全 文 ：四川盆地低山丘陵区柏木低效林改造效应研究
冯文贵 1 ,刘洋 1 ,肖兴仁 2
( 1. 阆中市林业局 ,四川阆中 637400;
2. 丹巴县半扇门林业站 ,四川丹巴 616300)
摘　要:柏木低效林是四川盆地丘陵区一种典型的低效林类型。通过 5年对四川省阆中市
哑口乡低效柏木人工林设计的 4种间伐强度的低改试验 ,进行了林分生长量调查 ,采用
Shannon- Wiener多样性指数、 Pielou群落均匀度指数和 Simpson生态优势度指数对低改
后林下植被的多样性进行了对比研究 ,结果表明: 1)抚育间伐对树高生长无显著影响 ( P>
0. 05); 2)不同间伐强度对林分平均胸径生长影响显著 ( P < 0. 01) ,其生长量随着间伐强度
的增强而增加 ,但保留密度 2, 490和 1, 560株 /hm2的 2个处理间的差异不显著 ( P> 0.
05) ; 3)林分低改后 ,增加了林下植被的 Shannon- Wiener多样性指数和 Pielou群落均匀
度指数 ,减低了 Simpson生态优势度指数。 作为水土保持林 ,可对柏林低效林进行 50%的
抚育间伐 ,即保留密度在 2, 500株 /h m2左右。
关键词:四川盆地 ;低效林 ;抚育采伐 ;物种多样性
The Study on Reconstruction of Low-functionCupressus funebris
Forest in the LowMountainous Region of Sichuan Basin
FEN G Wen-gui1 , LIU Yang1 , XIAO Xing-ren2
( 1. Fo restr y Bureau of Lang zhong City , Lang zhong 637400, China;
2. Banshanmen Fo restr y Station, Danba County , Danba 616300, China)
Abstract: Low-function Cupressus f unebris forest is one of the typical low-
function forest types in the low mountainous region of Sichuan basin. Four
thinning intensity experiments for low-function Cupressus f unebris forests w ere
carried out at the Yakou tow n of Lang zhong city in 2002. Authors measured
the increments of t rees in the experiments si te in 2006, and made a contrastive
research on species div ersity in the understory by Shannon-Wiener index ,
Pielou index and Simpson index . The results w ere as follows: ( 1) Dif ferent
thinning intensity had no remarkable effect on t ree heigh t ( P> 0. 05) ; ( 2)
Different thinning intensity had significant ef fect on diameter breast heigh t
( DBH) of forest ( P < 0. 01) . Increment of DBH increased w ith the increase of
thinning intensi ty; ( 3 ) Shannon-Wiener index and Pielou index w ere
increased, and Simpson index w as decreased. Thinning was necessary fo r low-
function Cupressus funebris forest used for conserv ation water and soil, and it is
suitable of thinning densi ty about 50% , namely, reserv ed density is about 2,
500 trees per hectare.
