吳東山，馮源恒，徐榮勛，楊章旗，李 鵬，唐森生，楊柳琴，韋秋思，韓俊學(xué)，黃 玲

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西馬尾松工程技術(shù)研究中心，廣西南寧 530002；2.廣西壯族自治區(qū)國有雅長林場，廣西百色 533200）

在森林培育過程中，集約化經(jīng)營是提高次生林木材產(chǎn)量和質(zhì)量的重要途徑，而密度控制是開展集約化經(jīng)營的關(guān)鍵措施之一。林分密度決定林木間競爭強(qiáng)度，對于林分生長速度和林分蓄積有重要的影響。適宜的林分密度可促進(jìn)林分生產(chǎn)力的提高和優(yōu)良干材的形成。根據(jù)不同培育目標(biāo)確定次生林合理的密度具有重要的意義。

細(xì)葉云南松（Pinus yunnanensisvar.tenuifolia）是云南松南盤江流域紅水河上游干熱河谷的一個(gè)變種。細(xì)葉云南松耐干旱和瘠薄，樹干通直，出材率高，產(chǎn)脂性能優(yōu)良，是干熱河谷地帶重要的植被恢復(fù)及材脂兩用樹種，主要分布于貴州、廣西和云南三省交界海拔400～1 200 m 的河谷地帶，并沿河谷形成純林或針闊混交林[1-2]。長期以來，對細(xì)葉云南松天然林的過度采伐，導(dǎo)致細(xì)葉云南松林分面積和蓄積量急劇減少，細(xì)葉云南松建筑材資源幾近枯竭[3]。潘婷[4]和羅紅葉[5]的研究表明，細(xì)葉云南松為林分喬木層的主要組成部分，生產(chǎn)潛力突出。目前，對細(xì)葉云南松的研究主要集中于松脂成分的定性分析[6]、生材材性及木材干燥特性[7-8]、生長規(guī)律[9]、林分生物量[10]、天然種源林遺傳多樣性分析[11]及地理分布和環(huán)境的關(guān)系[12]等，對于細(xì)葉云南松天然次生中齡林的研究仍未見報(bào)道。吳敏等[13]通過對72年生細(xì)葉云南松天然林進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)28年時(shí)材積生長仍未達(dá)到數(shù)量成熟；細(xì)葉云南松中齡林生長期較長。中齡林為次生林的主要林分組成，研究中齡期的密度栽培措施有助于提高林分產(chǎn)量。本文以細(xì)葉云南松次生中齡林為材料，結(jié)合廣西細(xì)葉云南松分布區(qū)土壤的肥力特性[14]，開展中齡林間伐，分析影響林木生長的主要因子及促進(jìn)林木生長的最佳密度，可為細(xì)葉云南松中齡林優(yōu)質(zhì)建筑材高效培育技術(shù)模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)國有雅長林場（104°10′ ～ 107°10′E，23°50′ ～ 25°40′N），地處云貴高原東南邊緣，是廣西丘陵向云貴高原過渡的山原地帶。屬桂西中熱帶季風(fēng)氣候，深受季風(fēng)環(huán)流和焚風(fēng)效應(yīng)共同影響，海洋濕潤氣團(tuán)盛行于夏季，大陸寒冷氣團(tuán)盛行于冬季，并且由于山勢高大，地形較復(fù)雜，形成了中熱帶山地獨(dú)特氣候。試驗(yàn)地?zé)崃砍渑妫滔拈L，干濕季節(jié)較明顯；年均氣溫16.8 ℃，最高氣溫38.0 ℃，最低氣溫-3 ℃，年均降水量1 058 mm，年均蒸發(fā)量1 484.7 mm，年均相對濕度約82%。土壤多由砂頁巖風(fēng)化的殘積母質(zhì)發(fā)育而成，海拔800 m以上為黃壤，800 m以下為紅壤，500 m以下較干熱的地方則為褐紅壤。

