吕伟伟 刘刚 陈晓波 王丽丽 孙勇

摘要：  以水曲柳天然次生林为研究对象，以培育大径材为目标，采用典型取样法，研究不同强度间伐对水曲柳天然次生林的生长变化及乔木层组成结构的影响。结果表明：不同间伐强度对水曲柳胸径生长及材积生长差异显著，以弱度和强度间伐的天然次生林分中水曲柳中大径级林木较多，以中度间伐胸径生长率最大;不同间伐强度水曲柳天然林中，林木径级分布以强度间伐的中大径级的林木分布较多;三种间伐强度，间伐前后对乔木层组成结构的影响甚小，对重要值影响较大。综合分析以强度间伐天然次生林培育水曲柳大径材效果最好。

关键词：  水曲柳;  天然林;  抚育间伐;  径级结构;  乔木层结构

中图分类号：   S 792. 41               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2022）01 - 0030 - 05

水曲柳（Fraxinus mandshurica）为木犀科（Oleaceae）梣属（Fraxinus L.）的落叶大乔木，渐危种，高达30 m以上，胸径可达1 m[ 1 ]，是我国东北林区重要的工业用材树种，在长白山和小兴安岭垂直分布于海拔200～800 m[ 2 ]，是古老的孑遗植物，分布区较广。但由于多年的采伐利用，导致水曲柳天然林资源接近枯竭，数量日趋减少，目前天然生大树已不多见[ 3 - 4 ]。水曲柳是东北地区天然次生林珍贵阔叶树种之一，对生态系统的稳定、生物多样性的保护和森林的可持续发展具有重要作用，如何通过合理的森林经营管理，改善林分结构，提高林分生产力，增加水曲柳大径材立木储备，完善生态功能成为亟待解决的问题[ 5 ]。关于抚育间伐对林木生长的影响已有较多的研究，但研究对象多为人工林[ 6 - 7 ]，天然林的研究相对较少，对于不同抚育强度对水曲柳天然林生长动态及乔木层结构的研究尚未见报道。本研究以不同间伐强度水曲柳天然次生林为研究对象，探讨抚育间伐对水曲柳天然林改培大径材的影响，以期为水曲柳天然次生林改培大径材，提高水曲柳大径级林木数量和水曲柳立木蓄积量，为科学经营水曲柳天然次生林提供参考。

1 研究区概况

研究区为吉林省蛟河市，位于吉林省东部，长白山西麓，东与敦化市相邻，南与桦甸市接壤，西隔松花湖与吉林市、永吉县相望，北与舒兰市、黑龙江省五常市毗连。松花江、牡丹江水系贯穿其中，属温带季风气候，年平均气温3.4 ℃，降水量708.8 mm，无霜期120～130天。本试验地选在蛟河市天北林场、横道子林场、松江林场、平川林场、天岗林场、太平山林场、南岗子林场、龙凤林场、海青林场9个林场。

2 研究方法

2. 1 样地设置及調查

试验样地为2002年设置的不同间伐强度水曲柳天然林样地，抚育间伐方式为下层抚育法，重点伐除径级较小的受压木、濒死木和枯立木，以及干型不良的林木。间伐强度以株数计算，包括强度间伐（36%～46%）、中度间伐（18%～30%）、弱度间伐（4%～15%）和未间伐对照样地（0%）四种强度，在每种间伐强度林分内分别设置20 m×30 m的5个样地，2012年进行复测，采取每木检尺，调查内容为胸径大于5cm乔木的种类、胸径及存活状态。各样地间伐强度见表1，平均胸径为算术平均数，各试验样地基本情况见表2。

2. 2 计算方法

重要值是根据密度、频度和显著度（树木胸高断面积）的相对值确定森林群落中每个树种的相对重要性，反映种群在群落中的地位和作用，计算式如下[ 8 ]：

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

式中，IV为重要值;RF为相对频度;RA为相对多度;RS为相对优势度;Fi为某种的频度;ΣFi为全部中的频度;Ni为某种个体数;ΣNi为全部中的个体数;Ai为某种胸高断面积之和;ΣAi为全部种胸高断面积之和。

水曲柳材积计算查询《吉林省立木材积、出材率表》，利用树高式H=a+b/（D+k），计算树高，V=   a*Db *Hc，计算立木材积。

2. 3 数据统计与处理

根据调查结果，首先运用Excel2003进行数据统计、初步处理，然后使用SPSS19.0软件进行数据分析及制图。

3 结果与分析

3. 1 间伐前后水曲柳天然林生长的变化情况

由表3可知，间伐前水曲柳天然林胸径差异极显著，立木材积差异不显著，间伐后水曲柳天然林胸径差异不显著，立木材积差异显著。

经表4、表5多重比较得出，不同间伐强度与对照相比，胸径生长与材积生长均显著高于对照，但是不同间伐强度间对水曲柳天然林生长的影响差异不显著，且各生长指标都是在强度间伐下达到最大值。

3. 2 不同间伐强度对水曲柳径级分布的影响

由图3可知，不同间伐强度水曲柳天然林立木的径级分布频率为：没有进行抚育间伐的天然林，以小径级水曲柳为主，在6 cm和14 cm处形成2个高峰值，大于22 cm的水曲柳没有分布;弱度间伐的2个波峰分别是28 cm和32 cm，主要集中分布在18～32 cm处，占水曲柳全部径级分布的73.21%;中度间伐的波峰在12 cm，小径级的分布较多，主要集中分布在10～28 cm处，占全部径级分布的84.27%;强度间伐的水曲柳波峰在26 cm，主要集中分布在20～36 cm处，占全部径级分布的88.37%。综上所述，在水曲柳天然次生林中，强度间伐是培育大径材的最佳途径。

