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杉木人工林强度间伐套种闽楠生长效果及经营技术研究

2021-12-11林仁忠

安徽农学通报 2021年22期
关键词:间伐套种杉木

林仁忠

摘 要:杉木人工纯林化改造是当前人工林经营难点之一。本试验以提高森林质量为目的,对杉木人工林分进行强度间伐,并结合林下套种闽楠,进行了为期8年的生长调查监测,以探讨杉木人工林异龄复层混交技术的可行性与经营技术要点。试验结果表明:在杉木人工林采取突破常规规程的强度间伐与合理施肥,杉木人工林在进入近熟林阶段后,其胸径生长量仍能保持每年≥1cm、蓄积生长率≥10%的快速生长率,其林下套种闽楠地径和苗高生长量亦保持良好的生长效果,由此验证了强度间伐与林下套种闽楠是营造杉木人工林复层异龄林的有效可行途径之一。

关键词:杉木;闽楠;套种;间伐;技术要点

中图分类号 S791.27;S753文献标识码 A文章编号 1007-7731(2021)22-0086-03

据我国第9次森林资源清查结果,人工林占全国森林面积的36.45%[1],人工林仍是我国森林最为重要的组成部分之一,然而树种单一现象仍普遍存在,这也是导致森林质量不高的主要原因之一。杉木是我国南方的传统主要造林树种,具有速生丰产的特点,但长期以来,杉木人工林纯林化连栽已成为制约杉木人工林质量的主要问题之一[2]。因此,杉木人工林纯林化改造与异龄混交经营成为人工林经营的一种主流趋势[3],通过抚育间伐[4]结合林下补植套种成为当前森林质量精准提升的主要经营措施之一,且日益为经营者所广泛接受。闽楠是我国特有的二级珍稀濒危保护植物,具有耐荫性的特点[5],但同时又具有生态适应性较弱、生长相对缓慢的特性[6],从而导致其不利于大规模成片经营,那么能否在杉木人工林中通过抚育间伐营造适宜闽楠生长的营林环境,兼具纯林化改造与珍稀树种培育的营林效果,成为经营者感兴趣的问题。为此,笔者结合林场生产工作,在杉木人工林中进行强度间伐后套种闽楠,并进行为期8年的生长效果调查监测,从而探讨杉木大径材培育与人工林异龄复层混交经营效果并总结经营技术要点,进而为福建省杉木人工林纯林异龄复层混交改造经营提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于顺昌县国有林场钱墩工区069/070林班05/09大班040.050/020.030小班,前期为杉木人工纯林,面积24.9hm2,土壤为红壤,腐质层厚度20cm,Ⅰ类地,海拔240~425m,坡度30°,坡向北。该林地于1995年2月清杂炼山,块状整地,挖明穴(规格:40cm×40cm×30cm)回表土,营造杉木纯林。杉木初植密度3270株/hm2,第1~3年每年全面锄草抚育2次,第4年进行全面劈草割灌1次。而后分别于第9年(透光伐)与第12年(生长伐)进行了2次的常规抚育间伐,平均保留株数1350株/hm2。在国家木材战略储备基地建设项目支持下,2013年林场对该林地开始进行强度间伐与林下套种试验,2013年进行了强度间伐,平均保留株数480株/hm2。2013年10—12月完成劈草、耙带、挖明穴(规格:50cm×50cm×40cm),施基肥(有机肥1.5kg/穴),2014年2月完成林下套种闽楠1230株/hm2。2014—2017年度连续4年每年于6月、8月对套种闽楠施复合肥50g/株及病虫害防治各1次,6月、10月完成块锄全劈抚育各1次;2017年10月对闽楠进行修枝1次。

1.2 试验方法 2013年11月起在林地内分上、中、下坡设置3个20m×20m固定样地,从2013年11月至2020年11月进行了为期8年的定期样地监测调查。(1)样地因子调查:根据样地中心点及周边的情况,调查记录因子包括:地理坐标、样地位置(林场、林班、大班、小班)、立地类型、郁闭度、优势树种、林分起源、坡度、坡向、坡位、海拔、林种、林分更新、灾害情况等信息;(2)乔木层调查:对样地内的所有达到起测径阶(5cm)的乔木用颜色鲜艳的油漆进行编号,标注胸高位置,每年对胸径不小于5cm的乔木进行每木检尺,调查胸径、树高、枝下高、冠幅(东、南、西、北)等信息。

2 结果与分析

2.1 主林层杉木林平均胸径与树高 由表1可知,自2013年以来,由于杉木在进入中龄林后,其树高速生期已过,因此其树高虽有增长,但总体趋缓。而林分的胸径与蓄积量则仍保持了快速增长的态势,至2020年,其主林层杉木的平均胸径由22.60cm提高至30.43cm,蓄积量由133.05m3/hm2提高至276.15m3/hm2,8年间的年均胸径生长量≥1cm,年均蓄积增长量达17.85m3/hm2,不仅达到并超过了福建省速生丰产林的生长量标准,尤其是在进入近熟林阶段仍保持了不低于中龄林阶段的生长速率,从而为后期大径材的培育奠定了基础。由此可见,对于杉木近熟林进行强度间伐辅以施肥培育大径材是可行的。

2.2 次林层楠木地径与苗高 由表2可知,闽楠为耐荫树种,尤其是在幼龄期适宜的遮荫条件有利于其成活率的提高,林下套种闽楠的初植密度为1230株/hm2,经过7年的经营抚育,其保存率达到了95.1%以上,其地径年生长量则逐年提高,在第6年后开始进入年均生长量≥0.8cm/a的快速增长期,平均年抽高也达到了0.7m/a,对于一个慢生树种而言,这种生长速率已接近了速生树种标准。由此可见,强度间伐的杉木人工林环境不仅有利于幼龄闽楠的成活,对其生长亦有很好的辅助效果,这有利于珍稀树种的保护与培育,并为后期异龄混交复层林的形成创造了良好条件。

