簡睞明, 陶萬金, 潘紅麗

1. 會(huì)理縣林業(yè)和草原局，四川 會(huì)理 615100；

2. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院，森林和濕地生態(tài)恢復(fù)與保育四川重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610081

華山松(Pinus armandiFranch.)是松科(Pinaceae)松屬(Pinus)單維管束亞屬的高大喬木，喜溫和涼爽、濕潤的氣候，耐寒力強(qiáng)，能適應(yīng)多種土壤，以其更新容易、生長快、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、種源豐富等特點(diǎn)成為眾多地區(qū)造林的首選樹種，是大面積荒山造林和速豐基地造林的主要樹種，被廣泛地引種造林。

目前針對(duì)低質(zhì)低效人工林的研究較多，主要有改造技術(shù)[1-2]、人工林群落結(jié)構(gòu)及生物量[3-5]、人工林土壤特性及水源涵養(yǎng)[6-8]、華山松林凋落物載量與防火[9-10]。

開展華山松人工林改造后的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)查研究，重點(diǎn)探索華山松人工林的林分生長和林分結(jié)實(shí)達(dá)到最佳，且森林生態(tài)效益得到顯著提升的低效林改造模式與方法，采用科學(xué)的間伐撫育方式，改善林分的生長環(huán)境，促進(jìn)林分的健康發(fā)展，可為目前我國華山松人工林定向撫育經(jīng)營提供一定參考。

1 試驗(yàn)林基本情況

會(huì)理縣位于四川省涼山彝族自治州南部，地處橫斷山脈南部褶皺山中切割地，氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候，雨熱同季，日照充足，無霜期長，典型的高原、山地立體氣候特點(diǎn)。自上世紀(jì)80年代，會(huì)理縣依托退耕還林工程及配套荒山造林營造等一系列林業(yè)工程的實(shí)施，華山松林面積已達(dá)15 333.33 hm2。由于華山松人工林造林初植密度大，保存率高，造后均未進(jìn)行過調(diào)整密度的間伐撫育，株數(shù)達(dá)到了2 50 0～3 330株·hm–2，郁閉度0.9以上，結(jié)實(shí)不良，產(chǎn)量極低，效益差，林農(nóng)得不到及時(shí)滿意的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。此外，由于林分普遍密度過大，林下生物多樣性較低，導(dǎo)致營養(yǎng)空間不足，林內(nèi)衛(wèi)生狀況差，林分遭受病蟲害風(fēng)險(xiǎn)高，松皰銹病和松材線蟲病等時(shí)有發(fā)生；多年的自然整枝使得林下枯枝落葉層較厚，林內(nèi)可燃物大量堆積，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重，其生態(tài)安全隱患巨大，“重造輕管”的問題在華山松人工林日趨凸顯。鑒于會(huì)理縣華山松人工林存在的問題，亟待對(duì)會(huì)理縣現(xiàn)有華山松人工林有效的經(jīng)營管理進(jìn)行研究。

試驗(yàn)林位于會(huì)理縣太平鎮(zhèn)尖山村5組，為1992年長江防護(hù)林建設(shè)時(shí)，由當(dāng)?shù)卮迕裨诒窘M坡耕地和宜林荒山上營造的華山松純林，面積76.78 hm2。2013年春，該華山松林分平均樹高8.9 m，平均胸徑12.7 cm，林分郁閉度0.90，林分平均冠幅僅4 m2左右，自然整枝高達(dá)樹高的4/5，平均枯死枝輪數(shù)達(dá)到8輪，樹冠枝條交接率高達(dá)140%以上，平均產(chǎn)松籽率僅7.5 kg·hm-2，林分產(chǎn)量很低，經(jīng)濟(jì)效益較差。此外，由于密度較高，下層灌木及草本植物稀少，平均蓋度在5%以下，林下基本上見不到草本植物及灌木的生長。同時(shí)，林下也未見到華山松及其他次生喬木樹種的更新幼苗。

