森林培育过程中森林抚育间伐存在的问题及措施研究

刘攀旭

(河北省塞罕坝机械林场北曼甸分场,河北 承德 068450)

森林资源是生态环境系统不可分割的重要一部分。本文重点关注和分析森林在培育期间的森林抚育间伐工作存在的实际问题,深入研究可以采取的有效措施,保证林木拥有更加合理的光照和充足的养分,提升林木培育的质量。

1.1 调整林业结构

进行森林培育时,要系统考量森林抚育间伐的森林类型以及结构、蓄积量等因素,通过森林抚育间伐提高林分质量,调整林业结构及林业类型,使目的树种拥有健康良好的生存环境,在针对性地砍伐非目的树种和有害林木的作业活动中,使森林的整体林分机能和稳定性明显增强[1]。

1.2 提高林分质量

森林抚育间伐能够明显改善林木小气候及林分结构,对植物多样性和养分循环带来直接的影响,并能够通过森林抚育间伐的方式提高林木的生产力,促进林木的培育和可持续发展。

2.1 森林抚育间伐认知存在偏差

当前一些林业工作人员缺乏对森林抚育间伐工作的深入认知,根本没有思考森林抚育间伐有怎样的重要性和必要性,只是单方面认为这一方式能够提升森林产量,而没有结合森林抚育间伐的目标进行作业[2]。同时,一些工作人员没有从宏观和整体角度来看待它,没有认识到森林抚育间伐对森林系统长远可持续发展的重要性,过分注重眼前的短期利益,而没有从整体、长远的视角进行森林抚育间伐工作的开展。

2.2 森林抚育间伐理论支持不足

在当前的森林抚育间伐工作之中,缺乏与森林抚育间伐相适宜的理论体系,由于受到自身知识水平及视野的限制,林业工作人员没有根据各自的地域环境进行森林抚育间伐,在森林抚育间伐技术应用上还不够成熟和系统化,不利于充分发挥森林抚育间伐的作用。

2.3 森林抚育间伐区域混乱

当前森林抚育间伐区域还不够明确,没有明确划分禁伐区,导致这些区域存在过度砍伐的现象,难以开展正常的林木培育工作,不利于提高森林生态系统的经济效益。

3.1 增进对森林抚育间伐的认知

要在森林培育过程中坚持“抚育”的目的,做到既重视“伐”又注重“育”,倡导森林抚育间伐的科学合理性,从生态的视角开展森林抚育间伐工作,保证森林系统的长远可持续性发展[3]。同时,还要全方位考量森林系统的经济性、生态性和自然性,从整体性、前瞻性的视角开展森林抚育间伐作业,转变短视眼光,较好地提高森林抚育间伐的科学性。

3.2 通过森林抚育间伐改善林分结构

在森林培育过程中森林抚育间伐作业中,要遴选适宜的间伐量方法,还要考虑林木的胸径和冠幅相关性。

以渭北黄土高原区刺槐人工林为例,测量获悉活立木的胸径和树高,确定不同的间伐强度,计算刺槐林木不同林龄不同间伐强度的平均大小比数和平均角尺度。通过抚育间伐对刺槐林木大小比数的影响分析可知,对于25 年生刺槐林木的间伐大小比数为0.50 时分布最多,25%间伐强度下的林木优势度得到明显提升,处于挤压或劣势状态的林木得到明显释放,有利于林木的快速生长。对于18 年生刺槐林木而言,抚育间伐在不同强度下的林分整体分布形成对称轴的单峰状分布,林木的生长空间得到充分释放,较好地保留了林木的竞争优势。对于7 年生的刺槐林木而言,25%的间伐强度之下,7 年生的刺槐林木明显提升了整体的优势,降低了林分竞争中劣势林木的比例。

