不同间伐强度对水曲柳天然次生林生长动态及乔木层结构的影响

　　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。