1.2 材料與方法

2018年，在雅長林場益來分場4 林班，選擇16年生的細(xì)葉云南松次生林進(jìn)行間伐，間伐前林分密度為825 株/hm2。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，間伐后密度分別為465 株/hm2（A）、585 株/hm2（B）和705 株/hm2（C），以不間伐（825 株/hm2）為對照（CK），共4 個(gè)處理，每處理重復(fù)4 次。小區(qū)間設(shè)置兩排隔離帶，小區(qū)面積為22 m×30 m。2018—2020年定株觀測胸徑、樹高、冠幅和枝下高等數(shù)據(jù)，采用實(shí)際測量值計(jì)算冠高比、高徑比和冠徑比的平均值。按照文獻(xiàn)[15]計(jì)算林分平均胸徑及平均高。將林木徑級分為小徑級（徑級≤12 cm）、中徑級（14 cm ≤徑級≤20 cm）、中大徑級（22 cm ≤徑級≤26 cm）和大徑級（徑級≥28 cm）4 個(gè)等級。按廣西細(xì)葉云南松二元材積公式求算單株材積，乘上徑階株數(shù)得徑階材積，累計(jì)各徑階材積得蓄積量。間伐前細(xì)葉云南松林分平均蓄積為81.68 m3/hm2。

單株材積（V，m3）計(jì)算公式為[10]：

V=0.504 412×10-4D1.943725H0.977397

式中，D為胸徑（cm）；H為樹高（m）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SAS軟件[15]進(jìn)行方差分析及多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分密度對細(xì)葉云南松胸徑和樹高生長的影響

間伐后第1年，不同密度林分的胸徑差異不顯著；間伐后第2～3年，不同密度林分的胸徑差異顯著（P<0.05）（表1）。間伐后第1～3年，A 密度林分的胸徑最大，顯著大于CK（P<0.05），分別比CK 高出12.05%、14.03%和14.86%；其次為C 密度林分，分別比CK 高出8.43%、11.70%和14.29%；B 密度林分最小，分別比CK 高出7.83%、11.11%和13.14%（表2）。不同密度林分胸徑隨著間伐時(shí)間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的胸徑增長量分別為0.9、1.1和1.1 cm；間伐后第2～3年的增長量分別為0.6、0.8 和0.9 cm，C 密度林分胸徑年增長量最大。表明C密度林分的胸徑生長狀況最優(yōu)。造林密度越大，林木個(gè)體間的競爭越激烈，會(huì)限制部分個(gè)體的生長。對高密度林分進(jìn)行適度的間伐可以促進(jìn)林木胸徑生長。

間伐后第1～3年，不同密度林分的樹高差異不顯著。間伐后第1年，C 密度林分樹高和CK 無差別，間伐后第2～3年，C 密度林分的樹高分別比CK高1.68%和4.06%。間伐后第1 ～ 3年，A 和B 密度林分的樹高均低于CK，表明間伐后低密度林分樹高的生長較差。不同密度林分樹高隨著間伐時(shí)間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的樹高增長量分別為0.7、0.8 和0.8 m；間伐后第2～3年的增長量分別為0.6、0.5和0.7 m，C密度林分樹高年增長量最大。

2.2 林分密度對細(xì)葉云南松單株材積的影響

間伐后第1～2年，不同密度林分的單株材積差異不顯著；間伐后第3年，不同密度林分的單株材積差異顯著（P< 0.05）（表1）。間伐后第1年，C 密度林分的單株材積最大（0.149 m3），比CK 高出17.32%；其次為A 密度林分（0.143 m3），比CK 高出12.60%，均顯著高于CK（P<0.05）；B 密度林分最?。?.136 m3），比CK 高出7.09%（表2）。間伐后第2年，C 密度林分的單株材積最大（0.178 m3），比CK 高出25.35%。間伐后第3年，A、B 和C 密度林分分別比CK 高出23.03%%、21.71%和35.52%，C 密度林分的單株材積最大。不同密度林分單株材積隨著間伐時(shí)間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的單株材積增長量分別為為0.025、0.028 和0.029 m3，間伐后第2 ～ 3年的增長量分別為0.019、0.021 和0.028 m3。C 密度林分的單株材積年增長量最大。

表1 不同密度林分間伐后3年生長性狀的方差分析Tab.1 Variance analysis on growth characteristics of stands with different densities in three years after thinning

表2 不同密度林分間伐后3年生長情況Tab.2 Growth situation of stands with different densities in three years after thinning

續(xù)表2 Continued

2.3 林分密度對細(xì)葉云南松蓄積量的影響

林分蓄積量在間伐后1～2年差異不顯著，在第3年差異顯著（表1）。間伐后第1年，C 密度林分蓄積量最大（104.754 m3/hm2），比CK 高出0.02%；間伐后第2年，C 密度林分蓄積量最大（125.684 m3/hm2），比CK 高出7.70%；間伐后第3年，C 密度林分蓄積量最大（145.214 m3/hm2），比CK 高出15.19%。密度A和B 林分在間伐后第1～3年蓄積量均小于CK。不同密度林分蓄積量隨著間伐時(shí)間延長而增加。不同密度林分間伐后第1～2年的蓄積量增長量分別為11.311、16.429和20.930 m3/hm2，間伐后第2～3年的增長量分別為9.169、12.523 和19.530 m3/hm2。C密度林分的蓄積量年增長量最大。

