全 文 ：第 v|卷 第 y期
u s s v年 tt 月
林 业 科 学
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采伐强度对林分蓄积生长量与更新影响的研究
董希斌 王立海
k东北林业大学 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 通过对大兴安岭 !小兴安岭和长白山部分林区不同林型的调查 o分析了不同采伐强度对林分蓄积生
长量和更新效果的影响 o并应用统计学原理 o对不同采伐强度与林分年平均蓄积生长量和年平均更新株数进
行拟合分析 o得出不同林型不同采伐强度与林分蓄积年平均生长量和年平均更新株数的相关关系 ∀结果表
明 }采伐强度与林分年平均蓄积生长量和更新株数间呈抛物线关系 ∀
关键词 } 采伐强度 o林分蓄积量 o更新 o关系模型
收稿日期 }ussv p sw p ty ∀
基金项目 }国家/十五0攻关项目/东北天然林生态采伐更新技术研究与示范0资助 ∀
ΙΜΠΑΧΤΣ ΟΦ ΧΥΤΤΙΝΓ ΙΝΤΕΝΣΙΤΨ ΟΝ ς ΟΛΥΜΕ ΙΝΧΡΕΜΕΝΤ ΑΝ∆
ΡΕΓΕΝΕΡΑΤΙΟΝ ΟΦ ∆ΙΦΦΕΡΕΝΤ ΦΟΡΕΣΤΣ
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k Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβινtxsswsl
Αβστραχτ } „¦¦²µ§¬±ª·²·«¨ ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¬²± §¤·¤¬± ³¤µ·¶²©⁄¤¬¬±ª. ¤± ²∏±·¤¬±o÷¬¤²¬¬±ª. ¤± ²∏±·¤¬±¤±§≤«¤±ª¥¤¬¶«¤±
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Κεψ ωορδσ} ≤∏·¬±ª¬±·¨±¶¬·¼o≥·²µ¤ª¨ ²©¶·¤±§¶o• ª¨¨ ±¨ µ¤·¬²±o• ¨¯¤·¬√¨ °²§¨ ¶¯
影响林分生长和更新的因素可以分为两类 o即自然干扰和人为干扰因素 ∀森林采伐作业是人为干
扰因素中重要的组成部分 ∀它可以为人类获得经济利益 o促进森林生长和更新 o保护森林生态环境 ~但
是 o如果采取的方式不合理 o又将引起水土流失 o不利于林分生长和更新 o从而破坏森林生态环境 ∀目前
国内外林业研究人员对采伐作业系统与林木生长和更新的关系进行了研究 o由于采伐作业系统的多样
性和森林环境的特殊性 !复杂性 o所得出的结果不尽相同 o不同的采伐方式 !集材方式 !伐区清理方式 !林
地条件 !林相结构等将产生不同的影响结果k…¤¬¯¼ot|{s ~王立海 ot||zl ∀采伐强度作为采伐作业系统中
一个重要指标 o对林分的生长和更新将产生直接的影响 ∀从实际调查出发 o对大兴安岭 !小兴安岭和长
白山部分林区几种主要森林类型的调查分析 o旨在获得不同采伐强度与林分蓄积生长量和更新的相关
关系 o为不同林相选择合理的采伐强度提供理论依据 ∀
t 采伐强度对林分年平均蓄积生长量影响的研究
111 采伐强度对林分年平均蓄积生长量的影响
采用随机样地和标准地调查的方法 o对大兴安岭林区乌尔其汉林业局的落叶松kΛαριξ γ µελινιιl人工
林 !根河林业局的落叶松天然林 !汪清林业局 !大海林林业局的云k Πιχεα κοραιενσισl冷kΑβιεσ νεπηρολεπισl杉
林 o穆棱林业局 !友好林业局的针阔混交林 !阔叶红松k Πινυσκοραιενσισl林 x种不同林型进行调查 o得到不
同采伐强度与林分蓄积生长量的相关数据k董希斌 ousst¤~usst¥l o如表 t所示 ∀
从表 t可以看出 o不同林型的林分年平均蓄积生长量随着采伐强度的增加而增加 o但当采伐强度增
加到一定数值后 o林分年平均蓄积生长量不但不随着增加 o反而呈下降趋势 ∀对于不同林型来说 o适宜
采伐强度的范围也不相同 ∀对于云冷杉林 o由于云冷杉树种是浅根系 !耐荫树种 o在实行择伐作业时 o林
分生长量受到地理位置的影响很大 o生长在阴坡的林木比生长在阳坡的林木生长速度快 o采伐时 o重点
采伐云冷杉树木 o降低主伐年龄 o同时应尽可能保留一些阔叶树种 o以防止云冷杉苗木发生风倒 !风折现