Key words: Sichuan Basin, Low-function fo rest, Thinning , Species diversi ty
　　低效防护林是指受到强烈自然和非自然因素
的干扰破坏 ,林分系统功能呈逆向发展趋势 ,林木
生长缓慢 ,质量低劣 ,植被总盖度低 ,林下土壤结
构受到严重破坏 ,最终表现为保土保水功能差 ,整
个林分生态系统几乎丧失自我恢复能力 ,其防护
效益差的林分。由于生态环境建设的需要 ,对低效
第 2期
2008年 6月　　　　　　　　　　　　 四川林勘设计SICHUAN FORESTRY EX PLORAT ION AND DESIGN　　　　　　　　　　　　 No. 2Jun. 2008
收稿日期: 2008- 02- 28　作者简介:冯文贵 ( 1971— ) ,男 ,四川省阆中市人 ,工程师 ,主要从事森林经营与管理。
林的改造和研究已成为恢复生态学领域的一个重
要内容。胡庭兴等、曾思齐等对马尾松低产低效林
的经营类型进行了划分 ,周立江探讨了低效林的
评判与改造途径 ,佘济云等、潘开文等对马尾松低
效林的改造进行了试验研究 ,李贤伟等对攀西地
区云南松低效林林分结构进行了调查研究。而柏
木林是四川盆地丘陵区的主要森林类型 ,也是四
川盆地丘陵区主要的低产低效林分 ,对这一林分
的改造试验研究尚未见报道。
1989年阆中市启动长江防护林建设工程 ,经
过十多年的营建和管护 ,森林面积大幅增加 ,森林
覆盖率由建设初期的 12. 7%增加到 42. 33%
( 2003年 )。据 2003年二类森林资源调查 ,阆中市
现有林地面积 71000hm2 ,其中幼龄林 47960 hm2 ,
中龄林 21620hm2 ,近成熟林 1420hm2。 工程的建
设极大地改善了阆中市的生态环境 ,但是 ,由于造
林密度过大、树种配置不够合理 ,加上苗木品质较
差及经营管理水平低等因素 ,所营建和管护的森
林林木年生长量小 ,林分结构不稳定 ,林木质量
差 ,林下裸露率高 ,导致森林生态系统脆弱 ,生态
功能低下 ,成为新的低产低效林。 如林分密度在
5000株 /hm2 以上的中幼龄林分 ,就有 40900
hm2 ,占整个中幼龄林分面积的 80% ;阆中市垭口
乡防护林面积 896 hm2 ,其中林木个体枯死在
15%以上的林分有 717 hm2 ,占了 80. 02% 。为了
充分发挥森林生态效益 ,提高林分质量 ,改善林分
结构 ,阆中市林业局自 2004年起 ,在垭口乡进行
了低产低效防护林改造试验。本文为改造试验的
一部分 ,对原始资料加以整理成文 ,以期为低效林
改造提供经验和模式。
1　研究区域概况和方法
1. 1　研究区域概况
低效林改造试验样地所在的阆中市 ,属于典
型的四川盆地低山丘陵区。 气候为亚热带季风气
候 ,年均温 17. 1°C, 1月均温 6. 3°C, 7月均温
27. 1℃ ,≥ 10℃的活动积温为 5460℃ ,无霜期 292
天 ,年平均降水量 1049mm ,主要集中在 7月— 9
月。主要的土壤类型为紫色土 ,呈微酸性 , pH值
为 6左右。
本区域原生植被为亚热带常绿阔叶林 ,由于
长期的人为破坏 ,原生植被不复存在 ,现有的植被
主要是柏木人工林、栎柏混交林及桤柏混交林。林
下灌木以黄荆 ( Vitex negurdo )、铁籽 (M yrsine
Af ricana)、火棘 ( Pyracantha fortuneana)等为主 ;
草 本 植物 以 苔草 ( Carex spp. )、圆果 雀 稗
( Paspalum orbiculare )和 竹 叶 草 (Oplismenus
compositus )等为主。
1. 2　研究方法
1. 2. 1　试验设计及林分调查
试验地位于阆中市哑口乡 ,林分为柏木人工
林 ,本地种源。 2002年 3月进行综合抚育法 ,设计
了 3种间伐强度和 1个对照 ,按株数间伐强度为
弱度 ( 21. 6% )、强度 ( 49. 4% )、极强度 ( 71. 3% ) 3
次重复 ,小区面积为 400m2 ( 20m× 20m)。 伐前林
木密度 4785～ 5445株 /hm2 ,伐后保留株数为
