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兴安落叶松过伐林林木分类管理技术

玉宝

玉宝. 兴安落叶松过伐林林木分类管理技术[J]. 浙江农林大学学报, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
引用本文: 玉宝. 兴安落叶松过伐林林木分类管理技术[J]. 浙江农林大学学报, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
YU Bao. Classification and management technology of trees in overcut forests of Larix gmelinii[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
Citation: YU Bao. Classification and management technology of trees in overcut forests of Larix gmelinii[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020

兴安落叶松过伐林林木分类管理技术

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
基金项目: 

“十二五”国家科技支撑计划项目 2012BAD22B0204

详细信息
    作者简介: 玉宝, 副研究员, 博士后, 从事森林培育理论与技术、生态学理论与生态控制技术研究。E-mail:nmlyb8@sina.com
  • 中图分类号: S757.4

Classification and management technology of trees in overcut forests of Larix gmelinii

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-16
  • 修回日期:  2016-05-18
  • 刊出日期:  2017-04-20

兴安落叶松过伐林林木分类管理技术

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
    基金项目:

    “十二五”国家科技支撑计划项目 2012BAD22B0204

    作者简介:

    玉宝, 副研究员, 博士后, 从事森林培育理论与技术、生态学理论与生态控制技术研究。E-mail:nmlyb8@sina.com

  • 中图分类号: S757.4

摘要: 从兴安落叶松Larix gmelinii林分整体出发,围绕优化林分结构,调控演替,促进林分生长,提高林分生产力和自然更新能力为目的,根据林木个体大小、年龄、位置、作用、用途和其他重要程度,提出了林木分类管理方法与技术。①目前林木分类方法应为一般性的指导,针对现实林分,要注重考虑林木格局、更新、演替、空间利用等因素,以符合结构优化经营要求。②将林木分为用材树、用材后备树、伴生树、演替树、母树、更新幼树和间伐树等7类,从而明确了结构优化目的性,有效分解了结构优化途径,方便抚育经营操作,可为确定合理的间伐强度及方式提供依据。③不同结构的林分各类林木株数比例不同,相应的间伐强度、间伐树组成也不同。伐除一定比例的被压木以外,选定间伐树时应考虑主林层、演替层和更新层等各个层次。④依据林分结构现状、各类林木株数比例及构成,从林分整体上考虑优化问题,确定了较低间伐强度(5.1%~19.5%)。这将更有利于减少干扰,促进更新,调整树种组成,优化林分结构。

English Abstract

玉宝. 兴安落叶松过伐林林木分类管理技术[J]. 浙江农林大学学报, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
引用本文: 玉宝. 兴安落叶松过伐林林木分类管理技术[J]. 浙江农林大学学报, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
YU Bao. Classification and management technology of trees in overcut forests of Larix gmelinii[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
Citation: YU Bao. Classification and management technology of trees in overcut forests of Larix gmelinii[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 349-354. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.020
  • 对林分林木进行分类,确定其定位、功能和地位是提出科学的林分经营技术的一项重要基础性工作。目前,林分林木分类常见的方法有2种:一种方法是林木分化形成分级木后,按照林木个体大小、生长状况,分为1~5级木[1]。另一种方法是森林抚育间伐中采用的林木分类方法。如近自然森林经营理论中,提出了林木的空间竞争关系而进行林木分类[2]。第2种方法是与森林抚育经营技术密切相关的技术措施。目前,研究较广泛,但方法不够具体,模糊不清,存在操作性差的问题。如择伐调查设计时,将林木分为目标树、辅助树、干扰树和其他树等4类[3]。近自然森林经营林分施业体系把所有林木分类为目标树、干扰树、生态保护树和其他树木等4类[4]。在森林抚育规程的国家标准中,将林木分类为目标树、辅助树、有害树等3类[5]。在森林采伐作业规程的林业行业标准中规定防护林抚育采伐时,将林木分为优良木、有益木和有害木等3类[6]。在目标树作业体系中将林木分为目标树、干扰树、特别目标树和一般林木等在生态学和林学中作用和意义各不相同的4类[7]。在森林抚育经营中施行上层疏伐时,将林木分成优良木、有益木和有害木等3类[8]等。在过去的森林抚育技术中,围绕抚育目的主要依据林木生长状况,个体大小、生长势等情况来划分林木,缺乏考虑林木位置、格局、用途、作用和其他功能等。过去将林木划分为5级木是主要考虑收获量和木材生产。对于结构优化经营和以突出生态效益的经营来讲,目前的划分方法和标准是远远不够的,需要进一步细化划分依据和方法,便于森林抚育经营。本研究在传统目标树经营技术基础上,围绕优化林分结构,调控演替,促进林分生长,提高林分自然更新能力等目标,依据林木个体大小、年龄、空间位置和用途等,提出了林木分类管理技术,旨在为过伐林结构优化和抚育经营提供技术参考。