象 ∀因此 o从生长速度上看 o其适宜的采伐强度为 ys h以内 ∀针阔混交林适宜的采伐强度为 us h左右 o
择伐作业时 o采用大面积 !低强度择伐 o一方面使森林恢复增长加快 o缩短经营培育周期 ~另一方面主要
是调整林分组成结构 o使林木组成结构达到合理 o为目的树种生长创造良好的自然条件 ∀落叶松天然
林 !人工林适宜的采伐强度分别为 tx h和 vs h左右 o落叶松天然林比人工林适宜采伐强度低 o主要是由
于天然林更新频度的影响 ∀阔叶红松林适宜的采伐强度为 vs h左右 o此时林分密度是适合林木生长 o
使林分年平均生长量达到最大 ∀
表 1 不同采伐强度和不同林分年平均蓄积生长量 ≠
Ταβ . 1 Αννυαλ αϖεραγεινϖεντοριεσ γροωτη οφ διφφερεντ φορεστ στανδσ ωιτη διφφερεντ χυττινγ ιντενσιτιεσ
林分类型
×¼³¨¶²©©²µ¨¶·¶·¤±§¶
平均蓄积生长量
„±±∏¤¯ ¤√¨ µ¤ª¨ ¬±√¨ ±·²µ¬¨¶ªµ²º·«Πk°v#«°pu¤p tl
云冷杉林
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针阔混交林
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落叶松天然林
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落叶松人工林
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阔叶红松林
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≠ 分子表示年平均蓄积生长量 o分母表示采伐强度k h l o分母中数据为 s1s表示对照林地 ∀ ‘∏° µ¨¤·²µ¬¶¤±±∏¤¯ ¤√¨ µ¤ª¨ ¬±√ ±¨·²µ¬¨¶ªµ²º·«¤±§
§¨±²°¬±¤·²µ¬¶¦∏·¬±ª¬±·¨±¶¬·¼k h l os1s ¬± §¨±²°¬±¤·²µ¬¶≤Žq
总之 o不同林型的蓄积生长量的大小 o除与采伐强度有直接关系外 o还与伐后保留蓄积量的多少有
关 ∀伐后保留的蓄积量适宜 o采伐强度适中 o最适合于林分树木生长 ∀此外 o年平均蓄积生长量的差异
还与树种的生长特性 !立地条件 !土壤种类和厚度 !采伐作业系统有关 o是这些因素综合作用的结果 ∀
112 采伐强度与林分年平均蓄积生长量的关系模型
应用最小二乘法原理 o假定采伐强度与林分年平均蓄积生长量符合直线 !双曲线 !指数 !对数 !幂函
数及二次抛物线关系k金炳陶 ot|{{l o经过拟合分析 o根据相关系数 Ρu 值的判定 o得出采伐强度 ξ与林
分年平均蓄积生长量 ς的关系模型如表 u所示 ∀通过分析可知 o不同林型的林分年平均蓄积生长量与
采伐强度呈抛物线关系 o即 ς€ Αn Β¬n Χ¬u o式中 Α!Β !Χ的值跟林型有关 ∀根据模型 o对同样林型 o
可以预测采用不同采伐强度林分年平均蓄积生长量 o从而为确定适宜的采伐量 !采伐周期提供依据 ∀
表 2 采伐强度 ξ与林分年平均蓄积生长量 ς 的关系模型
Ταβ . 2 Ρελατιϖε µοδελσ οφ χυττινγ ιντενσιτιεσ ανδ αννυαλ αϖεραγεινϖεντοριεσ γροωτη οφ φορεστ στανδσ
林分类型 ×¼³¨¶²©©²µ¨¶·¶·¤±§¶ 关系模型 • ¨¯¤·¬√¨ °²§¨ ¶¯
云冷杉林 ≥³µ∏¦¨ ¤±§©¬µ©²µ¨¶·¶ ς€ u1xx| yu n s1sz| uxt zzξ p s1sss xvs uwξu
针阔混交林 ¬¬¨ §©²µ¨¶·¶²©¦²±¬©¨µ¤±§¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §·µ¨ ¶¨ ς€ p ty1st| wu n u1uxw z|x z|ξ p s1sys xt| ztξu
落叶松天然林 ‘¤·∏µ¤¯ ©²µ¨¶·¶²© ¤¯µ¦« ς€ tt1|vw yt p s1s{z yw{ vuξ n s1sss xtz {vξu
落叶松人工林 °¯ ¤±·¤·¬²±©²µ¨¶·¶²© ¤¯µ¦« ς€ z1z{w u n s1szu t{w vvξ p s1sss ||w vuξu