从抚育间伐对刺槐林木角尺度的影响来看,如果是25 年生刺槐林木间伐,那么随着强度的不同,绝对均匀频率则会有较低的频率分布,这与刺槐林木在野外自然生长的状态是如出一辙的[4]。尤其是在间伐强度为25%时,林木的绝对不均匀分布频率降至1%;
在间伐强度增加时,林分中不均匀分布的频率相应降低,林木的平均角尺度明显降低,不仅能够实现林分中立木的空间分布科学,能够保障林木植株具有足够的生产空间,改善林分结构中的植株挤压状态。对于18 年生的刺槐林木而言,如果是没有间伐和5%间伐强度下林分结构,那么会形成团状分布的格局;
如果这一数值在15%~25%,那么林分平均角尺度会转变为随机分布状态。相较而言,25%间伐强度的林木空间分布格局更加优化。观察7 年生的刺槐林木而言,25%间伐强度下的分布状态由最开始的团状分布会转变为随机分布状态,这不仅有利于林木的分布格局科学合理,而且能够在平均角尺度上实现自然演替或顶级群落随机分布,并且最终能够无限接近于原始林分。

3.3 通过森林抚育间伐提高生产力和养分循环

通过不同的森林抚育间伐模式能够明显改善林木小气候,提高森林生产力和养分循环,更好地实现林木的健康培育。

通过森林抚育间伐能够使林木的胸径发生改变,在抚育间伐之后改变了林分密度,并在合理调整间伐强度之后扩大了林木的生长空间。相较于ck 和30%下层伐模式而言,机械伐和50%下层伐模式下的林木胸径生长量最大,其均值分别为1.34cm 和1.26cm。通过林木一元材积模型计算获悉间伐一年后的林木材积量,间伐后的林木胸径生长量和单株材积增长量明显提升。具体可知,ck 和30%下层伐模式下的单株材积增长量分别为0.00 018m3、0.00 019m3;
机械伐和50%下层伐模式下的单株材积增长量分别为0.00 029m3、0.00 025m3。由此可知,机械伐和50%下层伐的单株材积增长量明显,而ck 和30%下层伐的单株材积增长量差别不大。

从不同间伐模式对林木生物量的影响来看,不同间伐模式下林分1 年的生物量增加量明显,相较于ck和30%下层伐模式而言,机械伐模式下的单株林木的单株林木的主干和枝条、整株林木的生物增加量最大,其值分别为35.45kg/株、11.38kg/株、1.06kg/株、47.95kg/株。由此可见,高强度的抚育间伐处理能够明显改善林分空间结构,保持适宜的林分土壤水热条件,使单株林木的生长空间更加宽广,进一步增大了单株林木的营养面积。

从不同间伐模式对林木凋落物量的影响来看,整个林分的凋落物量没有明显差异,仅在不同月份体现出一定的差别,呈现出明显的双峰M 形趋势。具体来看,9 月份的林分叶片凋落物量均值为79.18g/m2,11 月份的林分叶片凋落物量均值为95.28g/m2,12 月份的林分叶片凋落物量均值为7.25g/m2。通过分析可知,由于林分抚育间伐时间为1 年,时间较短,不间伐的林木株数还较多,林木树叶脱离的数量还不够明显。

从林木抚育间伐对林下植被生物量能够造成的影响角度来看,林下植被生物量与林分密度和配置方式体现出紧密的联系。一般来说,秋季的林下植被生物量最大,冬季的林下植被生物量最小[5]。秋季机械伐的林下植被生物量为780.45kg/hm2,冬季ck 伐的林下植被生物量为122.20kg/hm2。究其原因主要在于秋季林分林木的叶片凋落,林木的郁闭度下降,林下植被的生物量积累达到最大值。在抚育间伐处理模式下,能够明显改变林分郁闭度,使林下植被生物量得以改变。

从林木抚育间伐对林木养分的影响来看,凋落物中的营养元素与土壤条件、林木自身的生理功能、调剂与迁移有密切的关联。从凋落物中的Ca 元素含量来看,由于夏季叶片生长旺盛,需要较多的养分;
而冬季的林分生长趋缓,对养分的需求相应降低,凋落物中的养分含量最小。凋落物中的全N 含量呈现出先上升后趋缓的状态,7 月份的林木全N 含量到达最大值7.93g/kg,冬季的凋落物全N 含量则呈平稳下降态势。林木的凋落物中全P 含量在间伐条件下也有一定的改变,夏季P 含量为1.23g/kg,冬季的P 含量为0.81g/kg。林木的凋落物K 含量在不同间伐模式下有所改变,夏季50%下层伐模式下的林下植被全K 养分含量低至39.94kg/hm2;
ck 间伐模式下的林下植被K 含量则高达35.32kg/hm2;
秋季30%下层伐模式的K 含量高达20.56kg/hm2,50%下层伐模式的K 含量则为17.31kg/hm2;
冬季50%下层伐模式的K 含量为8.42kg/hm2,而ck 和机械伐模式下的林木K 含量相对偏低。从林下植物的Mg 养分来看,夏季30%下层伐下的Mg 含量为5.49kg/hm2;
夏季30%下层伐下的Mg 含量为4.72kg/hm2;
秋季30%下层伐下的Mg 含量为8.40kg/hm2;
冬季50%下层伐下的Mg 含量为6.81kg/hm2。

