1)森林对象或适用条件
适用培育杉木大径材和多代经营的针叶纯林近自然改造,也适用于一般生态公益林保护经营区的针叶纯林向闽楠等珍贵硬阔叶森林动态演替导引过渡的混交异龄林经营类型,可采用目标树单株择伐抚育作业方法。
2)目标林相
目的林相为杉木-阔叶异龄混交林。目的树种包括杉木、枫香、米槠、闽楠等,先期上层杉木目标树株数密度200株~300株/hm²,树龄40年以上,胸径为35cm以上,目标蓄积量150m³~250 m³/hm²。阔叶树(闽楠等)进入主林层后,目标树株数100株~150株/hm²,平均树龄60年以上,胸径45cm以上,目标蓄积量250m³~350m³/hm²。经单株木择伐作业经营,促进潜在目标树(阔叶树种)更新生长,形成杉木-阔叶异龄混交林。
杉木的目标直径是40cm,枫香、米槠、闽楠等阔叶目的树种的目标直径为45cm。
3)全周期培育过程表
人工杉木林大径材复层林择伐作业法全周期培育过程表
人工杉木林大径材复层林经营小班的作业法设计
1)小班现状
位于高坌林场田坑工区,面积600亩,人工杉木林。经营组织形式为国有林场经营。现有蓄积量204m³/公顷(13.6m³/亩),每亩平均株数39株,平均胸径26.1厘米,平均树高18.0米,林分郁闭度0.6。优势树种为杉木。更新层树种为木荷、丝栗栲、柃木等乡土树种,以及人工补植的闽楠等幼苗。
2)经营历史
上世纪60年代初营造第一代人工杉木林。1984年采伐后第二年营造第二代人工杉木林,初植密度220株/亩。造林当年、次年各抚育2次,第三、四年各抚育1次。1991年实施抚育间伐作业,株数采伐强度33%,蓄积采伐强度25%,采伐蓄积1.4m³/亩;1995年进行第二次间伐,株数采伐强度20%,蓄积采伐强度20%,采伐蓄积3.3m³/亩;2003年进行第三次间伐,株数采伐强度36%,蓄积采伐强度30%,采伐蓄积4.5m³/亩,保留株数70株/亩。2015年实施目标树大径材择伐作业,每亩确定10株目标树,上层伐除影响目标树生长的干扰树,株数采伐强度35%,蓄积采伐强度35%,采伐蓄积7m³/亩,保留株数39株/亩,下层林间空隙补植闽楠等珍贵阔叶树种幼苗,每亩补植60株。
3)培育目标
近期(未来20年)目标林相为人工杉阔复层混交林,主林层培育杉木大径材,目标胸径50cm以上;次林层为闽楠、木荷、丝栗栲、柃木等珍贵阔叶树,平均胸径20cm以上。长远(后续30年)目标林相为闽楠占优势,由闽楠、木荷、丝栗栲、柃木等树种组成的异龄复层珍贵阔叶树种混交林。经营周期50年。
4)全周期培育过程设计
延长主伐年限,并由轮伐作业调整为群团状择伐作业法。未来20年,分3次采伐利用上层杉木,并为下层更新的珍贵阔叶幼树形成遮阴,促进更新幼树在上一代杉木庇护下加快生长;同时,利用每次群团状择伐形成的林窗,继续补植闽楠等珍贵树种幼苗,并适时进行抚育,促进第二代珍贵阔叶树种幼树生长,加强封山管护,促使形成人工杉阔混交林(每亩保存楠木等珍贵树种60-80株)。当上层杉木达到目标胸径后,下层阔叶树逐步进入主林层时,将杉木全部采伐利用,最后形成异龄复层珍贵阔叶树种混交林。
1.示范林抚育作业示意图
常规经营的杉木人工林
大径材择伐近自然经营的杉木人工林
2.示范林抚育成效分析
1)生长动态分析
人工杉木林大径材择伐作业模式经2016年的1次抚育采伐,作业样地林木蓄积量从2015年的21m³/亩(261.88m³/hm²),下降到2016年13.9m³/亩(172.67m³/hm²),采伐强度约30%,至2018年,作业样地每公顷蓄积量为185.03m³/hm²,而对照样地单位蓄积量仅略高于作业样地18.5m³/hm²,为203.53m³/hm²。
人工杉木大径材复层林经营模式中的作业样地的各项指标生长量均低于对照样地,这或许是由于疏伐经营后,林木株数下降,导致总体的增量相对于对照样地较低。在作业样地中,出现一些阔叶树种的高生长下降,主要是由于两次调查期枫香的平均树高是由林分树高曲线获得的,而林分树高曲线的拟合主要是由林分内株数较多的杉木贡献的,所以在求得的枫香平均树高在期末时会出现偏低的情况。
作业样地经过几次抚育间伐后,树种方面减少了冬青和米槠两种常绿亚顶级树种,增加了枫香、拟赤杨等先锋树种。但在蓄积量方面,作业样地每公顷蓄积量略低于对照样地。在实施作业措施初期,由于采伐利用后形成的林分空间对保留木的影响效应还未完全发挥,以至于作业样地的年均生长量将略低于对照样地。
人工杉木大径材复层林经营模式中,对照样地的林木株数有两个峰值,见上图,除了30-35cm径级有个峰值,在5-10cm径级处也有个小峰值。而作业样地仅在25-30cm径级处有一个峰值。相比于对照样地,作业样地由于抚育间伐,调整了林分内空间结构,使得杉木人工林内20-25cm、25-30cm两个径级的林木株数增多,有利于林木个体生长。