3765株 /hm2 (弱度间伐处理 )、 2490株 /hm2 (强度
间伐处理 )、 1560株 /hm2 (极强度间伐处理 )。采用
克拉夫特分级法 (五级 )确定间伐木对象 ,弱度间
伐处理伐除全部Ⅴ级濒死木和部分Ⅳ级木 ,强度
间伐处理伐除全部Ⅴ和Ⅳ级木 ,少量Ⅲ级木 ,极强
度处理伐除全部Ⅴ、Ⅳ和大量Ⅲ级木。 2006年 3
月对试验地进行了间伐后生长量调查。
林下植被多样性调查采用样方 ,即沿样地的
对角线机械布设 5个 5m× 5m的灌木层和 5个
2m× 2m的草本层小样方。分别调查灌木层和草
本层的植物种类、数量、高度、覆盖度。
1. 2. 2　物种多样性测度方法
( 1)重要值的计算。分别计算灌木层及草本层
的重要值。计算公式为:灌木层 IV= (相对多度+
相对频度+ 相对高度 ) /3;草本层 IV= (相对频度
+ 相对高度+ 相对盖度 ) /3。
( 2)物种多样性测度。文中采用物种多样性指
数、均匀度及生态优势度作为描述改造林分的物
种多样性指标。本文用以下几种常用的测度方法。
Shannon - Wiener 多 样 性 指 数 H= -
∑ Pi lnPi
Pielou群落均匀度指数 J= ( -∑ Pi lnPi ) /
lnS
Simpson生态优势度 C=∑ ( Pi /N) 2式中 , N
为取样中所有种类的重要值总数 , Pi为第 i种的
20 四川林勘设计　 2008年第 2期
相对重要值 , S为样地的物种总数。
2　结果分析
2. 1　间伐后林分生长量的变化
柏木低效林经 5年的改造 ,林分生长量增量 ,
不同处理间表现出一定的差异 (表 1)。 极强度间
伐的胸径生长量年均增长了 7. 18% ,弱度间伐也
增长了 2. 25% ,而对照仅增长了 1. 58%。 经方差
分析和 LSD多重检验 ,不同处理间胸径生长量增
量的差异显著 ( P < 0. 01) ,对照与各间伐强度间
均表现出差异水平 ( P < 0. 01) ,弱度间伐与强度
间伐和极强度间伐之间差异显著 ( P < 0. 01) ,但
强度间伐和极强度间伐间差异不显著 ( P>
0. 05)。树高年生长量中 ,各处理均比对照增加 ,比
对照增加 13. 28%～ 13. 67% ,但年生长量差异不
显著 ( P> 0. 05)。
表 1　低效柏木林改造前后林分生长量比较表
Table 1 The comparison of the incremen t before- and
af ter Cupressus funeb ris plan tation thinned
处理
水平
2002年 改造 5年后 ( 2006年 )
保留密
度 (株
/hm2)
平均
胸径
( cm)
平均
树高
( m )
平均
胸径
( cm)
平均
树高
( m)
胸径增长量 树高增长量
( cm) % ( m) %
对照 5, 445 5. 2 4. 91 5. 6 5. 49 0. 41a 7. 88 0. 58 11. 85
弱度 3, 765 5. 6 6. 13 6. 2 7. 10 0. 63b 11. 25 0. 97 15. 74
强度 2, 490 6. 8 6. 94 9. 1 8. 05 2. 27c 33. 38 1. 11 15. 94
极强度 1, 560 7. 6 7. 58 10. 3 8. 81 2. 73c 35. 92 1. 23 16. 20
注:胸径右上角的字母表示单因素方差分析及 L SD多重检验的
结果。 相同字母表示均值差异不显著 ( P> 0. 05) ,不同字母表
示均值差异显著 ( P < 0. 05)。
表 2　低效柏木林改造后灌、草层多样性比较
Table 1 Th e com pari son of the species diversiti es under fores ts
af ter Cupressus funebris fores t thinned
层次 处理水平
物种
丰富度
Sh annon-
W iener
多样性指数
Pielou均匀度指数 Sim pson生态优势度
灌木层
对照 5 1. 326 0. 712 0. 324
