苗婷婷 ,張文斌 ,吳中能 *,劉俊龍 ,曹志華 ,孫慧
(1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院,合肥 230031;2.安徽省林業(yè)廳,合肥 230001)
2010年,國家林業(yè)局在安徽省試點開展中央財政森林撫育補貼項目,截至2017年已經(jīng)實施了8年,取得了顯著的成效。但森林撫育補貼項目僅限制在集體和個人公益林范圍內(nèi)開展,全省還有大量的商品林亟待撫育,卻未被納入森林撫育補貼對象范圍。因此,安徽省林業(yè)廳在2014年決定在集體和個人所有商品林中幼齡林開展森林撫育試點試驗,并委托安徽省林業(yè)科學(xué)研究院就一些代表性樹種與主要撫育方式等內(nèi)容進行定期監(jiān)測。經(jīng)調(diào)研,濕地松(Pinus elliottii)人工林樣地最終選定在潛山縣及滁州市南譙區(qū),圍繞其主要撫育方式進行了為期3年的跟蹤監(jiān)測。
我國自20世紀30年代開始引種濕地松,安徽屬引種較早的省份之一,20世紀80年代開始進行大規(guī)模推廣[1-2]。近些年安徽省通過實施一系列重點工程,例如退耕還林工程、世行貸款造林工程、千萬畝森林增長工程等,栽植了大片濕地松人工林。據(jù)2006年安徽省森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查成果報告,全省現(xiàn)有國外松林地面積98 991.7 hm2,其中中幼林面積占總面積的63.6%[3],而這些國外松林中大部分是濕地松林。有研究資料表明,濕地松前期生長迅速,中后期生長較為緩慢[4]。國內(nèi)對濕地松的良種壯苗、造林技術(shù)、幼林撫育等方面進行了一定研究[5-11],但在幼林郁閉后到中齡林期間,如何采取科學(xué)的撫育方式持續(xù)提高其生產(chǎn)力,是值得研究的主要問題。
本文依托安徽省森林撫育試點監(jiān)測項目,選擇濕地松中幼林,設(shè)置固定樣地,定期定點對樣地撫育情況進行跟蹤監(jiān)測,探討不同撫育方式對林分胸徑、樹高及蓄積量的影響,以期為安徽省內(nèi)濕地松中幼林的科學(xué)經(jīng)營提供參考。
割灌除草樣地位于潛山縣黃鋪鎮(zhèn)黃鋪村,地理位置為 116°31′39″~116°31′40″E、30°32′40″~30°32′42″N,海拔80 m左右,土壤類型為黃棕壤。主要造林樹種為濕地松,2006年造林,株行距為2 m×3 m,林分郁閉度0.4左右;主要灌木有金櫻子、木莓、芫花、黃荊條等,草本有五節(jié)芒、白茅等,灌木草本蓋度為91%。試驗區(qū)屬亞熱帶濕潤季風性氣候,四季分明,氣候溫和,雨量充沛,光照充足,適宜植物生長。年平均氣溫16.3℃,年降水量1 365.2 mm,無霜期241 d。
間伐樣地位于滁州市南譙區(qū)大柳鄉(xiāng)穆有山,地理位置為 118°4′37″E、32°27′7″N,海拔 120 m,坡向西南,坡度8°,土壤類型為黃棕壤,土層厚度為50 cm。主要造林樹種為濕地松,2004年造林,株行距為2 m×2 m,林分郁閉度0.75左右;主要灌木有小構(gòu)樹、野花椒、柘刺、蓬藟、君遷子、山莓等,草本有商陸、蕨、海金沙等,灌草蓋度為60%。試驗區(qū)屬北亞熱帶濕潤性季風氣候。平均氣溫15.2℃,極端最高氣溫41.2℃,極端最低氣溫-23.8℃,年平均降雨量1 041.6 mm,無霜期217 d。
撫育與對照各設(shè)置1~2塊樣地,面積20 m×30 m。要求撫育樣地與對照樣地的距離在30 m以上,海拔、坡向、土壤、植被等條件基本一致。試驗區(qū)于2014年開始實施撫育措施,調(diào)查時間為撫育后第1~3年的 11~12月份。
采用樣地調(diào)查法,將樣地內(nèi)達到起測胸徑≥5 cm的林木用油漆標號,進行每木驗尺,定期測量林木的胸徑、樹高、枝下高和冠幅等。依據(jù)V=0.25D2FH(D為胸徑,F(xiàn)為平均實驗形數(shù)、F松=0.39,H為樹高)求算單株材積,同時計算蓄積量[12]。