3.4 运用抚育间伐改善林地土壤环境

林木抚育间伐能够明显改善各种林分的土壤养分状况,在不同间伐模式程度之下,不同土壤的响应程度存在较大的差异。在进行林木抚育间伐作业时要依循林木的需养规律,要紧密结合不同树种的不同特点,如生长时期以及养分需求等多个方面,接着再采取有差异性的营林方式,达到最佳的营林效果。

以锐齿栎林为例,在不同间伐强度下的锐齿栎林土壤理化性质及养分元素有一定的改变。在抚育间伐强度增大时,锐齿栎林分内部土壤的pH 增大,TK、TP则呈降低趋势。

不同的抚育强度对油松林土壤养分也有一定的影响。如果抚育间伐强度达到了20%,则意味着土壤有机含量达到了最大程度,增加了约267.9%;
土壤中的TN含量达到最大值,增加了约195.6%。

华山松林在不同的抚育间伐强度下的土壤养分有一定的改变。当间伐强度为20%时,土壤的含水率到达最大值,土壤中的pH 则随间伐强度增大而减小,有机质含量、NH4+-N 和TN 含量则随着间伐强度的递增呈升高趋势。

3.5 加强抚育间伐的监测

为了更好地推进森林的科学经营,要注重和加强森林抚育间伐的监测工作,建立森林抚育间伐成效监测系统,灵活使用样地信息导入以及样地信息显示等多个具有功能的模块,实现现有的网络和用户端基础设施进行抚育间伐监测分析。

(1)树高监测。可以利用森林抚育间伐成效监测系统测量林木的胸径,通过搭建树高-胸径模型获悉林木胸径和树高之间的相关性,将样地中测取的真实树高与胸径数据带入树高曲线方程,接着生成与样地对应的树高模型,最后生成对应的树高数据[6]。

(2)生物量成效监测。可以利用森林抚育间伐成效监测系统对林木生物量进行监测,包括林木的总生物量、树干生物量、树冠生物量、树枝生物量、树叶生物量等,通常采用平均标准木法、异速生长方程法、遥感估测法等方法,计算获悉林木的生物量,根据实际情况对间伐林木进行全木测量。

(3)固碳释氧成效监测。根据实际的活立木蓄积量计算获悉森林固碳释氧数据,具体方法包括有生物量法、蓄积量法,其计算步骤主要有:选取样地活立木蓄积值信息→调用固碳释氧→计算固碳量和释氧量。

(4)经济成效监测。要对森林抚育间伐作业进行经济成效的监测,关注森林抚育间伐作业的成本,从蓄积量公式公式计算角度来看,不仅可以整体知晓抚育间伐监测地的林分蓄积量,而且可以科学估算连年的实际生长量以及林木的具体枯损度,进而得出若干年后林地的经济效益。

综上所述,在进行森林培育时,如果采取了森林抚育间伐,那么深林内部的空间将会得到最大程度的释放,减少植株之间的空间挤压,促进林木的均匀分布。本文深入全面地分析森林抚育间伐存在的问题,探讨森林抚育间伐的有效措施,关注森林抚育间伐对林分结构、生产力、养分循环、土壤环境的影响,加强森林抚育间伐的成效监测,充分突显森林抚育间伐的生态化意义和功能,使得我国森林生态环境可以实现持续健康发展。

后续还要不断完善森林抚育间伐的监测,引入遥感技术和地理信息系统对样地信息进行展示和分析,为不同生长时期的不同树种提供相匹配的营林方式。

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