阔叶红松林 …µ²¤§2¯ ¤¨√ §¨Ž²µ¨¤± °¬±¨ ©²µ¨¶·¶ ς€ tx1{t{ {s p s1xuu tts {{ξ n s1ssx xyx |yξu
vut 第 y期 董希斌等 }采伐强度对林分蓄积生长量与更新影响的研究
u 采伐强度对林分更新影响的研究
211 不同采伐强度对林分更新的影响
通过对兴隆林业局 !友好林业局的红松针阔混交林 !阔叶混交林 !大海林林业局的云冷杉林 !大兴安
岭新林林业局的杜鹃k Ρηοδοδενδρον δαηυριχυµl落叶松林 !吉林省汪清林业局的以红松 !落叶松 !云杉 !臭
松kΑβιεσ νεπηρολεπισl为主的林分 x种林型的调查 o得到不同采伐强度和林分年平均更新株数的相关数据
如表 v所示k董希斌等 ot||z¤~t||z¥~t||z¦~董希斌 oussul ∀调查的方法是选择随机样地 o在每个作业区
沿山坡上 !中 !下各设一样地kws ° ≅ ws °l o在样地内调查更新的树种和株数 ∀
表 3 不同采伐强度和不同林分的年平均更新株数 ≠
Ταβ . 3 Τηε αννυαλ αϖεραγε ρεγενερατιον θυαντιτιεσ οφ διφφερεντ φορεστ στανδσ ωιτη διφφερεντ χυττινγ ιντενσιτιεσ
林分类型
×¼³¨¶²©©²µ¨¶·¶·¤±§¶
年平均更新株数
„±±∏¤¯ ¤√¨ µ¤ª¨ µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ∏´¤±·¬·¬¨¶Πk·µ¨ #¨ «°pu¤p tl
阔叶混交林
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云冷杉林
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红松针阔混交林
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杜鹃落叶松林
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以红 !落 !云 !臭为主的林分
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≠ 分子表示年林分年平均更新株数 o分母表示采伐强度k h l ∀ ‘∏°¨ µ¤·²µ¬¶¤±±∏¤¯ ¤√ µ¨¤ª¨ µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ∏´¤±·¬·¬¨¶¤±§§¨±²°¬±¤·²µ¬¶¦∏·¬±ª¬±·¨±2
¶¬·¼k h l q
从表 v看出 o不同林型的林分年平均更新株数随着采伐强度的增加而增加 o但当采伐强度增加到一
定数值后 o林分年平均更新株数不但不随着增加 o反而呈下降趋势 ∀对于阔叶混交林 o采伐强度在 ux h
∗ uz h时 o苗木的天然更新效果比较好 o主要是由于一些阔叶树种既喜光 !又耐荫 o如椴树k Τιλιᶳql !柞
树k Θυερχυσ µονγολιχαl等 ∀另外 o更新不好的原因是伐后保留株数少 o要达到更新标准 o伐后保留株数最
少要 vss株#«°pu ∀以云冷杉为主的林分 o采伐强度大 o光照增强 o阳性植物与之竞争营养 o不利于更新 o
而且还会出现大面积风倒 !风折和枯死现象 ∀因此 o从天然更新的角度看 o适宜的采伐强度在 us h左
右 ∀红松针阔混交林 o采伐强度在 ux h左右时 o伐后更新效果较好 ∀对于杜鹃落叶松林 o更新效果较好
的适宜采伐强度在 ys h左右 ∀当采伐强度达到 {s h ∗ |s h时或伐后郁闭度为 s1t ∗ s1v时 o伐后每公顷
更新数量不足 o且更新的苗木大多数是桦树k Βετυλα ql o更新质量差 ~采伐强度过低时 o林分郁闭度大 o
树冠拥挤 o林冠下光线透过率小 o光照条件差 o使树冠下林木 o特别是幼苗 !幼树得不到充分的阳光和营
养 o影响落叶松苗木的更新 ∀以红 !落 !云 !臭为主的林分 o采伐强度为 ws h左右时 o更新效果较好 ∀这
种林分更新效果的优劣 o还与各个树种所占的比例有关 ∀如果红松 !云杉占的比例大 o林分趋于耐荫性 o
采伐强度应适当降低 o保留的株数和郁闭度相应增加 o有利于林分更新 ~如果落叶松占的比例大 o采伐强