3 结论与讨论

3.1 结论 在顺昌县国有林场开展的强度间伐林下套种的试验,结果表明,在杉木人工林突破常规抚育间伐强度而辅以强度间伐[7]结合林下套种是可行的。根据中国森林采伐技术规程规定,常规的杉木人工林抚育间伐多为2次(即透光伐与生长伐),且其蓄积采伐强度不得大于25%,伐后林分郁闭度不得低于0.6。但本试验表明,在实际生长过程中,结合林地状况增加抚育间伐次数,适当提高并突破一般杉木用材林抚育间伐的最低保留株树和郁閉度,对近熟林不开展抚育间伐的限制等技术,不会制约杉木人工林的经营。相反,在结合目标树经营等技术后,上述措施不仅有利于大径材的培育,而且可构建异龄混交复层林,培育与保护珍稀阔叶树,提高森林的生物多样性。

3.2 异龄复层混交经营技术要点 笔者根据顺昌县国有林场于2007年开始的异龄复层混交试验,在8个分场中结合森林质量提升工程、森林可持续经营试点以及国家木材战略储备林建设已开展的面积逾万亩林地的生产经验,并结合本试验基地的数据分析,总结了以“树种珍贵化、材种大径级化、结构复层异龄化”的近自然经营模式主导的异龄复层混交经营技术要点。

3.2.1 改培对象的选择 按照近自然林经营的理论技术要求,选择开阔且交通便利、土层深厚、疏松透气、排水良好、腐殖质含量高的红壤、红黄壤、黄壤等具有改造潜力的土壤类型;空气湿度较大,坡度不超过30°的半阴坡山腰中下部的Ⅰ、Ⅱ类林地且具备培育杉木大径材,同时已经进入中龄林后期或近熟林的杉木人工林。

3.2.2 抚育间伐强度控制 林分间伐后郁闭度控制在不低于0.4,伐后林分平均胸径不低于伐前林分平均胸径,优势木明显。针对改培对象林地质量等级、林木年龄、林分前期开展抚育间伐次数等因子确定最低保留株树。根据顺昌林场杉木培育状态,其强度间伐平均保留株数为375~525株/hm2的目标树为佳。对保留目标树进行全面修枝整剪,打枝高度应控制在3~3.5m的下部,为培育杉木大径材提供足够的营养生长空间。

3.2.3 选择适宜树种进行林下套种 强度间伐沿水平带、耙带整地挖穴,在杉木林下选择具有一定耐荫性的闽楠、米锥、木荷和红锥等珍贵或乡土阔叶树。林下套种密度根据培育目标而定,若仅以用材林为主,则套种密度为525~750株/hm2即可;若林地交通条件好,前期结合绿化苗木培育目标,林下套种密度可提高到900~1200株/hm2。植苗前在穴内施有机肥作基肥,种植后连续3年进行每年2次的块锄块劈抚育和施肥,并开展病虫害预测和防治。

3.2.4 异龄复层混交林后续经营措施设计 套种8~10年后,根据林分空间竞争状态,对中下层的林木进行1~2次的稀疏作业,可移植部分套种树种作为绿化苗木,并对上层杉木主林木进行择伐,以提高林地经济效益。在开展择伐作业过程中,应注意上层杉木主林木和套种的中下层林木的相对均匀分布,控制伐木倒向,以加强对中下层套种的林木和天然更新的幼树幼苗的保护。之后根据林分生长状况,每隔5~8年均可选择采伐若干已达到40~45cm目标直径的上层主林木。根据顺昌县杉木生长特性,建议在套种25年后,通过择伐林分保留密度为450~600株/hm2,其中保留杉木目标树密度75~120株/hm2,套种目标树密度在375~525株/hm2,期间注意林下幼树幼苗的更新保护,从而形成异龄复层混交林分结构。

3.3 討论 杉木人工林的纯林化改造具有重要的林业生产意义,根据林分与林地状况,选择恰当的经营措施才能兼顾森林经营的生态效益与经济效益。在杉木人工林中,适当突破常规技术规程要求,开展多次强度间伐并结合林下补植套种乡土、珍稀阔叶树,营造异龄复层混交林是可行的。它不仅有利于大径材的培育,也有利于珍稀树种的保护与培育,顺昌县国有林场的试验已初步证明了这一点。当然,并非所有的林地都适宜采用上述措施,因此笔者总结了相应的经营技术要点以供林业生产借鉴,而其中因地制宜、适地适树仍是森林经营中最为重要的基本原则。

参考文献

[1]国家林业局.中国森林资源报告[M].北京:中国林业出版社,2019.

[2]郭万军,王广海,张利民,等.抚育间伐对林木生长及其稳定性的影响[J].河北林果研究,2011,26(003):243-246.

[3]陈培俨.杉木阔叶树混交林不同培育模式的效果分析[J].福建林业科技,2008(03):84-88,91.

[4]张期奇,董希斌,张甜,等.抚育间伐强度对兴安落叶松中龄林测树因子的影响[J].森林工程,2018,34(05):1-7,55.

[5]王金盾.不同林下生境闽楠生长影响及表型可塑性[J].农学学报,2015,5(02):57-60.

[6]范辉华,李莹,汤行昊,等.不同密度杉木林分下套种闽楠的生长分析[J].森林与环境学报,2020,40(02):184-189.

[7]刘平,刘成,赵增英.森林间伐的效果[J].森林工程,2000(04):6-7.

(责编:徐世红)

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