呂偉偉 劉剛 陳曉波 王麗麗 孫勇

摘要：? 以水曲柳天然次生林為研究對(duì)象，以培育大徑材為目標(biāo)，采用典型取樣法，研究不同強(qiáng)度間伐對(duì)水曲柳天然次生林的生長(zhǎng)變化及喬木層組成結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：不同間伐強(qiáng)度對(duì)水曲柳胸徑生長(zhǎng)及材積生長(zhǎng)差異顯著，以弱度和強(qiáng)度間伐的天然次生林分中水曲柳中大徑級(jí)林木較多，以中度間伐胸徑生長(zhǎng)率最大;不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然林中，林木徑級(jí)分布以強(qiáng)度間伐的中大徑級(jí)的林木分布較多;三種間伐強(qiáng)度，間伐前后對(duì)喬木層組成結(jié)構(gòu)的影響甚小，對(duì)重要值影響較大。綜合分析以強(qiáng)度間伐天然次生林培育水曲柳大徑材效果最好。

關(guān)鍵詞：? 水曲柳;? 天然林;? 撫育間伐;? 徑級(jí)結(jié)構(gòu);? 喬木層結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：? ?S 792. 41? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001 - 9499（2022）01 - 0030 - 05

水曲柳（Fraxinus mandshurica）為木犀科（Oleaceae）梣屬（Fraxinus L.）的落葉大喬木，漸危種，高達(dá)30 m以上，胸徑可達(dá)1 m[ 1 ]，是我國(guó)東北林區(qū)重要的工業(yè)用材樹種，在長(zhǎng)白山和小興安嶺垂直分布于海拔200～800 m[ 2 ]，是古老的孑遺植物，分布區(qū)較廣。但由于多年的采伐利用，導(dǎo)致水曲柳天然林資源接近枯竭，數(shù)量日趨減少，目前天然生大樹已不多見(jiàn)[ 3 - 4 ]。水曲柳是東北地區(qū)天然次生林珍貴闊葉樹種之一，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、生物多樣性的保護(hù)和森林的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，如何通過(guò)合理的森林經(jīng)營(yíng)管理，改善林分結(jié)構(gòu)，提高林分生產(chǎn)力，增加水曲柳大徑材立木儲(chǔ)備，完善生態(tài)功能成為亟待解決的問(wèn)題[ 5 ]。關(guān)于撫育間伐對(duì)林木生長(zhǎng)的影響已有較多的研究，但研究對(duì)象多為人工林[ 6 - 7 ]，天然林的研究相對(duì)較少，對(duì)于不同撫育強(qiáng)度對(duì)水曲柳天然林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及喬木層結(jié)構(gòu)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然次生林為研究對(duì)象，探討撫育間伐對(duì)水曲柳天然林改培大徑材的影響，以期為水曲柳天然次生林改培大徑材，提高水曲柳大徑級(jí)林木數(shù)量和水曲柳立木蓄積量，為科學(xué)經(jīng)營(yíng)水曲柳天然次生林提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為吉林省蛟河市，位于吉林省東部，長(zhǎng)白山西麓，東與敦化市相鄰，南與樺甸市接壤，西隔松花湖與吉林市、永吉縣相望，北與舒蘭市、黑龍江省五常市毗連。松花江、牡丹江水系貫穿其中，屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫3.4 ℃，降水量708.8 mm，無(wú)霜期120～130天。本試驗(yàn)地選在蛟河市天北林場(chǎng)、橫道子林場(chǎng)、松江林場(chǎng)、平川林場(chǎng)、天崗林場(chǎng)、太平山林場(chǎng)、南崗子林場(chǎng)、龍鳳林場(chǎng)、海青林場(chǎng)9個(gè)林場(chǎng)。

2 研究方法

2. 1 樣地設(shè)置及調(diào)查

試驗(yàn)樣地為2002年設(shè)置的不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然林樣地，撫育間伐方式為下層撫育法，重點(diǎn)伐除徑級(jí)較小的受壓木、瀕死木和枯立木，以及干型不良的林木。間伐強(qiáng)度以株數(shù)計(jì)算，包括強(qiáng)度間伐（36%～46%）、中度間伐（18%～30%）、弱度間伐（4%～15%）和未間伐對(duì)照樣地（0%）四種強(qiáng)度，在每種間伐強(qiáng)度林分內(nèi)分別設(shè)置20 m×30 m的5個(gè)樣地，2012年進(jìn)行復(fù)測(cè)，采取每木檢尺，調(diào)查內(nèi)容為胸徑大于5cm喬木的種類、胸徑及存活狀態(tài)。各樣地間伐強(qiáng)度見(jiàn)表1，平均胸徑為算術(shù)平均數(shù)，各試驗(yàn)樣地基本情況見(jiàn)表2。

