趙玉紅

（甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心榆樹林場，甘肅隴南 742300）

紅松（Pinus koraiensisSiebold &Zucc.）作為一種重要的經(jīng)濟(jì)林木種類，在我國的林業(yè)生產(chǎn)中扮演著關(guān)鍵角色。但受林業(yè)資源有限和氣候異常變化等因素的影響，對紅松人工林進(jìn)行科學(xué)管理與保護(hù)變得愈發(fā)迫切。撫育間伐作為林業(yè)管理中的一種重要措施，旨在提升紅松生長量、改善樹干分杈狀況、促進(jìn)木材生產(chǎn)[1]。通過在甘肅省小隴山榆樹林場紅松人工林內(nèi)進(jìn)行不同強(qiáng)度的撫育間伐處理，全面了解撫育間伐對紅松人工林的影響，旨在為當(dāng)?shù)丶t松人工林的可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)，并為我國林業(yè)管理實(shí)踐提供有益經(jīng)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究地位于甘肅省小隴山榆樹林場，地理位置位于東經(jīng)104°23～106°43、北緯33°31～134°41，是我國西北地區(qū)獨(dú)具特色的林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。夏季，林場氣溫通常在20～25 ℃，而冬季則在-5～0 ℃。這種氣溫分布為紅松生長提供了適宜的條件，符合其生長需求。此外，夏季林場相對濕度在60%～70%，冬季略有下降（50%～60%），年降水量757 mm，主要集中在夏季和早秋，為紅松生長提供了充足的水資源。地形特征表現(xiàn)為丘陵和山地，海拔1 191 m，為不同強(qiáng)度撫育間伐處理提供了多樣化的場地選擇，具有很好的代表性。

1.2 試驗(yàn)材料

選擇榆樹林場新造林區(qū)域的紅松人工林，所選紅松為2016 年定植，種苗的品種、育苗方式、定植方式及種植密度均相同。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3 個(gè)不同強(qiáng)度的撫育間伐處理，每個(gè)處理設(shè)置3 塊20 m×30 m 的觀測樣地。T1處理為輕度間伐組，株數(shù)采伐強(qiáng)度和蓄積采伐強(qiáng)度分別定為35%和15%，旨在移除生長較弱或病弱的樹木，改善林分的光照和通風(fēng)條件[2]。T2處理為中度間伐組，株數(shù)采伐強(qiáng)度和蓄積采伐強(qiáng)度分別定為55%和30%，通過伐除去病弱和競爭力較弱的樹木，促進(jìn)剩余樹木生長。T3處理為重度間伐組，株數(shù)采伐強(qiáng)度和蓄積采伐強(qiáng)度分別定為70%和50%。對照組（CK）的樣地不進(jìn)行任何間伐處理，保持其自然狀態(tài)，用于與其他處理組的結(jié)果進(jìn)行對比。

1.4 項(xiàng)目測定

間伐處理開始于2018 年春季，每隔6 個(gè)月對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測定，持續(xù)測定4 年。測定的生長指標(biāo)有樹高、胸徑、樹干分杈率，并調(diào)查枝條伸展和根系發(fā)展等情況，土壤質(zhì)量及養(yǎng)分循環(huán)指標(biāo)有土壤有機(jī)質(zhì)含量、總氮含量、總磷含量、氮循環(huán)速率、磷循環(huán)速率等[3-4]。

其中，樹干分杈率計(jì)算公式為

式中：Nf為分杈木株數(shù)，Nt為林木總株數(shù)。

氮循環(huán)速率計(jì)算公式為

式中：RN為氮循環(huán)速率，Ninput為氮的總輸入量，Noutput為氮的總輸出量，T為時(shí)間段。

磷循環(huán)速率計(jì)算公式為

式中：RP表示磷循環(huán)速率，Pinput表示磷的總輸入量，Poutput表示磷的總輸出量，T表示時(shí)間段。

所有指標(biāo)測量均由專業(yè)人員使用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備進(jìn)行。其中，樹高、胸徑使用電子高度測量儀及胸徑尺或電子測徑儀測定；土壤有機(jī)質(zhì)含量利用元素分析儀測定；總氮、總磷含量利用流動(dòng)注射分析儀、原子吸收光譜儀、感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀測定；氮循環(huán)速率、磷循環(huán)速率利用元素分析儀、流動(dòng)注射分析儀、離子色譜儀數(shù)獲得。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理方法

測定數(shù)據(jù)采用SPSS20.00 軟件分析，以p＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 間伐對紅松林木生長的影響

