以近自然森林经营为目标的天然次生林间伐木选择策略研究

徐文煦 刘长乐 赵眉芳 冯磊

摘要：  以近自然森林经营为目标，对天然次生林抚育间伐技术关键点——间伐木的选择策略进行研究。选取林木的自由度、混交度、大小比数、健康指数、空间密度指数和目的树种特性指数等 6 个指标，结合近自然森林经营目标的需求，运用层次分析法（AHP）对以上各个指标进行赋权、“间伐指数”计算模型对该林分的间伐木被伐几率进行排序，以确定最后的间伐木。本文以黑龙江省东京城林业局天然次生林为案例进行研究，得到了较为理想的抚育间伐方案。

关键词：  近自然经营;  次生林;  间伐木;  选择策略

中图分类号：   S 753， S 756. 4                  文献标识码：   A                  文章编号：1001 - 9499（2019）05 - 0033 - 04

天然次生林是原始森林或人工林经自然或人为破坏之后，未经合理经营，又借助自然力恢复起来的一类天然林[ 1 - 2 ]。近自然森林经营是一种顺应自然的计划和管理森林的模式，以目标树经营、择伐和天然更新为主要技术手段，不断优化森林的过程[ 3 ]。黑龙江省是林业大省，林业经营面积3 375万hm2，其中天然次生林达50% 以上，是森林资源的主体部分。因此，以近自然经营理念培育天然次生林，完善森林生态系统结构，充分发挥生态作用，对黑龙江省林业的可持续发展十分重要。对天然次生林进行抚育间伐能够调整林木的空间分布格局、优化林分空间结构和树种组成，促进天然次生林的健康发展。间伐木的确定是天然次生林抚育间伐的核心问题，不仅能影响次生林的森林坏境，还能对次生林培育方向和抚育质量起着重要的决定作用。本文以东京城林业局天然次生林为研究对象，根据森林近自然经营的需求，将每一棵树的6个特性指标进行综合分析，将其在抚育间伐中被伐去的概率进行量化，为确定最终间伐木为天然次生林抚育经营提供新的理论和思路。

1 试验地概况

试验地位于牡丹江中上游，张广才岭东南部，老爷岭和哈尔巴岭西北坡的东京城林区，经营区总面积41.8万hm2，其中，有林地面积36.6万hm2，活立木总蓄积4，594万m3，森林覆被率87.6%。林内主要有红松、蒙古栎、樟子松、桦树、云杉、水曲柳、黄菠罗等树种。

2 研究方法

在东京城林区的典型天然次生林内，设置一块 10 m×10 m 的试验样地（129°0′66.39″E，43°9′ 6.35″N），对样地内所有胸径>2 cm的林木进行编号和调查。

2.1 指标分析[ 4 - 5 ]

根据天然次生林的结构特点、生长与演替规律及近自然森林经营目标，选取林木的自由度、混交度、大小比数、健康指数、空间密度指数和目的树种特性指数6 个指标，结合目标林分近自然森林经营的需求，运用AHP对以上各个指标进行赋权、“间伐指数”计算模型对该林分的间伐木被伐几率进行排序，以确定最后的间伐木。将目标木及其周边的4棵相邻木组成一个研究单元进行分析，将其6个指标进行取值计算，综合构建林分间伐指数，来确定最终的间伐木。

混交度 在一个研究单元中，相邻的4棵林木中与目标木属于不同种的个体所占的比例大小为混交度，通常用M来表示。

当相邻木棵数取n=4时，Mi的取值如下：4棵相邻木均与目标木是同一树种时，Mi=0.00;4棵相邻木中有3棵与目标木是同一树种时，Mi=0.25;4棵相邻木中有2棵与目标木是同一树种时，Mi=0.50;4棵相邻木中有1棵与目标木是同一树种时，Mi=0.75;4棵相邻木均与目标木不是同一树种时，Mi=1.00。

自由度 在一个研究单元中，处在目标木影响圈范围内（通常把目标木影响圈半径定义为其冠幅的1.5倍）的相邻木，占所有考察相邻木数量的比例称为自由度，一般用F来表示。

当选取目标木周边最近相邻木棵数n=4时，Fi有5种取值：4棵相邻木均处于目标木影响圈范围内，Fi=0.00;4棵相邻木中有3棵处于目标木影响圈范围内，Fi=0.25;4棵相邻木中有2棵处于目标木影响圈范围内，Fi=0.50;4棵相邻木中有1棵处于目标木影响圈范围内，Fi=0.75;4棵相邻木均不处于目标木影响圈范围内，Fi=1.00。