3. 3 抚育间伐对乔木层树种重要值的影响

3. 3. 1 弱度间伐对乔木层树种重要值的影响

由表5可知，间伐前水曲柳、色木槭优势明显，其重要值分别为25.827、18.145，榆树、胡桃楸也占一定比例，其他种重要值均小于7.0，其他优势种水曲柳、色木槭、胡桃楸优势仍明显，弱度间伐前后群落结构无大变化，仍保持水曲柳、色木槭共优的群落结构。

3. 3. 2 中度间伐对乔木层树种重要值的影响

由表6可知，间伐前后优势种都为水曲柳、色木槭、榆树、黑桦，间伐后山杨和拧筋槭、山丁子、暴马丁香、稠李等杂木类重要值也有所降低，说明为培育以水曲柳为目的树种的大径材，主要采伐经济价值较低的山杨及各种杂木类。中度间伐后群落组成结构略有变化。

3. 3. 3 强度间伐对乔木层树种重要值的影响

由表7可知，强度间伐前优势种为水曲柳、榆树、色木槭、胡桃楸，间伐后优势种为水曲柳、色木槭、胡桃楸、榆树，暴马丁香、山里红作为被伐除对象，重要值降至0，乔木层结构有所变化，目的树种水曲柳重要值提高，说明强度间伐，伐除经济价值较低的暴马丁香、山里红等杂木类，更有利于培育水曲柳大径材。

3种间伐强度都以培育目的树种水曲柳大径材为目标，间伐前后对乔木层组成结构的影响不大，主要是伐除经济价值较低的山杨、榆树及各种杂木类，给目的树种水曲柳更多的生长空间，获得更多的营养，对提高水曲柳天然林中水曲柳大径材的比例效果显著，其中以强度间伐效果最为显著。

4 结论与讨论

4. 1 不同间伐强度对水曲柳胸径的影响差异显著，弱度和强度抚育间伐下，水曲柳大径级林木增多，中度间伐水曲柳的胸径生长率最大，说明培育水曲柳大径材不仅和间伐强度有关，而且和水曲柳天然林林分选择也有很大关系，选择目的树种水曲柳中小径级较多的天然林分，辅以强度间伐措施，培育水曲柳大径材效果显著。

4. 2 不同间伐强度对水曲柳材积的影响极显著。水曲柳间伐10 年后，各间伐样地的水曲柳平均材积生长量在生长过程中均大于对照，强度间伐样地的平均材积生长量增长较快，平均材积生长量最大（0.323 2 m3），其次是弱度间伐 （0.283 3m3，最后为中度间伐（0.261 5m3），对照（0.049 m3）。

4. 3 不同间伐强度水曲柳立木的径级分布频率存在差异。强度间伐大径材频率较高，主要集中分布在20～36 cm处。没有进行抚育间伐的天然林，以小径级水曲柳分布为主。

4. 4 不同间伐强度对乔木层树种组成影响较小，对重要值影响较大。3种间伐强度都以培育目的树种水曲柳大径材为目标，间伐前后对乔木层组成结构影响不明显，主要原因为伐除经济价值较低的山杨、榆树、暴马丁香及山里红等，给目的树种水曲柳创造了更大的生长空间，获得更多的营养，对提高水曲柳天然林中水曲柳大径材的比例效果显著，其中以强度间伐效果最为显著。

4. 5 本研究選择的天然林林分年龄不同，以中度间伐的林龄较小，弱度和强度间伐的林龄较大。对于相同林龄的天然林，配以不同抚育间伐强度的比较研究，尚需进一步深入研究。

参考文献

[1] 孙勇，  吕伟伟，  陈晓波.  不同间伐强度对水曲柳次生林胸径生长的影响[J].  防护林科技， 2015， 146（11）： 39 - 43.

[2] 王继志，  杨励，  陈晓波.  水曲柳优良种源选择及造林技术[J].林业科技开发， 2004， 18（3）： 17 - 20.

[3] 林业部资源司.  全国森林资源统计（1989-1993）[M].  北京：  中国林业出版社， 1994.

[4] 林代斌，  苏含英，  马文吉，  等.  影响水曲柳人工林生长的主导立地因子[J].  东北林业大学学报， 1999， 27（1）： 20 - 23.

[5] 董莉莉，  赵济川，  汪成成，  等.  抚育间伐后蒙古栎阔叶混交林径级结构及生长动态研究[J].  西南林业大学学报， 2019， 39（6）： 98 - 104.

[6] 徐金良，  毛玉明，  郑成忠，  等.  抚育间伐对杉木人工林及出材量的影响[J].  林业科学研究， 2014， 27（1）： 99 - 107.

[7] 董希斌，  李耀祥，  姜立春.  间伐对兴安落叶松人工林林分结构的影响[J].  东北林业大学学报， 2001， 28（1）： 16 - 18.

[8] 邱仁辉，  陈涵.  择法作业对常绿阔叶林乔木层树种结构及物种多样性的影响[J].  中国生态农业学报， 2005， 13（3）： 158 - 161.

第1作者简介：  吕伟伟（1981-），  女，  高级工程师，  主要从事森林培育工作。

收稿日期： 2021 - 11 -  20

（责任编辑：   张亚楠）

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