2 研究方法

2.1 撫育改造

2013年春季，在太平鎮(zhèn)尖山村5組，選擇華山松立地條件和林木長勢與普通林分相一致，具有很好的代表性的華山松人工林4個(gè)作業(yè)小班，小班面積76.78 hm2，采取撫育強(qiáng)度50%的控制指標(biāo)，對(duì)華山松人工林進(jìn)行生長撫育。撫育后密度和蓄積均控制到撫育前的50%，改造前郁閉度0.9，改造后樣地的平均林分郁閉度0.54（見表1）。

表1 華山松低產(chǎn)低效林改造統(tǒng)計(jì)表Tab.1Transformation statistics of low-yield and low-efficiency Pinus armandii plantation

2.2 成效調(diào)查

2019年3月，采用“標(biāo)準(zhǔn)地”調(diào)查法，在該片林分不同坡向、坡位、海拔分別設(shè)置0.1 hm2的標(biāo)準(zhǔn)樣地9個(gè)，總面積0.9 hm2。對(duì)樣地內(nèi)保存的華山松成活率、密度、樹高、胸徑、冠幅、枯枝輪數(shù)、行間和株間枝條交接率等因子進(jìn)行調(diào)查。

此外，在標(biāo)準(zhǔn)樣地兩條對(duì)角線頂端、對(duì)角線中心交叉點(diǎn)共分別設(shè)置5個(gè)1 m×1 m草本樣方和5個(gè)5 m×5 m的灌木樣方，對(duì)樣方內(nèi)的草本植物和灌木的種類、株數(shù)、高度、覆蓋度，以及凋落物厚度和土壤含水率(土壤地表層，0～15 cm)進(jìn)行調(diào)查。

2.3 統(tǒng)計(jì)方法

所調(diào)查的數(shù)據(jù)均采用EXCEL軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 撫育改造效果

3.1 對(duì)林木生長的影響

該片林分改造前華山松林齡20年，平均密度2 166株·hm?2，平 均 樹 高 和 胸 徑 分 別 為8.9 m、12.8 cm，高和徑年平均生長量分別僅0.45 m、0.64 cm。改造6年后，華山松林中，華山松密度保持在1 084株.hm?2，平均樹高12.4 m，平均胸徑16.9 cm，林分平均冠幅達(dá)到15.83 m2，比改造前凈提高11.3 m2（見表2）。6年高、徑凈生長分別達(dá)到3.5 m、4.1 cm，年平均高、徑生長量分別是0.58 m、0.68 cm，較改造前分別提高32.8%、55.6%，改造顯著促進(jìn)了華山松林木的生長。

表2 華山松低效林改造后林分生長情況Tab.2Stand growth of Pinus armandii plantation after lowefficiency stand transformation

3.2 對(duì)林分結(jié)實(shí)率的影響

改造6年后，林分平均枯死枝輪數(shù)8輪，與改造前持平，林分未見到明顯的新增枯死枝；林分行間枝條交接率平均為5.4%，較改造前降低了134.6%，株間交接率平均為53.7%，較改造前降低86.3%（見表3）。

改造后顯著改善了林分的光照空間和增加了結(jié)實(shí)面積，遏制了林木枯枝繼續(xù)發(fā)生。其結(jié)果表現(xiàn)在林分的結(jié)實(shí)率大幅提高，改造后豐年松籽平均達(dá)52.5 kg·hm?2，欠年產(chǎn)松籽為20.3 kg·hm?2，改造后華山松林豐年產(chǎn)松籽量高達(dá)改造前的23倍，欠年也達(dá)到改造前的9倍。同時(shí)，在調(diào)查時(shí)雖然上年的采收時(shí)間已過，但林分內(nèi)未采收的松果平均每株尚有6個(gè)松果。若加上未采收的果，僅按未采果的50%，每果產(chǎn)籽按0.02 kg計(jì)算，余果產(chǎn)量達(dá)60.3 kg·hm?2，已采+未采，豐年至少已可達(dá)112.5 kg·hm?2，欠年也可達(dá)75 kg·hm?2。由此看出，對(duì)高密度林分實(shí)行強(qiáng)度間伐后，促進(jìn)林分結(jié)實(shí)，提高產(chǎn)量的效果是極顯著的。

