不同間伐保留密度對杉木人工林枝條生長的影響

摘要：[目的]探究不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條發(fā)育的影響，為杉木無節(jié)材定向培育的間伐密度控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。[方法]以福建省沙縣官莊國有林場9年生杉木人工林為研究對象，設(shè)置3種不同的林分保留密度：1 200株·hm-2（間伐強度為67%，L）、1 800株·hm-2（間伐強度為51%，M）和2 250株·hm-2（間伐強度：27%，H），間伐后的第5年，在各樣地內(nèi)選取標(biāo)準(zhǔn)木進行觀測，探討不同間伐后的林分保留密度對杉木枝條發(fā)育的影響。[結(jié)果]1）枝條總量、8m以下枝條數(shù)量、8m以上枝條數(shù)量、死枝數(shù)量、活枝數(shù)量均表現(xiàn)為：Lgt;Mgt;H，枯枝率表現(xiàn)為Hgt;Mgt;L；2）基徑隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，表現(xiàn)為Lgt;Mgt;H，且L與H之間存在顯著性差異（P＜0.05），同時L的枝長大于M和H，說明低的林分保留密度更有利于枝條生長；3）活枝枝條基徑和枝長呈明顯的線性相關(guān)，死枝枝條基徑和枝長線性相關(guān)性較小。4）死枝的基徑、枝長、數(shù)量與活枝數(shù)量隨樹干垂直高度的增大而增大，活枝的基徑與枝長隨垂直高度的增大而減小，H、M的分枝角隨垂直高度的增加而減小。5）死枝與活枝的基徑、枝長與分枝角在南部區(qū)域（90?！?25。）整體大于北部區(qū)域，但枝條數(shù)量在東部區(qū)域（0°～180°）大于西部區(qū)域。[結(jié)論]要根據(jù)不同的培育目的調(diào)整杉木間伐后的林分保留密度，高的林分保留密度會抑制枝條基徑和數(shù)量的生長，從而減少節(jié)子的大小和數(shù)量，提高木材質(zhì)量。在杉木幼齡期時可以對林木進行修枝，以減少宿存枝條，達到提高木材質(zhì)量、培育無節(jié)材的目的，綜合本研究的3種間伐保留密度，其中1 800株·hm-2的林分保留密度更適宜培育無節(jié)大徑材。

關(guān)鍵詞：杉木；間伐保留密度；枝條發(fā)育；無節(jié)材

中圖分類號：S 753 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-1498（2024）03-0175-08

枝條的數(shù)量、基徑、長度等在一定程度上決定著木材的質(zhì)量和等級。因此，研究枝條的發(fā)育規(guī)律對于提升木材質(zhì)量具有重要作用，也已逐漸成為研究的熱點。大量研究結(jié)果表明，枝條的分布和生長規(guī)律與林分密度調(diào)控技術(shù)密切相關(guān)。歐陽紅旗等的研究結(jié)果表明，密度對獼猴桃枝條產(chǎn)量、基部直徑具有顯著影響，但對枝條長度的影響不明顯；王志海等研究表明，密度對米老排枝條的大小影響顯著，高密度會顯著抑制枝條的生長；章志都等對林分密度對山桃樹冠影響的研究結(jié)果表明，林分密度對1級側(cè)枝的樹冠形態(tài)參數(shù)影響顯著。類似研究還有很多，也均表明林分的密度與枝條的生長密切相關(guān)。

杉木（Cunninghamia /anceo/ata （Lamb.）Hook．）是我國南方特有的優(yōu)良速生樹種，具有速生豐產(chǎn)、材干通直、適應(yīng)性強、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。撫育間伐是杉木人工林培育的主要營林措施之一，通過降低林分密度，改善林分內(nèi)的光照、溫度、濕度、土壤等環(huán)境條件，從而促進林分保留木的生長。撫育間伐對杉木生長的影響已開展了大量的研究，而對于撫育間伐對枝條發(fā)育的影響研究較少。本研究以福建省沙縣官莊國有林場的9年生杉木間伐密度試驗林為研究對象，探究了不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條發(fā)育的影響，以期為提高杉木人工林無節(jié)材培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗林設(shè)置在福建省沙縣官莊國有林場，林場為閩西北低山丘陵地帶，海拔高平均在200～800m左右；氣候溫和，土層深厚，土壤肥沃，土壤以紅壤為主且腐殖質(zhì)含量較多，并分布有黃紅壤；林下植被以冬青（//ex chinensis Sims）、粗葉榕（Ficus hirta Vahl）、傅氏鳳尾蕨（Pteris faurieiHieron）等為主。

1.2 實驗設(shè)計

該試驗林分于2009年完成造林，造林密度均為3 250株·hm-2，面積均為20 m×20 m。為保證試驗的準(zhǔn)確性，試驗林分的坡位、坡度、土壤條件相對一致，采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置間伐后高林分保留密度（H：2 250株·hm-2）、中林分保留密度（M：1 800株·hm-2）、低林分保留密度（L：1200株·hm-2）3種處理，每個處理3個重復(fù)。試驗林地立地指數(shù)均為18 m，并于2017年（林齡為9a）完成間伐處理。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣地調(diào)查

