減少，林木的枯死率明顯降低。

4 結論與討論

不同撫育措施和間伐強度會對樹木生長產(chǎn)生不同影響，本研究初步探討不同撫育間伐強度對興安落葉松生長的影響表明，撫育間伐強度對興安落葉松林木胸徑和樹高的生長量有著明顯的促進作用，40%的間伐強度對提高林分胸徑和樹高生長量最顯著，胸徑隨著間伐強度的增大而明顯增大，而樹高生長隨著間伐強度增大而增大的幅度不明顯;間伐強度為30%對單位面積蓄積量生長量最為顯著，其次為20%、10%。40%對促進單位面積蓄積增長影響最小;此外，隨著撫育間伐強度的增加，林木的枯死率逐漸降低，反映出大興安嶺林區(qū)興安落葉松天然次生林林分密度過大，10%～20%的間伐強度已明顯不能全面促進興安落葉松的生長，在今后的研究中可以考慮以30%～40%的間伐強度作為改善大興安嶺林區(qū)興安落葉松天然次生林林分間伐的參考指標。

表4 不同間伐強度蓄積量生長變化Table 4 The volume growth in different thinning intensities m3·hm－2

表5 林分立木株數(shù)變化情況Table 5 The forest stand number changes 株

撫育間伐效應是一個長期的動態(tài)過程，應該對間伐后的林分作定期的調查研究，根據(jù)林分在不同間伐強度的變化，確定出林分撫育間伐的合理強度和間隔期。間伐后保留木的生長空間得到解放，林木擁有更大的空間生長，獲得光照、養(yǎng)分、水分等增多，林分生長更好。因此，要想促進林分高效、穩(wěn)定的生長，必須確定出比較合理的最佳間伐強度，逐漸改善林分生長和營養(yǎng)空間，以不斷提高林分生物生產(chǎn)力。本研究是針對我國大興安嶺林區(qū)興安落葉松林普遍存在的林分密度過大，樹齡、直徑結構不合理、林木死亡率較高、林分質量下降等問題從林分生長的角度進行初步研究分析，試驗結果顯示了4個間伐強度對林分的樹高和蓄積量變化差異并不明顯，可能由于間伐強度的間隔設計不足，在今后的研究中可考慮進一步調整間伐強度。此外，由于考慮到該區(qū)域立地條件差，間伐強度過大可能嚴重影響林分穩(wěn)定性，因此本研究并沒有采用40%以上的強度間伐。興安落葉松是大興安嶺林區(qū)優(yōu)勢種和建群種，對我國北方生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、保護物種多樣性、保護生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著不可替代的作用，本研究對該地區(qū)興安落葉松林經(jīng)營管理具有一定的科學指導意義，也為以后相關研究提供一定的理論基礎。