2.4 林分密度對細(xì)葉云南松干形的影響

冠高比在間伐后3年內(nèi)差異不顯著。間伐后第1 ～ 2年，B 密度林分的冠高比均最大，CK 均最低；間伐后第3年，A 密度林分的冠高比最大，這表明冠高比在不同密度間的變化趨勢不一致。除C密度林分外，不相同密度林分的冠高比隨著間伐時(shí)間延長而減少。不同密度林分的高徑比和冠徑比在間伐后第1年差異均不顯著；間伐后第2年，高徑比差異不顯著，冠徑比差異顯著（P<0.05）；間伐后第3年，兩者均差異顯著（P<0.05）。不同密度林分的高徑比和冠徑比隨著間伐時(shí)間延長而增加。說明密度越大，林分的自然整枝越好，林分的密度效應(yīng)初步形成。

2.5 林分密度對不同徑級林木分布的影響

間伐后第3年，隨著密度的增加，小徑級株數(shù)比例增大，大徑級株數(shù)比例變低（表3）。間伐后第3年，不同密度林分的中徑級林木比例高；CK 比例最大（58.18%），其次為C密度林分（57.44%），與B密度林分（55.13%）差異不顯著。B密度林分中大徑級林木比例最大（33.33%），其次為C密度林分（30.85%），與A密度林分（30.00%）差異不顯著。

表3 間伐后第3年不同徑級林木分布比例Tab.3 Percentage of plant distribution in different diameter classes in the third year after thinning(%)

2.6 林分密度對不同徑級蓄積量的影響

間伐后第3年，中徑級的林分蓄積量隨林分密度的增加而增加，大徑級相反。CK中徑級蓄積量最大（9.394 m3），顯著高于A 和B 密度林分（P<0.05）；其次為C 密度林分（8.816 m3）。C 密度林分中大徑級的蓄積量最大（9.268 m3），顯著高于其他密度（P<0.05），其次為B 密度林分（7.361 m3），A 密度林分最?。?.911 m3）。C 密度林分中徑級的出材量足，且中大徑級林分蓄積量最大，林分結(jié)構(gòu)合理。因此，培育中大徑級建筑用材時(shí)宜選擇C密度，能獲得最大的出材量。

表4 間伐后第3年不同徑級林分蓄積量Tab.4 Accumulation of stands in different diameter classes in the third year after thinning(m3)

3 討論與結(jié)論

林分生產(chǎn)力與基因型有關(guān)，還與林木對其生長空間的利用有關(guān)。在栽培過程中，可通過合理的栽培措施提高林木對養(yǎng)分的利用，以提高林分生產(chǎn)力。目前，細(xì)葉云南松資源保護(hù)、開發(fā)與利用較為薄弱，阻礙細(xì)葉云南松樹種的可持續(xù)發(fā)展。通過間伐試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)密度過疏或過密都不利于木材的快速增產(chǎn)。本研究結(jié)果表明，間伐后第3年，生長量最好的林分密度為705 株/hm2，單株材積為0.206 m3，林分蓄積量為145.214 m3/hm2。林木的冠高比、高徑比和冠徑比是林分自然整枝效果和干形飽滿度的直接反映。通過間伐可以對林分的干形進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)林分的良性生長。不同密度林分間伐后第1～3年，高徑比和冠徑比隨著時(shí)間延長而增大。培育大徑材為目標(biāo)時(shí)，應(yīng)選擇合適的間伐強(qiáng)度，降低樹干尖削度。在中大徑級中，C 密度林分的蓄積量最大，高于B 密度林分；在中徑級的蓄積量也高于B 密度林分。培育中大徑級建筑材原料林的適宜密度為705株/hm2。

該技術(shù)模式適用于目前細(xì)葉云南松的主要種植區(qū)廣西南盤江-紅水河流域上游地區(qū)。在地質(zhì)及土壤發(fā)育有差異的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥赖臓I養(yǎng)元素狀況對施肥量進(jìn)行調(diào)整。中齡林至成熟林階段，基于經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益的考慮，應(yīng)著力開展林下復(fù)層混交林培育技術(shù)研究，選擇適合的混交樹種及混交比例。