表3 華山松低效林改造后結(jié)實(shí)率統(tǒng)計(jì)Tab.3Statistics on seed setting rate of Pinus armandii plantation after low-efficiency stand transformation

3.3 對(duì)生物多樣性的影響

改造前因林分郁閉度大，透光率低，林下層灌木及草本植物十分稀少，灌草平均覆蓋度在5%以下，基本上沒有灌木和草本植物的生存空間。改造6年后，所調(diào)查的華山松林樣地中均有灌木和草本植物的存在，其中，灌木植物共8種，分別是鐵線蓮(Clematis florida)、金 絲 桃(Hypericum monogynum)、峨眉薔薇(Rosa omeiensis)、鞘柄菝葜(Smilax stans)、西南杭子梢(Campylotropis delavayi)、水麻(Debregeasia orientalis)、火 棘(Pyracantha fortuneana)、馬 桑(Coriaria nepalensis)，平均蓋度20%。改造后華山松林下草本植物也較常見，主要為豆科、菊科、唇形科、茜草科等，出現(xiàn)頻度較高的草本植物為百脈根(Lotus corniculatus)、米口袋(Gueldenstaedtia verna)、大丁草(Gerbera anandria)、大理白前(Cynanchum forrestii)、紫背金盤(Ajuga nipponensis)、西南風(fēng)鈴草(Campanula colorata)、拉拉藤(Galium aparine)、鼠掌老鸛草(Geranium sibiricum)，以及銀粉背蕨(Aleuritopteris argentea)、兔兒風(fēng)(Ainsliaea glabra)等，林下草本植物長勢較好，樣地平均平均蓋度24%，是改造前覆蓋度的5倍（見表4）。調(diào)查結(jié)果表明，林分的生物多樣性顯著高于改造前的水平，表明間伐撫育對(duì)生物多樣性的改善效果較好。

表4 華山松低效林改造后林下灌草生物多樣性變化Tab.4Biodiversity changes of understory shrub and grass after lowefficiency stand transformation

3.4 對(duì)水土保持的影響

改造前，林分的林下枯落層厚度平均在6 cm左右，林地內(nèi)未見溝蝕、片蝕等水土流失現(xiàn)象。改造6年后，雖然間伐了50%的林木，但目前林分內(nèi)枯落物層厚度平均仍保持在5.4 cm，林分內(nèi)亦未見到有溝蝕、片蝕等水土流失現(xiàn)象發(fā)生。此外，通過對(duì)兩種林地的土壤含水率(土壤地表層，0～15 cm)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，改造后林地的土壤含水率達(dá)25%，改造后的林地土壤含水率高于未改造林地，這主要得益于林地疏伐改造后，水分和光的分配更加合理，為林下灌木和草本植物的生長提供了有效的發(fā)展空間，致使生物多樣性增加，華山松林木生長能力在增加，根系蓄水能力增強(qiáng)，有效改善了土壤水土保持能力，也降低了林火和森林病蟲害的發(fā)生概率。

4 討論

研究表明，采用間伐撫育強(qiáng)度50%的控制指標(biāo)，對(duì)高密度華山松低產(chǎn)低效林進(jìn)行間伐撫育，不僅能有效促進(jìn)華山松林分的生長質(zhì)量，短期內(nèi)即可提高華山松籽產(chǎn)量至少在3.5倍以上，有利于促進(jìn)林分生物多樣性朝良性方向發(fā)展，且不會(huì)引發(fā)水土流失。但是本研究結(jié)果僅采用了一個(gè)間伐強(qiáng)度，且沒有持續(xù)開展調(diào)查研究，有研究表明，不同間伐強(qiáng)度對(duì)華山松的產(chǎn)籽率和材積的影響不同[11]，撫育后不同時(shí)期對(duì)華山松林生產(chǎn)蓄積和土壤水分涵養(yǎng)能力也不同[6]、[11]，下一步將持續(xù)從撫育后林地生物多樣性、土壤肥力和水分涵養(yǎng)方面進(jìn)行更深層的研究，科學(xué)評(píng)價(jià)50%撫育強(qiáng)度對(duì)該區(qū)域華山松低質(zhì)低效林的效益影響。