2023年對杉木人工林進行每木檢尺，各間伐后的林分保留密度杉木人工林特征如表1。

1.3.2 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)試驗林林分的胸徑和樹高，在每個樣地選取1株遠(yuǎn)離林緣的標(biāo)準(zhǔn)木。按照2m區(qū)分段，記錄一級枝條的狀態(tài)。死枝測量時，在標(biāo)準(zhǔn)木樹下鋪設(shè)篷布，使用測高桿測量著生高度，使用修枝剪從基部剪下死枝，測量基徑、枝長、目測方位角。標(biāo)記北線將標(biāo)準(zhǔn)木伐倒，測量活枝的著生高度、基徑、枝長、分枝角、方位角。枝條基徑用游標(biāo)卡尺測量，枝長用卷尺測量，分枝角用角度尺測量，方位角分為8個區(qū)域，以正北為0°，正東為90°，間隔45°為1個區(qū)域，目測枝條的方位區(qū)間。

1.4 數(shù)據(jù)處理

從9株樣木采集的數(shù)據(jù)，利用Excel進行數(shù)據(jù)的初步處理，采用SPSS統(tǒng)計軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間伐后的林分保留密度對林分枝下高的影響

由圖1可知，死枝枝下高均在2～4 m范圍內(nèi)，活枝枝下高均在6～9 m范圍內(nèi)。枝下高隨間伐后的林分保留密度的增大而增大，各處理間杉木死枝、活枝枝下高均表現(xiàn)為Hgt;Mgt;L，經(jīng)方差分析結(jié)果表明，各間伐后的林分保留密度處理間差異均不顯著（pgt;0.05），說明間伐后低的林分保留密度會降低死枝和活枝的枝下高。

2.2 不同間伐后的林分保留密度對林分枝條數(shù)量的影響

由表2可知，間伐后的林分保留密度對杉木枝條總量、死枝、活枝、樹干垂直高度8m以下，樹干垂直高度8m以上枝條數(shù)量的影響表現(xiàn)為隨林分保留密度的減小而增大，均為Lgt;Mgt;H，且經(jīng)方差分析結(jié)果表明活枝、總枝條、樹干垂直高度8m下枝條數(shù)量L顯著高于M、H（P＜ 0.05）。間伐后的林分保留密度對枯枝率的影響表現(xiàn)為隨間伐后的林分保留密度的減小而減小，表現(xiàn)為Hgt;Mgt;L．但并未表現(xiàn)出顯著性差異（pgt;0.05）。表明低的林分保留密度會顯著促進活枝、總枝條和8 m下枝條的數(shù)量，同時降低林木枯枝率。

2.3 不同間伐后的林分保留密度對林分枝條基徑、枝長和分枝角的影響

由圖2p可知，枝條基徑隨間伐后的林分保留密度的減小呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，表現(xiàn)為Lgt;Mgt;H，且L顯著大于H（P＜ 0.05），死枝枝長與間伐后的林分保留密度間的關(guān)系表現(xiàn)為Lgt;Hgt;M，未表現(xiàn)出規(guī)律性影響，活枝枝長與間伐后的林分保留密度間的關(guān)系表現(xiàn)為隨間伐后的林分保留密度的降低而增大，表現(xiàn)為Lgt;Mgt;H，且活枝與死枝的枝長均表現(xiàn)為L的枝長顯著大于H（P＜ 0.05），分枝角表現(xiàn)為Lgt;Mgt;H。方差分析結(jié)果顯示：死枝基徑和枝長的線性關(guān)系（圖3）弱于活枝，活枝枝條基徑（x）和枝長（y）呈明顯的線性相關(guān)（圖4），可用y=a+bx表示。低間伐后的林分保留密度可顯著促進基徑和枝長的生長。

2.4 不同間伐后的林分保留密度對杉木人工林枝條的空間分布

2.4.1 垂直分布

由表3可知，各間伐后的林分保留密度的林木的死枝枝條均出現(xiàn)在樹干垂直高度2m以上。在樹干垂直高度8m下，死枝枝條的基徑和枝長隨著高度的上升而增大。均表現(xiàn)為6m以上的枝長與基徑顯著高于6m以下，數(shù)量也在6～8 m時達到最大值，8m之后死枝枝條的數(shù)量顯著下降，L在8m以上未出現(xiàn)死枝。由表4可知，間伐后的不同林分保留密度中，H、M的活枝均出現(xiàn)在8m以上，L的活枝出現(xiàn)在6m以上，表明間伐后低的林分保留密度能降低林木的枝下高。3種間伐后的林分保留密度活枝的基徑、枝長與分枝角隨高度的增加而減小，H、M處理中活枝的數(shù)量表現(xiàn)為隨高度的增加而增加，并表現(xiàn)出顯著差異（ P＜ 0.05），L處理中活枝數(shù)量在1 0～12 m區(qū)間出現(xiàn)不顯著降低。

