不同間伐強度對桉樹人工林林分特性及土壤環(huán)境的影響

林豐煥

(汕尾市國有羅經(jīng)嶂林場，廣東 汕尾 516600)

在全球的用材林品種中，桉樹(Eucalyptus)是具有廣泛應用價值的樹種，具有極強的適應性，并且生長迅速、產(chǎn)量高，被國內(nèi)外短周期工業(yè)原料領(lǐng)域應用。以桉樹為原料的領(lǐng)域包括制漿造紙、工業(yè)化木鑲板以及以木炭為基礎(chǔ)的鋼鐵工業(yè)。為了讓單株桉樹的產(chǎn)量達到預期的效果，會對桉樹林實施間伐措施，以實現(xiàn)最終產(chǎn)品價值的最大化目標，在確保桉樹最高效率的同時也降低了死亡率。由此，對桉樹的間伐強度的研究對我國的桉樹經(jīng)濟和林業(yè)環(huán)境都有重大意義[1]。

1 不同間伐強度對桉樹人工林林分特征的影響

1.1 對林分胸徑的影響

該研究對胸徑指標的計算分析是利用取四種間伐強度下解析樹干的平均值，然后計算獲得的平均標準木，求得不同密度狀態(tài)下林分胸徑生長的總量、連年生長量和平均生長量。研究數(shù)據(jù)表明，通過對間伐后4～8 a的強度間伐林分、中度間伐林分、 弱度間伐林分和對照間伐林分在間伐五年內(nèi)的連年生長量、平均胸徑和平均生長量進行分析發(fā)現(xiàn)，基于間伐強度不同的影響下連年生長量、平均胸徑和平均生長量三項指標，影響程度大小的順序為：①強度間伐，②中度間伐，③弱度間伐，④對照間伐。足以顯示撫育期間的間伐措施有助于桉樹胸徑的增長，而且間伐強度增大，胸徑的增長速度就越快。

1.2 對林分徑階的影響

該研究對四種間伐強度試驗地實施調(diào)查顯示，桉樹人工林在不同間伐強度下都為“正態(tài)分布”的狀態(tài)，見圖1。其中對照峰值為16徑階；弱度的峰值為18徑階；中度峰值為20徑階；強度的峰值為22徑階。徑階分布的峰值還會隨著間伐強度的增大而加大。由此可見，撫育間伐措施調(diào)整了桉樹林的結(jié)構(gòu)，隨著強度提高，大徑材的比例也會相應提升[2]。

圖1 不同間伐強度各徑階分布圖

1.3 對林分樹高的影響

試驗研究表明，四種間伐強度對試驗地的桉樹人工林樹高總生長量具有不同的影響，具體數(shù)據(jù)為：對照間伐25.70 m、弱度間伐26.35 m、中度間伐26.75 m、強度間伐27.63 m。通過數(shù)據(jù)顯示，桉樹人工林的樹高在不同間伐強度下生長過程呈現(xiàn)一致的趨勢，林齡增加后樹高也會增加，隨著時間的推移增長速度開始平緩。隨著間伐強度加大，桉樹的樹高也會增大，但不同式樣地間的樹高總體生長量沒有太大的差距，差距的比例在7.5%以內(nèi)，足以體現(xiàn)不同間伐強度可以促進樹高的生長，但其促進作用有限。在0～3 a內(nèi)，各試驗地的連年生長量差距不大，不同間伐強度下各試驗地樹高的連年生長量都在一年生時達到最高。如果在3～4 a生內(nèi)進行間伐，那么在3～8 a期間各試驗地樹高的連年生長量會不斷減小，用8 a生四種間伐強度的樹高連年生長量對照，表現(xiàn)為：對照間伐1.27 m、弱度間伐1.37 m、中度間伐1.00 m、強度間伐1.33 m。分析在平均生長量，各試驗地都呈現(xiàn)逐漸下降的態(tài)勢。而且隨著不斷增加的間伐強度，樹高的平均生長量下降的趨勢不會停止，顯示撫育期間間伐措施對樹高影響很小[3]。

1.4 對單株材積和蓄積量的影響

1.4.1 材積總生長量

該研究利用的是伐倒木求材積的辦法， 經(jīng)過解析各平均標準木樹干后獲取材積的生長規(guī)律。試驗數(shù)據(jù)表明在不同間伐強度下桉樹單株材積總生長量隨樹齡的增長而增大，具體數(shù)據(jù)為表1。不難看出，如果間伐強度增大，林分單株總生長量也隨之增大。

表1 間伐材積數(shù)據(jù) 單位：m3

1.4.2 材積連年生長量

針對單株材積的連年生長量，在不同間伐強度下呈現(xiàn)先增大后減小的態(tài)勢[4]。分析四種間伐強度下的單株材積在不同樹齡的連年生長數(shù)據(jù)，具體情況見表2。

表2 不同年生長量數(shù)據(jù)表

單株材積年生長峰值在對照和弱度間伐之間波動幅度較大，中度間伐和強度間伐的生長曲線相對平緩。

1.4.3 材積平均生長量

在桉樹人工林林分單株材積平均生長量方面，具體數(shù)據(jù)為表3。

表3 生長量數(shù)據(jù)表

由此可見，在間伐強度增大的情況下，桉樹林分單株材積的連年生長量的平均生長量的峰值會不同程度地延后。

1.4.4 林分蓄積量

該研究通過對四種間伐強度下各試驗地林分蓄積量的對比，顯示各試驗地的林分蓄積量沒有太大的差距，差距在385～420 m3之間。其中強度間伐試驗地的林分蓄積量最大，弱度間伐試驗地、中度間伐試驗地的蓄積量都小于對照間伐試驗地，由此可見，間伐強度的增加并不能直接增加林分的蓄積量，只有40%的間伐強度呈現(xiàn)最佳蓄積量[5]。