2. 2 計(jì)算方法

重要值是根據(jù)密度、頻度和顯著度（樹木胸高斷面積）的相對(duì)值確定森林群落中每個(gè)樹種的相對(duì)重要性，反映種群在群落中的地位和作用，計(jì)算式如下[ 8 ]：

IV=1/3（RF+RA+RS）;RF=（Fi/ΣFi）×100%;RA=（Ni/ΣNi）×100%;RS=（Ai/ΣAi）×100%。

式中，IV為重要值;RF為相對(duì)頻度;RA為相對(duì)多度;RS為相對(duì)優(yōu)勢(shì)度;Fi為某種的頻度;ΣFi為全部中的頻度;Ni為某種個(gè)體數(shù);ΣNi為全部中的個(gè)體數(shù);Ai為某種胸高斷面積之和;ΣAi為全部種胸高斷面積之和。

水曲柳材積計(jì)算查詢《吉林省立木材積、出材率表》，利用樹高式H=a+b/（D+k），計(jì)算樹高，V=? ?a*Db *Hc，計(jì)算立木材積。

2. 3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，首先運(yùn)用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、初步處理，然后使用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及制圖。

3 結(jié)果與分析

3. 1 間伐前后水曲柳天然林生長(zhǎng)的變化情況

由表3可知，間伐前水曲柳天然林胸徑差異極顯著，立木材積差異不顯著，間伐后水曲柳天然林胸徑差異不顯著，立木材積差異顯著。

經(jīng)表4、表5多重比較得出，不同間伐強(qiáng)度與對(duì)照相比，胸徑生長(zhǎng)與材積生長(zhǎng)均顯著高于對(duì)照，但是不同間伐強(qiáng)度間對(duì)水曲柳天然林生長(zhǎng)的影響差異不顯著，且各生長(zhǎng)指標(biāo)都是在強(qiáng)度間伐下達(dá)到最大值。

3. 2 不同間伐強(qiáng)度對(duì)水曲柳徑級(jí)分布的影響

由圖3可知，不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然林立木的徑級(jí)分布頻率為：沒(méi)有進(jìn)行撫育間伐的天然林，以小徑級(jí)水曲柳為主，在6 cm和14 cm處形成2個(gè)高峰值，大于22 cm的水曲柳沒(méi)有分布;弱度間伐的2個(gè)波峰分別是28 cm和32 cm，主要集中分布在18～32 cm處，占水曲柳全部徑級(jí)分布的73.21%;中度間伐的波峰在12 cm，小徑級(jí)的分布較多，主要集中分布在10～28 cm處，占全部徑級(jí)分布的84.27%;強(qiáng)度間伐的水曲柳波峰在26 cm，主要集中分布在20～36 cm處，占全部徑級(jí)分布的88.37%。綜上所述，在水曲柳天然次生林中，強(qiáng)度間伐是培育大徑材的最佳途徑。

3. 3 撫育間伐對(duì)喬木層樹種重要值的影響

3. 3. 1 弱度間伐對(duì)喬木層樹種重要值的影響

由表5可知，間伐前水曲柳、色木槭優(yōu)勢(shì)明顯，其重要值分別為25.827、18.145，榆樹、胡桃楸也占一定比例，其他種重要值均小于7.0，其他優(yōu)勢(shì)種水曲柳、色木槭、胡桃楸優(yōu)勢(shì)仍明顯，弱度間伐前后群落結(jié)構(gòu)無(wú)大變化，仍保持水曲柳、色木槭共優(yōu)的群落結(jié)構(gòu)。

3. 3. 2 中度間伐對(duì)喬木層樹種重要值的影響

由表6可知，間伐前后優(yōu)勢(shì)種都為水曲柳、色木槭、榆樹、黑樺，間伐后山楊和擰筋槭、山丁子、暴馬丁香、稠李等雜木類重要值也有所降低，說(shuō)明為培育以水曲柳為目的樹種的大徑材，主要采伐經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的山楊及各種雜木類。中度間伐后群落組成結(jié)構(gòu)略有變化。

3. 3. 3 強(qiáng)度間伐對(duì)喬木層樹種重要值的影響

由表7可知，強(qiáng)度間伐前優(yōu)勢(shì)種為水曲柳、榆樹、色木槭、胡桃楸，間伐后優(yōu)勢(shì)種為水曲柳、色木槭、胡桃楸、榆樹，暴馬丁香、山里紅作為被伐除對(duì)象，重要值降至0，喬木層結(jié)構(gòu)有所變化，目的樹種水曲柳重要值提高，說(shuō)明強(qiáng)度間伐，伐除經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的暴馬丁香、山里紅等雜木類，更有利于培育水曲柳大徑材。

