《杉木人工林抚育间伐强度试验研究》
摘要：本研究以杉木人工林为对象，通过设置不同抚育间伐强度试验，探讨间伐对林分生长、结构及生态功能的影响。结果表明，适度间伐（强度20%-30%）可显著促进胸径生长，优化林分空间结构，提升碳汇能力；过强间伐（≥40%）则导致生物量损失与生态功能下降。研究为杉木林可持续经营提供了科学依据。
关键词：杉木人工林、抚育间伐强度、林分生长、生态功能、可持续经营
1 引言
杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的速生用材树种，其人工林面积占全国人工林总面积的12%以上。然而，传统杉木林经营存在密度过大、结构单一等问题，导致地力衰退、生产力下降及生态功能弱化。抚育间伐作为森林经营的核心措施，通过调整林分密度与结构，可显著改善林木生长环境，提升林分综合效益。但间伐强度的合理确定仍是实践中的难点：间伐不足难以发挥调控作用，间伐过度则可能破坏林分稳定性。本研究以福建省杉木主产区为试验地，系统分析不同间伐强度对林分生长、生物量分配及生态功能的影响，旨在为杉木林精准经营提供理论支撑。
2 材料与方法
2.1 试验地概况
试验地位于福建省三明市将乐县（26°40′N，117°25′E），属中亚热带季风气候，年均温19.8℃，年降水量1669mm。土壤为酸性红壤，pH值4.8-5.2，有机质含量2.8%-3.5%。试验林为2005年营造的杉木纯林，初植密度2500株/hm²，至2015年试验前平均树高12.3m，平均胸径14.2cm，郁闭度0.9。
2.2 试验设计
采用随机区组设计，设置4个间伐强度处理：对照（CK，不间伐）、轻度间伐（L，20%采伐强度）、中度间伐（M，30%采伐强度）、重度间伐（H，40%采伐强度）。每个处理重复3次，共12个小区，每小区面积0.2hm²。间伐对象为被压木、病腐木及双生木，保留林分均匀度与优势木分布。间伐于2015年12月完成，后续按常规措施进行除草与施肥管理。
2.3 数据采集与分析
2.3.1 生长指标测定
每处理选取20株标准木，每年冬季测量树高（H）、胸径（DBH），计算单株材积（V=0.00005877704×DBH²×H）。林分蓄积量通过角规样地调查法估算，生物量采用异速生长方程（V=0.393×DBH².448）推算。
2.3.2 结构特征分析
采用点格局分析中的O-ring函数计算林分空间点分布格局，通过混交度（M）与角尺度（W）量化林分结构异质性。M值反映树种隔离程度，W值表征林木分布均匀性。
2.3.3 生态功能评估
碳汇能力通过生物量乘以含碳率（0.47）计算；土壤养分含量采用分层取样法（0-20cm、20-40cm）测定；林下植物多样性采用Shannon-Wiener指数评估。
2.3.4 统计分析
数据经正态性检验后，采用单因素方差分析（ANOVA）比较处理间差异，Duncan法进行多重比较（α=0.05）。所有分析通过SPSS 26.0与R语言完成。
3 结果与分析
3.1 间伐强度对林分生长的影响
3.1.1 胸径与树高生长
间伐后5年，轻度（L）与中度（M）处理胸径年均增长量分别较对照提高18.2%与22.7%（P0.05）。树高生长对间伐响应较弱，各处理间差异不显著（P>0.05）。表明间伐主要通过释放生长空间促进胸径扩张，对垂直生长影响有限。
3.1.2 蓄积量与生物量动态
间伐初期（1-2年），各处理蓄积量因采伐木移除而下降，但第3年起L与M处理蓄积量恢复至对照水平，第5年分别超出对照8.3%与12.6%。H处理蓄积量始终低于对照，第5年仍低14.2%。生物量分配显示，间伐后林分将更多资源分配至干材生长，L与M处理干材生物量占比达68.7%与71.2%，显著高于对照（62.5%）与H处理（59.8%）。
3.2 间伐强度对林分结构的影响
3.2.1 空间分布格局
O-ring函数分析表明，对照林分呈显著聚集分布（r=0.82，P0.05），H处理则出现过度均匀化（r=0.32，P
3.2.2 直径结构优化
间伐前林分直径呈单峰分布，间伐后L与M处理形成多峰结构，中小径级林木比例下降，大径级比例增加。H处理因过度采伐导致直径结构断层，中径级林木缺失率达35%。
3.3 间伐强度对生态功能的影响
3.3.1 碳汇能力
间伐后5年，L与M处理碳储量分别达128.6t/hm²与135.2t/hm²，较对照提高11.3%与16.8%；H处理碳储量下降至102.4t/hm²，较对照低19.7%。土壤有机碳含量在0-20cm层间伐后显著提升，L与M处理增幅达18.6%与22.3%，H处理仅提升7.2%。
3.3.2 生物多样性保护
林下植物Shannon指数在L与M处理下分别达2.87与3.02，显著高于对照（2.45）与H处理（2.13）。草本层物种丰富度与间伐强度呈正相关，而灌木层在M处理下达到峰值。
4 讨论
4.1 间伐强度与林分生长的权衡关系
本研究证实，适度间伐（20%-30%）可通过释放资源竞争促进胸径生长，同时维持足够的林分密度以保障蓄积量积累。这与前人关于落叶松（Larix gmelinii）的研究结论一致。但重度间伐（≥40%）导致光合产物分配失衡，林分恢复能力下降，提示在实际经营中需避免过度干预。
4.2 间伐对林分结构的多维度调控
间伐不仅改变林木密度，更通过调整空间排列与直径分布优化林分结构。本研究发现，中度间伐可使林分从聚集分布转向随机分布，提升结构异质性，这与自然森林的顶级群落特征相似。此外，间伐后林分直径结构的多峰化有助于抵御病虫害与风倒灾害。
4.3 生态功能与间伐强度的非线性响应
碳汇能力与生物多样性对间伐强度的响应呈现阈值效应：轻度至中度间伐可同步提升碳储量与物种丰富度，而重度间伐则导致两者下降。这可能与重度间伐后林冠层稀疏、土壤侵蚀风险增加有关。因此，制定间伐方案时需综合考虑生态-经济综合效益。
5 结论与建议
5.1 结论
（1）杉木人工林适度间伐（20%-30%）可显著促进胸径生长，优化直径结构，提升碳汇能力与生物多样性；
（2）重度间伐（≥40%）导致蓄积量损失、结构断层及生态功能下降；
（3）间伐效果存在时间滞后性，中期评估（3-5年）可更准确反映长期效益。
5.2 建议
（1）推荐采用25%-30%的间伐强度，间隔8-10年实施一次；
（2）间伐后配合施用有机肥以加速地力恢复；
（3）建立长期监测网络，动态调整经营策略。
简介：本文通过设置杉木人工林不同抚育间伐强度试验，系统分析了间伐对林分生长、结构及生态功能的影响。研究发现适度间伐（20%-30%）可显著促进胸径生长，优化林分空间结构，提升碳汇能力与生物多样性；而重度间伐（≥40%）则导致生物量损失与生态功能下降。研究结果为杉木林可持续经营提供了科学依据，建议采用25%-30%间伐强度并配合施肥措施。