2 桉樹人工林不同間伐強度對土壤環(huán)境的影響

2.1 影響土壤酶活性程度

(1)研究顯示，增加土層的深度，會不斷減少林分土壤蔗糖酶的活性。在0～20 cm以及20～40 cm的土層中，土壤蔗糖酶針對4種間伐強度下的活性大小為：對照間伐大于強度間伐大于中度間伐大于弱度間伐，而且從試驗地的影響程度分析，對照間伐要高于弱度間伐和中度間伐。而蔗糖酶活性在40～60 cm深土層內(nèi)大小順序為：對照間伐大于強度間伐大于弱度間伐大于中度間伐[6]。

(2)增加土層的深度會減少林分土壤脲酶的活性。在不同土層中土壤脲酶活性會隨著間伐強度的加大而逐漸增大。在0～20 cm和40～60 cm的土層，土壤脲酶的活性在每個試驗地之間差異性不明顯。

(3)如果逐漸增加土層深度，土壤中過氧化氫酶的活性也隨之降低。盡管不同土層間，間伐強度的增加，也會逐漸增加土壤過氧化氫酶的活性。針對20～40 cm土層，過氧化氫酶的活性在不同試驗地沒有明顯的差異性。

(4)如果增加土層深度，酸性磷酸酶在土壤中的活性顯著降低。如果增大間伐強度，在各個土層里會不斷增大土壤酸性磷酸酶 的活性，且都沒有明顯差異。撫育間伐對酸性酶在土壤中活性只有很小的影響。

2.2 對桉樹林分土壤理化性質(zhì)的影響

(1)在桉樹林的各土層中間，該研究介紹的四個間伐強度的試驗地之間土壤容重存在很大的差異，其中對照間伐的試驗地的容重最大，伴隨間伐強度的增大，土壤的容重會進一步減小。而隨著土層深度增加，各個試驗地顯著減少了毛管孔隙度。分析土壤毛管空隙，無論是強度間伐還是中度間伐都顯著高于對照間伐的試驗地。分析逐漸增加的土層深度，弱、中、強3種間伐試驗地與對照間伐試驗地比較，毛管空隙度的差值在顯著增大，足以顯示林木撫育階段間伐的強度會明顯影響到深層土壤毛管空隙。倘若加大間伐強度，桉樹林土壤的非毛管空隙地呈現(xiàn)各不相同的變化趨勢，如果土層深度為0～20 cm，則可以匹配相關(guān)規(guī)律：強度間伐大于對照間伐大于中度間伐大于弱度間伐的規(guī)律；土層深度為40～60 cm，完全符合強度大于中度大于弱度大于對照的規(guī)律。隨著間伐強度的增大土壤總孔隙度也會相應增大，強度間伐的試驗地土壤總孔隙度與對照間伐有很大差異[7]。

(2)伴隨間伐強度的增大，會增加其在各土層中的持水量。只有在20～40 cm土層，弱度間伐和中度間伐試驗地間差異不明顯，其他土層各個試驗地卻差異性很大。在林地的各個土層中，隨著間伐強度的增加毛管持水量也會相應增加，而隨著不斷增加的土層深度，毛管持水量會減少。研究田間持水量，各土層沒有明顯差距，而且不斷增加土層深度，還會減少持水量。最大持水量會受到間伐強度的影響，對多毛管持水量影響甚微[8]。

(3)增大間伐強度，如果土層深度在0～20 cm以及20～40 cm，會呈現(xiàn)pH值先增大后減小的現(xiàn)象；如果土層深在40～60 cm，會表現(xiàn)pH值先增后減的特征。有機物含量會隨著土壤深度的增加而減少。有機質(zhì)的含量會因為土壤深度增加而減少，其中0～40 cm的土層中，中度間伐試驗地有機物含量最高；在40～60 cm土層中，強度間伐有機含量最高。在各個土壤層中有機質(zhì)含量比起對照間伐試驗地都表現(xiàn)出最小。所以，間伐措施采用較高強度，可以促進有機質(zhì)在土壤中的積累。同時，如果逐漸增加土層深度，會明顯減少土壤里化學元素，例如氮、磷、鉀，以及水解性氮、速效鉀和有機磷，隨著不斷增加的間伐強度，全氮含量會呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，含量最高的弱度間伐模式。不斷增加的間伐強度，土壤中的水解性氮的含量也在顯著升高，中度間伐和強度間伐試驗地的水解性氮含量明顯高于其他間伐試驗地。各試驗地土壤全磷量大小順序為：中度大于對照大于強度大于弱度。各試驗地有機磷含量在0～40 cm土層大順序為：中度大于樣弱度大于強度大于對照，在40～60 cm的順序為：中度對照大于強度大于弱度。全鉀含量沒有明顯變化[9]。

3 結(jié)語

該研究首先通過深度研究桉樹人工林不同強度下影響林分特征的程度，然后對獲得的相關(guān)林分生長特征的規(guī)律進行對比分析，包括胸徑、樹高和材積導尿管指標，深度而全面地研究了間伐強度與桉樹人工林林分生長特征的影響和作用的關(guān)系[10]。然后對土壤環(huán)境進行了研究，研究表明隨著土層厚度的增加，土壤里的蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性會減少，這側(cè)面反應土壤表層的反應活動頻繁。而伴隨間伐強度的增大土壤容重會逐漸減小?？茖W的間伐措施有助于林分結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度減小林分內(nèi)養(yǎng)分的競爭壓力，土壤結(jié)構(gòu)明顯改善，土壤容重大大降低。