    • 研究地点选择在内蒙古大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站(50°49′~50°51′N,121°30′~121°31′E)。海拔为800~1 100m。属寒温带湿润气候区,年平均气温为-5.4 ℃,最低气温为-50.0 ℃,≥10 ℃积温为1 403.0 ℃;年降水量为450~550 mm,60%集中在7-8月,无霜期为80 d。林下土壤为棕色针叶林土,土层厚度为20~40 cm,基岩以花岗岩与玄武岩为主。森林以兴安落叶松Larix gmelinii为建群种的寒温带针叶林,伴生树种有白桦Betula platyphylla,山杨Populus davidiana等。林下主要有杜鹃Rhododendron dahuricum等灌木和红花鹿蹄草Pyrola incarnate,舞鹤草Maianthemum bifolium等草本植物。

      研究区过伐林为在20世纪80年代初主伐利用后形成的。1982-1986年当地林业部门对调查地林分进行了采伐作业,作业方式为100 m等带间隔皆伐,间隔期为10 a,作业面积为150 hm2左右。伐前林龄为120~180 a,蓄积量80~120 m3·hm-2,郁闭度0.2~0.4,上层母树群团状分布,更新密度为1 500~2 400株·hm-2,幼树年龄5~15 a,幼树组成5落5桦。20世纪90年代初开始转为抚育经营。

    • 设置6块方形标准地(表 1),面积有20 m × 30 m,40 m× 40 m等2种。进行每木检尺,量测其胸径、树高、冠幅和枝下高等指标;调查更新树种(胸径<5.0 cm)种类、地径、树高等。分别应用Excel软件和SPSS 17.0软件进行数据处理和统计分析。

      表 1  标准地基本情况

      Table 1.  Condition of sample plots

      标准地号 林型 面积/ mxm 林分密度/(株’hm-2) 树种组成 平均胸径/cm 平均树高/m 蓄积量/(m3·hm-2)
      1 杜鹃-白桦落叶松混交林 40x40 1 994 6桦4落+杨 8.1 9.4 58.19
      2 杜鹃-落叶松白桦混交林 40x40 2 238 5落5桦-杨 10.4 10.9 121.18
      3 杜鹃-白桦落叶松混交林 20x30 1 983 5桦5落+杨 9.1 10.5 74.47
      4 杜鹃-落叶松白桦混交林 40x40 2 775 7落3桦+杨 9.6 10.7 121.16
      5 杜鹃-落叶松白桦混交林 40x40 1 750 6落3桦1杨 12.0 10.9 129.62
      6 杜鹃-落叶松白桦混交林 40x40 1 425 7落3桦+杨 12.8 12.1 112.99
    • 将落叶松作为目的树种,白桦作为伴生树种,山杨作为非目的树种来处理。将林分林木根据经营目的、用途和功能等划分为用材树、用材后备树、伴生树、演替树、母树、更新幼树、间伐树等共7类。分类标准:①用材树。指林分优势木中的1级木。指生长良好,无病虫害,树冠最大且占据林冠上层,在标准地内同龄级林木中,胸径和树高较大,相对胸径≥1.02。属于可采伐利用的林木。②用材后备树。指2级木,具有培育前途的用材后备树。经抚育经营和培育后可采伐利用,与用材树形成阶梯关系,当用材树采伐利用后可替补用材树。③伴生树。主要指白桦。为林分更新、快速郁闭、林分演替、起到重要作用。④演替树。主要指目的树种和伴生树的平均木,为3级木。处于更新层到主林层的林分垂直高度范围内的林木,生长尚好,无病虫害,树冠较窄,胸径和树高较优势木差,位于林冠中层,树干圆满度较好,在标准地内同龄级林木中,胸径和树高与林分平均胸径和平均高比较接近,0.70≤相对胸径<1.02。对林分演替和垂直分布,具有重要作用,也是调控林分演替的切入点。随着林分生长,由演替树逐渐转移为用材后备树。⑤母树。为林分更新起到种源作用,将影响未来林木分布格局以及龄级结构。⑥更新幼树。指天然更新的幼树(胸径<5.0 cm)。更新情况将直接影响林分树种组成、林木格局、林木垂直结构以及龄级组成。⑦间伐树。指被压木,4~5级木,白桦丛生木,非目的树种,以及为调整林木水平格局、垂直结构和调控林分演替的需要必须伐除的林木。其中,被压木指生长不良,无病虫害,树高和胸径生长均落后,树冠受挤压严重,处于明显被压状态,0.35≤相对胸径<0.70[1, 9]