3種間伐強(qiáng)度都以培育目的樹種水曲柳大徑材為目標(biāo)，間伐前后對(duì)喬木層組成結(jié)構(gòu)的影響不大，主要是伐除經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的山楊、榆樹及各種雜木類，給目的樹種水曲柳更多的生長(zhǎng)空間，獲得更多的營(yíng)養(yǎng)，對(duì)提高水曲柳天然林中水曲柳大徑材的比例效果顯著，其中以強(qiáng)度間伐效果最為顯著。

4 結(jié)論與討論

4. 1 不同間伐強(qiáng)度對(duì)水曲柳胸徑的影響差異顯著，弱度和強(qiáng)度撫育間伐下，水曲柳大徑級(jí)林木增多，中度間伐水曲柳的胸徑生長(zhǎng)率最大，說(shuō)明培育水曲柳大徑材不僅和間伐強(qiáng)度有關(guān)，而且和水曲柳天然林林分選擇也有很大關(guān)系，選擇目的樹種水曲柳中小徑級(jí)較多的天然林分，輔以強(qiáng)度間伐措施，培育水曲柳大徑材效果顯著。

4. 2 不同間伐強(qiáng)度對(duì)水曲柳材積的影響極顯著。水曲柳間伐10 年后，各間伐樣地的水曲柳平均材積生長(zhǎng)量在生長(zhǎng)過(guò)程中均大于對(duì)照，強(qiáng)度間伐樣地的平均材積生長(zhǎng)量增長(zhǎng)較快，平均材積生長(zhǎng)量最大（0.323 2 m3），其次是弱度間伐 （0.283 3m3，最后為中度間伐（0.261 5m3），對(duì)照（0.049 m3）。

4. 3 不同間伐強(qiáng)度水曲柳立木的徑級(jí)分布頻率存在差異。強(qiáng)度間伐大徑材頻率較高，主要集中分布在20～36 cm處。沒(méi)有進(jìn)行撫育間伐的天然林，以小徑級(jí)水曲柳分布為主。

4. 4 不同間伐強(qiáng)度對(duì)喬木層樹種組成影響較小，對(duì)重要值影響較大。3種間伐強(qiáng)度都以培育目的樹種水曲柳大徑材為目標(biāo)，間伐前后對(duì)喬木層組成結(jié)構(gòu)影響不明顯，主要原因?yàn)榉コ?jīng)濟(jì)價(jià)值較低的山楊、榆樹、暴馬丁香及山里紅等，給目的樹種水曲柳創(chuàng)造了更大的生長(zhǎng)空間，獲得更多的營(yíng)養(yǎng)，對(duì)提高水曲柳天然林中水曲柳大徑材的比例效果顯著，其中以強(qiáng)度間伐效果最為顯著。

4. 5 本研究選擇的天然林林分年齡不同，以中度間伐的林齡較小，弱度和強(qiáng)度間伐的林齡較大。對(duì)于相同林齡的天然林，配以不同撫育間伐強(qiáng)度的比較研究，尚需進(jìn)一步深入研究。

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第1作者簡(jiǎn)介：? 呂偉偉（1981-），? 女，? 高級(jí)工程師，? 主要從事森林培育工作。

收稿日期： 2021 - 11 -? 20

（責(zé)任編輯：? ?張亞楠）

Effects of Different Thinning Intensities on Growth Dynamics

and Tree Layer Structure of Natural Secondary Forest

of Fraxinus mandshurica

LV Weiwei

（Forestry Science Research Institute of Jilin City，? Jilin Jilin 132013）

Abstract Taking the natural secondary forest of Fraxinus mandshurica as the research object， the cultivation of big diameter timber as the goal， the effects of different thinning intensities on the growth of the natural secondary forest of Fraxinus mandshurica were studied by the typical sampling method，. The results showed that different thinning intensities had significant effects on the DBH growth and volume growth of Fraxinus mandshurica， and there were more trees of medium and large diameter class in the natural secondary forest of Fraxinus mandshurica with weak and strong thinning， and the growth rate of DBH with moderate thinning was the biggest The tree diameter class distribution of Fraxinus mandshurica natural forest with different thinning intensities was more than that of middle and large diameter class forest with different thinning intensities， and the three thinning intensities had little influence on the tree layer composition and structure， but great influence on the important value. Comprehensive analysis of intensity thinning natural secondary forest to cultivate Fraxinus mandshurica large-diameter timber was the best.

Key words Fraxinus mandshurica;? Natural forest;? Thinning;? Diameter structure;? Arboreous structure