數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel 2013整理后,用DPS Duncan新復(fù)極差法進行雙因素統(tǒng)計分析。
2014—2016年連續(xù)3年定期對濕地松割灌除草樣地的胸徑、樹高、枝下高、冠幅等指標進行測定,并計算單株材積,詳見表1。
由表1可知,實施割灌除草措施的兩塊樣地,2016年底的平均胸徑為11.98 cm,平均樹高為7.66 m,平均單株材積為0.010 7 m3;而對照(未割灌除草)兩塊樣地平均胸徑為11.3 cm,平均樹高為5.97 m,平均單株材積0.008 8 m3。實施割灌除草措施樣地的胸徑年均生長量為1.37 cm,比對照高出19.7%,高年均生長量為1 m,比對照高出23.5%,單株材積年均生長量為0.002 6 m3,比對照高出30%。各項指標均好于對照,說明實施割灌除草措施對林分生長有一定促進作用。
2.1.1 割灌除草對濕地松中幼林胸徑、樹高、枝下高的影響
對濕地松割灌除草1、2號樣地采取不同措施在不同時期的胸徑、樹高及枝下高進行雙因素統(tǒng)計分析,結(jié)果見表2。
由表2可知,1號樣地的胸徑在不同措施水平達到極顯著差異(P=0.005 9<0.01),在不同生長時期也達到極顯著差異(P=0.000 1<0.01)。樹高在不同措施水平?jīng)]有顯著差異(P=0.077 9>0.05),在不同生長時期達到顯著差異(P=0.014 6<0.05)。枝下高在不同措施、不同時期都沒有顯著差異。
表1 割灌除草樣地監(jiān)測情況統(tǒng)計
2號樣地的胸徑在不同措施水平未達到顯著差異(P=0.940 5>0.05),在不同生長時期達到顯著差異(P=0.020 3<0.05)。樹高在不同措施水平未達到顯著差異(P=0.682 2>0.05),在不同生長時期達到顯著差異(P=0.041 1<0.05)。枝下高在不同措施水平達到顯著差異(P=0.049 4<0.05),在不同生長時期達到極顯著差異(P=0.009 8<0.01)。主要原因是2號樣地原設(shè)計為單獨修枝小班,但第2年又采取了砍灌除草的撫育措施,人為因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)不具可比性。
2.1.2 割灌除草對濕地松中幼林單株材積的影響
由表2可知,1號樣地的單株材積在不同措施水平達到顯著差異(P=0.031 1<0.05),在不同生長時期達到極顯著差異(P=0.001 6<0.01)。2號樣地的單株材積在不同措施水平未達到顯著差異(P=0.570 9>0.05),在不同生長時期達到顯著差異(P=0.022 7<0.05)。
2014年春按照作業(yè)設(shè)計要求對位于南譙區(qū)大柳鄉(xiāng)穆有山的間伐樣地進行了間伐,初始密度為167株/667m2,間伐強度為16.6%(原151株,間伐后126株);另一塊樣地不采取任何措施,作為對照,總株數(shù)為204株。連續(xù)3年進行了跟蹤監(jiān)測,數(shù)據(jù)記錄如表3。
表2 濕地松割灌除草樣地胸徑、樹高、枝下高、單株材積方差分析
由表3可知,采取間伐等技術(shù)措施樣地,2016年平均胸徑12.51 cm,比對照高出9.0%;平均樹高7.21 m,比對照高出8.6%;平均單株材積0.011 m3,比對照高出29.41%。胸徑年均增長量為0.63 cm,比對照高出5%;高年均增長量為0.46 m,比對照高出58.6%;枝下高年均增長量為0.8 m,比對照高出42.9%。單株材積年均生長量為0.002 0 m3,比對照高出33.3%。
對濕地松間伐樣地采取不同措施在不同時期的胸徑、樹高、單株材積進行雙因素統(tǒng)計分析,結(jié)果見表4。
