不同間伐強(qiáng)度對水曲柳天然次生林生長動(dòng)態(tài)及喬木層結(jié)構(gòu)的影響

　　摘要： 以水曲柳天然次生林為研究對象，以培育大徑材為目標(biāo)，采用典型取樣法，研究不同強(qiáng)度間伐對水曲柳天然次生林的生長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)度對水曲柳胸徑生長及材積生長差異顯著，以弱度和強(qiáng)度間伐的天然次生林分中水曲柳中大徑級林木較多，以中度間伐胸徑生長率最大;不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然林中，林木徑級分布以強(qiáng)度間伐的中大徑級的林木分布較多;三種間伐強(qiáng)度，間伐前后對喬木層組成結(jié)構(gòu)的影響甚小，對重要值影響較大。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; 徑級結(jié)構(gòu); 喬木層結(jié)構(gòu)

　　中圖分類號： S 792. 41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：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 ]，是我國東北林區(qū)重要的工業(yè)用材樹種，在長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[ 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，如何通過合理的森林經(jīng)營管理，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題[ 5 ]。關(guān)于撫育間伐對林木生長的影響已有較多的研究，但研究對象多為人工林[ 6 - 7 ]，天然林的研究相對較少，對于不同撫育強(qiáng)度對水曲柳天然林生長動(dòng)態(tài)及喬木層結(jié)構(gòu)的研究尚未見報(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象，探討撫育間伐對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，提高水曲柳大徑級林木數(shù)量和水曲柳立木蓄積量，為科學(xué)經(jīng)營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，無霜期120～130天。本試驗(yàn)地選在蛟河市天北林場、橫道子林場、松江林場、平川林場、天崗林場、太平山林場、南崗子林場、龍鳳林場、海青林場9個(gè)林場。

　　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，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)的相對值確定森林群落中每個(gè)樹種的相對重要性，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為相對頻度;RA為相對多度;RS為相對優(yōu)勢度;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)度與對照相比，胸徑生長與材積生長均顯著高于對照，但是不同間伐強(qiáng)度間對水曲柳天然林生長的影響差異不顯著，且各生長指標(biāo)都是在強(qiáng)度間伐下達(dá)到最大值。

　　3. 2 不同間伐強(qiáng)度對水曲柳徑級分布的影響

　　由圖3可知，不同間伐強(qiáng)度水曲柳天然林立木的徑級分布頻率為：沒有進(jìn)行撫育間伐的天然林，以小徑級水曲柳為主，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，占水曲柳全部徑級分布的73.21%;中度間伐的波峰在12 cm，小徑級的分布較多，主要集中分布在10～28 cm處，占全部徑級分布的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。