    • 在各标准地林木株数比例中,更新幼树比例最高,演替树(或理论间伐树)次之。用材树比例小于4.8%;用材后备树比例小于7.0%;演替树比例10.7%~18.8%;母树比例2.0%~12.5%;更新幼树比例42.9%~70.6%;理论间伐树比例7.4%~19.6%(表 2)。由于林分结构不同,标准地间各类林木株数占林分总株数的比例差异较大。如标准地6林分平均胸径12.8 cm,胸径≥10 cm的林木株数较多,选出的母树数量也多,因此,母树比例较高。根据林木分布格局,由胸径≥10 cm的用材树、用材后备树和演替树中选定母树,以尽可能全覆盖标准地的原则,潜在更新区域,确定母树的数量。

      表 2  各标准地各类林木株数比例

      Table 2.  Number proportion of different trees

      各类林木株数比例/% > 标准地号
      用材树 用材后备树 伴生树演替树 母树 更新幼树 理论间伐树
      1 1.8 4.3 13.9 2.0 70.6 7.4
      2 4.8 5.0 10.7 5.3 56.7 17.6
      3 2.9 1.6 11.0 3.9 61.4 19.2
      4 3.5 6.6 12.3 4.2 57.2 16.1
      5 3.7 7.0 14.9 9.1 45.7 19.6
      6 3.3 7.0 18.8 12.5 42.9 15.5

      在选择间伐对象时,除了看林木生长指标以外,还应考虑空间结构因素,有利于提高林木空间利用率,优化树种组成,能够促进林分天然更新。因此划入间伐树时应考虑的因素:对标准地内丛生白桦进行间伐,保留1株·丛-1,其余白桦与萌生枝条(白桦幼树)、山杨等非目的树种一并伐除;被压木(4,5级木)有转换成平均木的可能性,因此不应间伐所有被压木[9],而伐除无转换的被压木;按照经营目标,结合林分演替趋势,从林分主林层和演替层中,适当进行间伐,调整树种组成,调控林分演替,优化林分结构。综上所述,理论间伐树显然不能完全适合林分结构优化的要求。有必要对间伐树的范围、对象进行调整。间伐强度大小主要由林分中被压木的株数比例、丛生白桦株数比例、林分演替状况等决定。

    • 根据优化结构,促进林分生长,提高更新能力,调控林分演替的目的,按照综合抚育法,采用了以下技术措施:根据林分垂直结构特征、林分未来演替趋势,通过抚育间伐技术,从林分垂直分布中控制白桦演替趋势,从主林层、演替层和更新层中控制白桦优势,间伐白桦和山杨,减弱垂直各层中白桦成数,提高落叶松比例,在未来林分演替趋势中使落叶松占优势,逐渐形成落叶松白桦混交林。调控林木分布格局,减小林木聚集系数,提高林分空间利用率。基于以上目标和方法,对间伐树株数和构成进行了调整(表 3)。实际间伐树株数比例达12.0%~47.7%(表 3),远远大于理论间伐株数比例(表 2)。其中,更新幼树占77.6%~90.0%。调整间伐树组成后,6块标准地蓄积采伐强度将变为5.1%~19.5%(表 3)。6块标准地间伐树株数及其分配比例有较大差异。这与林分树种组成、林分密度、垂直结构、林木格局、林分演替、林分更新密度等诸多因素有关。大体上,间伐树株数分配从大到小的排序为更新幼树>间伐树>演替树>用材后备树>用材树(表 3)。但标准地2,标准地5和标准地6的排序较特殊。标准地2主林层中白桦占优势,需间伐白桦,控制白桦优势,提高兴安落叶松比例,因此,从用材树中间伐的白桦和山杨较多,提高了用材树分配比例。标准地5主林层中白桦占4成山杨占1成,须间伐山杨,提高兴安落叶松比例,因此,也要从用材树中间伐山杨。标准地6在主林层中白桦占3成并还有山杨,在演替层中兴安落叶松占优势,但更新层白桦占优势。未来林分演替趋势具有白桦占优势的可能性,因此,需减弱更新层中白桦成数,提高兴安落叶松比例。从用材树中伐除山杨,更新层中间伐白桦,而从用材后备树中未进行间伐。