由表4可知,胸徑在不同措施水平達到極顯著差異(P=0.002 2<0.01),在不同生長時期也達到極顯著差異(P=0.005 0<0.01);樹高在不同措施水平未達到顯著差異(P=0.065 3>0.05),在不同生長時期有顯著差異(P=0.049 6<0.05)。單株材積在不同措施水平達到顯著差異(P=0.028 3<0.05),在不同生長時期也達到顯著差異(P=0.030 9<0.05)。
表3 間伐樣地監(jiān)測情況統(tǒng)計
表4 濕地松間伐樣地胸徑、樹高、單株材積方差分析
(1)割灌除草主要內(nèi)容是全面劈除影響目的樹種生長的灌木、藤蔓、雜草等,排除生命力較強的雜草以及與林分中幼樹爭奪水、肥、氣、熱的灌木等,改善養(yǎng)分合理分配,從而促進林木生長[13]。通過對濕地松中幼林樣地的3年跟蹤監(jiān)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),采取割灌除草措施小班的各項生長指標都高于對照,胸徑年均生長量比對照高出19.7%,高年均生長量比對照高23.5%,單株材積年均生長量比對照高30%。不同措施水平對胸徑有極顯著影響(P=0.005 9<0.01),而對樹高沒有顯著影響(P=0.077 9>0.05),對單株材積也有顯著影響(P=0.031 1<0.05)。不同監(jiān)測時間則對胸徑有極顯著影響(P=0.000 1<0.01),對樹高也有顯著影響(P=0.014 6<0.05),對單株材積有極顯著影響(P=0.001 6<0.01)。說明割灌除草對林木的生長有一定的促進作用。而且從小班現(xiàn)狀來看,與對照相比實施割灌除草措施的小班,林內(nèi)衛(wèi)生、空間狀況得到了明顯改善,加強了空氣流通,減少了林內(nèi)易燃物,降低了森林火災(zāi)發(fā)生機率。林分的生態(tài)環(huán)境得到有效改善,增加了林分抵御水、旱、寒、熱、蟲等自然災(zāi)害的能力,促進森林健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。這與蔣明田[14-15]等人結(jié)論基本一致。
(2)通過3年的跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),采取間伐措施后,間伐樣地的各項生長指標均高于對照,胸徑年均增長量比對照高出5%,高年均增長量比對照高出58.6%,枝下高年均增長量比對照高出42.9%,單株材積年均生長量比對照高出33.3%。不同措施水平對胸徑有極顯著影響(P=0.002 2<0.01),而對樹高沒有顯著影響(P=0.065 3>0.05),對單株材積也有顯著影響(P=0.028 3<0.05)。不同監(jiān)測時間對胸徑有極顯著影響(P=0.005 0<0.01),對樹高也有顯著影響(P=0.049 6<0.05),對單株材積有顯著影響(P=0.030 9<0.05)。國內(nèi)外的大量研究表明,撫育間伐對林分的胸徑影響顯著,而對樹高的影響不明顯[16-21]。主要原因是林木的高生長與立地條件、林分組成等多種因素有關(guān)。間伐降低了林分密度,清除了病弱植株,增強林分抗性的同時擴大了保留木的生長空間,增加了大徑材產(chǎn)量,有利于提高林木的整體利用率和利用價值。
(3)有研究表明,撫育對濕地松幼林效果顯著[22]。本文通過3年跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),采取割灌除草和間伐措施的濕地松中幼林樣地林分生長情況都好于對照,特別是胸徑和單株材積的增長,與對照都有極顯著或顯著差異,撫育成效已顯現(xiàn)。近些年全省通過實施一系列重點工程已經(jīng)營造了大面積的喬木林,目前大部分都處于中幼林時期,林木分化明顯,叢生現(xiàn)象普遍,灌草雜生,肥水競爭激烈,林下衛(wèi)生狀況較差,整體林分質(zhì)量不高,亟待撫育管理。因此采取相應(yīng)的撫育措施是十分必要的。