弱度 7 1. 471 0. 821 0. 302
强度 9 1. 822 0. 872 0. 205
极强度 9 1. 815 0. 854 0. 237
草木层
对照 7 1. 498 0. 694 0. 329
弱度 11 1. 914 0. 802 0. 183
强度 13 2. 031 0. 797 0. 204
极强度 15 2. 187 0. 834 0. 1653
2. 2　间伐后林下植被多样性比较
柏木低效林经改造 5年后 ,林下植被物种多
样性比较见表 2。表 2表明 ,经改造后的柏木林林
内的生境发生了变化 ,有利于灌草的生长 ,多样性
明显增加。与对照相比 ,不同间伐措施物种丰富度
增加 ,其中灌木层增加了 2～ 4种 ,草本层增加了
4～ 8种 ;灌木层和草本层的多样性指数、均匀度
指数提高 ,生态优势度下降 ,其中强度间伐和极强
度间伐比弱度间伐的多样性指数增加更多。
3　结论和讨论
柏木人工林是四川盆地丘陵区主要的森林群
落 ,由于林分初植密度过大 ,林木生长缓慢 ,生物
量积累速率慢 ,加之林下植被稀少 ,土壤裸露 ,防
护功能低下 ,是四川盆地丘陵区典型的低产低效
林 ,且生境在进一步恶化。 通过间伐试验研究表
明 ,伐除林内的枯、濒死木及生长不良的林木 ,有
利于保留木的生长 ,不同间伐处理均能提高林木
的年生长量 ,但以强度间伐和极强度间伐处理能
提高胸径年生长量 6. 68%以上 ,但强度间伐和极
强度间伐间对林木的生长差异不显著 (表 1) ,因
此 ,没有必要进行极强度间伐 ,综合抚育间伐强度
在 50% (株数间伐强度 )即可。研究还表明 ,间伐
对林木的高生长量没有显著影响 (表 1)。通过对
强度间伐林分的观测 ,改造后的林分 ,林木单株长
势旺盛 ,枯枝明显减少 ,林木营养枝增多 ,林分质
量提高明显 ,适用于柏木低效林的改造。
对柏木低效林的改造 ,不仅提高了林分质量 ,
还对林下植被的恢复产生了很大影响。通过稀疏
林冠层 ,改变了林内的光资源分布空间 ,也改善了
林内的小气候环境 ,使林下植被的多样性得到提
高。尤其是强度或极强度间伐 ,与对照相比 ,增加
了 4种灌木和 8种草本植物 ,提高了林下植被的
多样性指数 (表 2)。林内物种的定居 ,多样性的增
加 ,对于丰富食物网络和稳定植物群落结构具有
积极的作用 ;同时 ,多层次的林分结构能有效减缓
雨滴对土壤的冲刷 ,提高林分的蓄水能力 ,有利于
水土保持。
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(上接 18页 )
凋落物分解、腐烂后 ,提高了林地土壤的营养。
表 4　竹桐混交林与纯林的土壤养分比较
林分类型 有机质
%
水解氮
mg· 100g- 1
有效磷
mg· L- 1
速效钾
mg· L- 1
混交林 2. 04 5. 82 1. 35 122. 21
油桐纯林 0. 66 3. 67 0. 89 106. 63
毛竹纯林 1. 01 4. 08 1. 12 81. 66
4　小结
( 1)竹桐混交林中的各树种的生物量均分别
小于其纯林的生物量 ,混交林的总生物量比油桐
纯林和毛竹纯林均有较大提高 ,分别比油桐纯林
和毛竹纯林提高了 58. 37%和 13. 11% 。
( 2)混交林内平均胸径较明显大于纯林 ,混交
林与纯林相比 ,油桐的高生长因子和平均冠幅有
明显增大 ,而毛竹的高生长因子和平均冠幅则略
有减小。
( 3)混交林气温温差较毛竹纯林小 ,而湿度较
毛竹纯林大 ,表明混交结构使林内气温稳定 ,湿度
增高 ,有利于林分生长。
( 4)混交林对林地土壤养分状况有明显改善 ,
其中有机质含量的增幅最大。
( 5)在一般经营条件下 ,混交林模式可获得较
好的经营效果 ,但要选择好的混交树种和适当的
混交比例 ,竹阔混交林生长的毛竹质量才能较好 ,
油桐是经济价值较高的落叶木本油料树种 ,其落
叶量较大 ,能有效改善毛竹林的立地条件 ,是很好
的毛竹林混交树种。
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22 四川林勘设计　 2008年第 2期