2.4.2 水平分布

由表5可知，通過分析不同間伐保留密度的不同方位的枝條基徑、長度、分枝角和枝條數(shù)量的分布規(guī)律得知：H、M處理中死枝枝條基徑與枝條長度在90?！?25。的南部區(qū)域達到最大值，最大基徑分別為17.7 mm、16 mm，最大枝長分別為177.9 cm、144.96 cm，L的死枝基徑與枝條長度未表現(xiàn)出規(guī)律性差異，分布較為均勻，最大基徑為16.54 mm，最大枝長為155.24 cm。H、M、L的死枝數(shù)量最大值出現(xiàn)在0°～180°的東部區(qū)域，H為11.67個，M為11個，L為11.33個。由表6可知，H、M、L處理中活枝枝條基徑、長度與分枝角的最大值均出現(xiàn)在90°～225°的南部區(qū)域。H、M、L的基徑最大值分別為16.95mm、19.96 mm、20.5 mm，枝長最大值分別為116.32 cm、134.21 cm、143.25 cm，分枝角的最大值分別為59.82°、68.71°、67.56°。H、M、L活枝數(shù)量最大值分別為10.33個、10.67個、11 .67個。

3 結(jié)論

（1）研究結(jié)果顯示，不同間伐后的林分保留密度對枯枝高影響不顯著，對活枝高的影響表現(xiàn)為隨間伐后的林分保留密度的減小而減小。與楊桂娟等對杉木的研究結(jié)果一致。杉木樹冠下部枝條死亡并宿存樹干上，并不脫落，因此，杉木的自然整枝能力并不由單一的枝下高決定。間伐后的林分保留密度對死枝數(shù)量的影響表現(xiàn)為隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，但并未表現(xiàn)出顯著性差異，低間伐后的林分保留密度會顯著增加活枝與總枝條數(shù)量，在一定程度上表明杉木枝條發(fā)育數(shù)量會隨生活空間的擴大而增大，與劉新亮等對樟樹幼齡林的研究結(jié)果一致。

（2）研究結(jié)果顯示，杉木死枝枝條的基徑與長度表現(xiàn)為隨間伐后的林分保留密度的減小而增大，與吳鞠等的研究結(jié)果一致?；钪Φ闹﹂L、基徑和分枝角表現(xiàn)為低的林分保留密度大于中、高保留密度，與唐繼新等對米老排的研究結(jié)果一致，隨著間伐后的林分保留密度的減小，枝條生長空間變大，水平競爭力減小，對陽光、水分吸收增大，枝條與樹干之間的夾角變大有利于枝條的生長。

（3）研究結(jié)果顯示，從垂直分布可知死枝的基徑、枝長與數(shù)量總體呈現(xiàn)出隨高度區(qū)間的增大而增大。活枝的數(shù)量基本呈現(xiàn)出隨高度區(qū)間的增大而增大，基徑、枝長、分枝角與高度區(qū)間呈反比，這與何韋均對米老排的研究結(jié)果一致。隨著林齡的增長，胸徑與樹高增大，對應(yīng)的活枝枝條基徑、長度逐漸增大，隨著競爭的結(jié)果出現(xiàn)死亡宿存在樹干上。從水平分布可知，H、M的死枝在南部區(qū)域（90°～225°）基徑與枝長整體大于北部。這與靳曉娟對長白落葉松的枝條研究結(jié)果部分一致。在競爭的結(jié)果下南部區(qū)域的枝條發(fā)育相對北部較好，但較低的保留密度時，發(fā)育空間充足，水平分布差異不顯著。3種處理中，東部區(qū)域（0°～180°）枝條數(shù)量整體高于西部區(qū)域，H、M的活枝基徑與長度，H、M、L的分枝角均表現(xiàn)為南部區(qū)域（90°～225°）大于北部區(qū)域，但東部區(qū)域（0°～180°）枝條數(shù)量大于西部區(qū)域。這與吳捷對樟子松的研究結(jié)果部分一致，樟子松枝條在水平方位區(qū)間分布始終較為均勻，但本研究中只有低間伐后的林分保留密度枝條發(fā)育水平較為均勻，這是由樹種和保留密度的差異引起的。

該研究結(jié)果表明，要根據(jù)不同的培育目的來調(diào)整杉木的間伐后的林分保留密度，高間伐后的林分保留密度會抑制枝條基徑和數(shù)量的生長，從而減少節(jié)子的大小和數(shù)量，提高木材質(zhì)量。除此之外，在杉木幼齡期時可以對林木進行修枝，以減少宿存枝條，達到提高木材質(zhì)量、培育無節(jié)材的目的，綜合本研究中的3種間伐保留密度，結(jié)果表明1 800株·hm-2間伐后的林分保留密度更適宜培育無節(jié)大徑材。

（責(zé)任編輯：彭南軒）

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD2201302）;福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)高峰學(xué)科建設(shè)項目（72202200205）。