度相应增大 o林分郁闭度降低 o为阳性树种更新创造条件 ∀
总之 o林分天然更新效果的优劣 o除与采伐强度直接相关外 o还与伐后保留株数 !林分郁闭度 !树种
的生长特性 !树种天然更新的种源 !立地条件 !土壤类型和厚度 !采伐作业系统 !作业季节等因素有关 o是
这些因素综合作用的结果 ∀
212 不同采伐强度 ξ与林分更新株数 Ψ的关系模型
应用最小二乘法原理 o假定采伐强度与林分更新株数符合直线 !双曲线 !指数 !对数 !幂函数及二次
抛物线关系k金炳陶 ot|{{l o经过拟合分析 o根据相关系数 Ρu 值的判定 o得出采伐强度 ξ与林分年平均
更新株数 Ψ的关系模型如表 w所示 ∀通过分析可知 o不同林型的林分年平均更新株数与采伐强度也呈
wut 林 业 科 学 v|卷
抛物线关系 o即 Ψ€ Αn Βξ n Χξu o式中 Α!Β !Χ的值跟林型有关 ∀根据关系模型 o可以预测相同林型条
件下 o采用不同采伐强度的年平均更新株数 o从而判定伐后林分更新效果的优劣 o以选择适宜的人工更
新方式 ∀
表 4 不同采伐强度 ξ与林分年平均更新株数 Ψ的关系模型
Ταβ . 4 Τηε ρελατιϖε µοδελσ οφ χυττινγ ιντενσιτιεσ ανδ αννυαλ αϖεραγε ρεγενερατιον θυαντιτιεσ οφ διφφερεντ φορεστ στανδσ
林分类型 ×¼³¨¶²©©²µ¨¶·¶·¤±§¶ 关系模型 • ¨¯¤·¬√¨ °²§¨ ¶¯
阔叶混交林
¬¬¨ §©²µ¨¶·¶º¬·«¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §·µ¨ ¶¨ Ψ€ p t t{x1|{v xu n |y1sz| uty ssξ p t1zyz uv{ |zξ
u
云冷杉林
≥³µ∏¦¨ ¤±§©¬µ©²µ¨¶·¶ Ψ€ wx1{x{ t{ n t|1|uu zt{ sxξ p s1w{u {x{ vsξ
u
红松针阔混交林
¬¬¨ §©²µ¨¶·¶²©¦²±¬©¨µ¤±§¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §·µ¨ ¶¨º¬·«Ž²µ¨¤± °¬±¨ Ψ€ p u wsy1xsz xz n t{z1|wv xwu w{ξ p v1uyz uy| ytξ
u
杜鹃落叶松林
• «²§²§¨±§µ²±2¯ ¤µ¦«©²µ¨¶·¶ Ψ€ p tuu1|st st n ts1ws{ |vw x|ξ p s1szv zzx tvξ
u
以红 !落 !云 !臭为主的林分
ƒ²µ¨¶·¶·¤±§¶°¤¬±¯¼ º¬·«Ž²µ¨¤± °¬±¨ !¯¤µ¦«!¶³µ∏¦¨ ¤±§Ž«¬±ª¤± ƒ¬µ Ψ€ p uzs1vyu xx n v{1xvv |yu uxξ p s1wtv {wv y|ξ
u
v 结论
通过统计学原理 o不同林型中采伐强度与林分年平均蓄积生长量和年平均更新株数的关系均呈抛
物线关系 o即 Ψ€ Αn Βξ n Χξu o式中 Α!Β !Χ的值跟林型有关 ∀
不同林型林分蓄积生长量和更新效果适宜的采伐强度的域值不尽相同 ∀
参 考 文 献
董希斌 q采伐强度对落叶松林生长量的影响 q东北林业大学学报 ousst¤ot }ww p wz
董希斌 q采伐强度对林分蓄积生长量的影响 q东北林业大学学报 ousst¥ou }vx p vz
董希斌 q森林择伐对林分的影响 q东北林业大学学报 oussu ox }tx p t{
董希斌 o安景瑞 o韩玉杰 q采伐强度对森林天然更新的影响 q吉林林业科技 ot||z¦ot }uv p ux
董希斌 o朱玉杰 o韩玉杰等 q森林采伐与局部森林生态系统稳定性的研究 q东北林业大学学报 ot||z¥oy }vs p vv
董希斌 o朱玉杰 o胡建伟等 q森林采伐与森林生态关系的研究 q森林工程 ot||z¤ot }z p |
金炳陶 q概率论与数理统计 q长沙 }湖南科学技术出版社 ot|{{ }t|s p t|w
王立海著 q木材生产时空组织研究 q北京 }中国林业出版社 ot||z }tv p tw
…¤¬¯¼ • qŒ±§¬√¬§∏¤¯ ·µ¨¨ªµ²º·«§¨µ¬√¨ §©µ²° §¬¤°¨ ·¨µ§¬¶·µ¬¥∏·¬²± °²§¨ ¶¯qƒ²µq≥¦¬qot|{s ow }vtx p vu{
xut 第 y期 董希斌等 }采伐强度对林分蓄积生长量与更新影响的研究