      表 3  实际间伐树株数比例及其分配

      Table 3.  Actual number proportion and allocation of thinning trees

      标准地号 实际间伐树比例/% 实际间伐树株数分配/% -蓄积采伐强度/%
      小计 用材树 用材后备树 演替树 间伐树 更新幼树
      1 43.1 100.0 0.0 1.5 7.1 7.3 84.2 19.5
      2 12.0 100.0 9.1 2.0 3.0 5.1 80.8 14.4
      3 47.7 100.0 0.7 1.4 5.4 15.0 77.6 16.6
      4 17.2 100.0 3.9 4.5 4.5 7.3 79.9 10.6
      5 20.2 100.0 3.8 1.9 4.8 5.8 83.7 7.8
      6 15.0 100.0 3.3 0.0 5.0 1.7 90.0 5.1
    • 本研究从林分整体出发,以恢复并优化过伐林林分结构,促进林分生长,提高林分生产力,提高自然更新能力为目的,根据林木个体大小、年龄、位置、作用、用途和其他重要程度,提出了林木分类管理技术。进一步明确了结构优化的目的性,方便了抚育经营操作,对林分结构优化经营具有重要意义。本研究将林木划分为用材树、用材后备树、伴生树、演替树、母树、更新幼树和间伐树等7类。这也是林分结构优化途径的有效分解方式,明确了间伐树数量和间伐对象,能够确定合理间伐强度,为兴安落叶松过伐林合理间伐强度的确定提供参考。

      传统的目标树经营,更多考虑的是促进目标树生长,围绕目标树结构采取经营措施。目标树经营技术[10]比较适合林分结构优化经营,国外已有不少成功的案例[11]。国内研究也表明,目标树经营较粗放经营和无干扰模式经营具有诸多优点,有利于改善林分结构,提高林分生产力[12]。但目标树经营对森林群落结构和功能产生什么影响还没有得到系统的研究[12],而且实践探索主要以人工林为主[13],现仍处在探索阶段。

      过去以采伐量小于蓄积生长量的原则先确定采伐强度。选定间伐对象具有片面性,依据不充分,缺乏考虑林木格局、更新、演替、空间利用等问题。这显然不适宜结构优化经营的要求,存在诸多不足。应从林分整体上考虑优化问题,依据林分结构现状、各类林木范围、数量等分类情况来确定合理间伐强度。这2种方式确定的采伐强度,对林分生长、结构和功能发挥必然产生完全不同的影响和效果。陈辉荣等[14]认为:弱度和中度择伐后林分空间结构正趋向优化;马映栋等[15]认为:采伐强度20%或30%有利于调控林分空间结构;齐麟等[16]认为:中等的采伐强度(30%)既可以使阔叶红松Pinus koraiensis林的群落结构在较短的时间内得到较好的恢复,又可以促进主要乔木树种的更新;周梦丽等[17]认为:采伐强度为30%的森林经营措施更有利于天然云冷杉林的伐后恢复生长;吴蒙蒙等[18]认为:弱度(13%)和中度采伐(29%)可以促进林分结构的调整。

      不同结构的林分各类林木株数比例不同,应采取不同的间伐强度,避免出现一刀切的问题。本研究为过伐林结构优化,促进目的树生长,调控林分演替,认为适合采用综合抚育法。因此,伐除一定比例的被压木以外,间伐树的选定方面兼顾考虑了主林层、演替层和更新层等各个层次,从而确定了较低强度(5.1%~19.5%)的采伐模式,这样有利于最大程度减少干扰,促进更新,调整树种组成,整体优化结构,这与相关研究结果一致。

参考文献 (18)

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