在為期4 年間伐研究中，對林木生長的響應(yīng)進(jìn)行了綜合分析，考察了樹高增長、胸徑增長、枝條伸展和根系發(fā)展等多個(gè)指標(biāo)。由表1 可知，相比于CK，T1、T2、T3處理紅松年均樹高增長量具有顯著優(yōu)勢，其中T2處理年均樹高增長量最大，表明中度間伐強(qiáng)度對促進(jìn)紅松生長最為有效（p＜0.05）。在胸徑增長上，T2處理同樣表現(xiàn)最佳（0.87 cm），超過T3、T1處理，表明中度間伐強(qiáng)度有利于紅松胸徑增長。在枝條伸展與根系發(fā)展指標(biāo)中，T2處理改善效果明顯，而T3處理雖初期明顯但后期減弱，T1處理與CK 無明顯差異，表明中度和重度間伐對林木整體生長具有改善作用。

表1 間伐處理對林木生長影響對比數(shù)據(jù)

2.2 間伐對紅松樹干分杈率的影響

樹干分杈率對紅松樹冠直徑、體積有直接影響，與紅松林出材率密切相關(guān)。由表2 可知，T2處理樹干分杈率最高，與T3處理無顯著差異（p＞0.05），但顯著高于T1和CK 處理。

表2 間伐對紅松樹干分杈率的影響結(jié)果

2.3 間伐處理對土壤質(zhì)量與養(yǎng)分循環(huán)的影響

由表3 可知，T1、T2、T3處理土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷含量均顯著高于CK 處理（p＜0.05）。其中，T2處理土壤質(zhì)量改善效果最為明顯，土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到6.2%，總氮、總磷含量分別為0.40%、0.15%。這表明中度間伐有助于提升紅松林土壤肥力，能夠?yàn)榱帜旧L提供更好的土壤環(huán)境。在氮循環(huán)速率、磷循環(huán)速率指標(biāo)上，間伐處理顯著加快了氮、磷循環(huán)速率（p＜0.05）。其中，T2、T3處理改善效果最為明顯。綜合分析，間伐處理可通過改善土壤結(jié)構(gòu)提升土壤肥力，并促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效循環(huán)與利用，其中中度間伐（T2處理）效果最佳。

表3 不同間伐處理對土壤質(zhì)量與養(yǎng)分循環(huán)影響對比數(shù)據(jù) 單位：%

3 結(jié)論與討論

3.1 間伐強(qiáng)度對紅松生長的影響

根據(jù)甘肅省小隴山榆樹林場進(jìn)行的4 年間伐實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)中度間伐最有利于紅松生長和發(fā)展。在中度間伐處理下，紅松的生長速率顯著提高，這是由于適度減小林分密度改善了光照條件、促進(jìn)了空氣流通，從而促進(jìn)了樹木生長。此外，中度間伐對林分結(jié)構(gòu)的改善、土壤質(zhì)量的提升具有重要作用，為紅松提供了更好的生長環(huán)境。輕度間伐雖然也對紅松生長具有一定的促進(jìn)作用，但其效果不及中度間伐顯著。因此，輕度間伐更適合于維持林分的基本結(jié)構(gòu)和生態(tài)平衡。相比而言，重度間伐雖然在初期促進(jìn)了紅松快速生長，但長期來看，可能會因?yàn)槠茐牧松鷳B(tài)平衡而對紅松的健康生長產(chǎn)生負(fù)面影響。重度間伐后林分密度大幅降低，可能會引起生態(tài)系統(tǒng)功能紊亂，導(dǎo)致出現(xiàn)土壤侵蝕和水分流失等問題，從而對紅松長期生長造成不利影響。因此，中度間伐在實(shí)現(xiàn)紅松人工林的可持續(xù)管理和提高林木生長效率方面具有重要意義。

3.2 土壤質(zhì)量改善的機(jī)制分析

在甘肅小隴山榆樹林場進(jìn)行的4 年間伐試驗(yàn)中，筆者對土壤質(zhì)量改善機(jī)制進(jìn)行了分析，特別是中度間伐在提高土壤質(zhì)量方面表現(xiàn)突出。通過間伐減小林木密度，可增加光照、促進(jìn)空氣流通，改善土壤條件，促進(jìn)土壤生物活動(dòng)和有機(jī)物分解。間伐產(chǎn)生的枯枝落葉增加了土壤表面的有機(jī)物覆蓋，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的積累和分解，提高了土壤肥力[5]。此外，土壤結(jié)構(gòu)的改善和有機(jī)質(zhì)含量的增加增強(qiáng)了土壤的水分保持能力，提高了養(yǎng)分循環(huán)效率。同時(shí)，樹木密度減小后為剩余樹木提供了更大的生長空間，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了土壤的透氣性和滲透性，促進(jìn)了根系的發(fā)展。

在甘肅小隴山榆樹林場進(jìn)行的為期4 年的紅松人工林間伐試驗(yàn)表明，中度間伐（株數(shù)采伐強(qiáng)度55%、蓄積采伐強(qiáng)度30%）是促進(jìn)紅松人工林生長、改善林分結(jié)構(gòu)、改善土壤質(zhì)量的最有效方法。