大小比数 大小比数指的是在一个研究单元中，大于目标木的相邻木个体数占研究单元中相邻木的比例，通常用U来表示。

当选取目标木周边最近相邻木棵数n=4时，Ui有5种取值：当4棵相邻木胸径均小于目标木时，Ui=0.00;当4棵相邻木中有3棵胸径小于目标木时，Ui=0.25;当4棵相邻木中有2棵胸径小于目标木时，Ui=0.50;当4棵相邻木中有1棵胸径小于目标木时，Ui=0.75;当4棵相邻木胸径均大于目标木时，Ui=1.00。

空间密度指数 空间密度指数（D）用来描述研究单元内林木的拥挤程度。

ri为目标木周边4棵相邻木的最小半径，rmax=max（ri， i=1，2...）为调查林分中所有空间单元内最小半径的最大值。

健康指数 健康指数是指在一个研究单元内，目标木周边n棵相邻木中，健康状况比目标木差的个体占研究单元中相邻木数量的比例，一般用H来表示。

当选取目标木周边最近相邻木棵数n=4时，Hi有5种不同取值：4棵相邻木健康状况均比目标木好，Hi=0.00;4棵相邻木中有3棵健康状况比目标木好，Hi=0.25;4棵相鄰木中有2棵健康状况比目标木好，Hi=0.50;4棵相邻木中有1棵健康状况比目标木好，Hi=0.75;4棵相邻木健康状况均比目标木差，Hi=1.00。

目的树种特性指数 目的树种特性指数（A）是反映目标木与当地气候顶级群落树种关系的一种指数，通常分为5类，分别为有害入侵树种（A=

0.00）、非乡土树种（A=0.25）、先锋群落树种（A=0.50）、过渡性群落树种（A=0.75）和顶级群落树种（A=1.00）。

2. 2 间伐指数的计算

指标权重 根据以下几点需求，将样地内每一棵林木都设为目标木进行指数分析，运用AHP对6个指标进行赋权（表1）：以培育具有一定混交度的森林为近自然经营培育的目标;保证目标树能担负起森林生态系统自然交替的责任;保证目标树种能天然下种发芽;保证林木有充足的生长空间;以培育大径才为主要目标;采用人工干扰最小的方法，促进森林天然更新。

计算公式 间伐指数是指林分或者试验样地内，单棵林木被选取为间伐木的概率大小[ 5 ]，其取值在0～1之间，数值越大，被伐去的幾率就越大。计算公式如下：

3 结果与分析

以近自然森林经营为目标的天然次生林间伐木选择策略，即间伐木被间伐几率大小的排序是通过间伐指数表达出来的。不同强度下间伐木选择策略，可以根据间伐指数大小的排序来确定。经调查，试验样地内共有22棵林木，其中红松13棵、蒙古栎8棵、黑桦1棵，林分属中幼年林龄，郁闭度0.8。依据采集的数据（表2），对试验样地中各棵林木的间伐指数进行计算，将其结果由大到小进行排序（表3）。通常情况下，按照棵数密度进行间伐时，间伐棵数的计算公式如下：n=S×N（S=间伐强度，N=林分调查棵数）。假设试验地林分的间伐强度为10%，则此样地间伐棵数n=22×10%≈2，即2棵林木需要被间伐。按试验样地各个林木间伐指数的排序，需要被间伐的林木为第8棵、第9棵。首伐林木为8号，其间伐指数是0.717 3，树种为蒙古栎，非顶级群落树种，健康指数为0，健康情况与周围树木相比较最差，自由度为0，说明它的生长会影响周围4个临近树木的生长，所以建议砍伐。同理，其他待伐树木指标反映出结构单元内林木个体健康情况较差、林木个体小竞争能力差、林木间密度较大不适宜森林生态系统健康发展等情况，所以建议砍伐。

4 结论与展望

依据不同地区天然次生林的特点与经营目标，因地制宜的构建林分间伐指标体系。间伐木的间伐几率进行量化的技术方法，可在天然次生林近自然经营时进行应用推广。在实际应用当中，还可以根据森林的培育目标不同来调整间伐指数指标体系的权重，来达到最终的培育目的。

参考文献

[1] 朱教军，  刘世荣.  次生林概念与生态干扰度[J].  生态学杂志，  2007，  26（7）：  1 085 - 1 093.

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[3] 邵青还.  对近自然林业理论的诠释和对我国林业建设的几项建议[J].  世界林业研究，  2003， 16（6）：  1 - 5.

[4] 谭杨新.  基于间伐指数的天然次生林抚育间伐强度研究[D].中南林业科技大学，  2014.

[5] 曾思齐.  次生林经营技术研究[M].  中国林业出版社，  2015.

[6] 梁元平.  四川珙县人工林近自然经营措施的探讨[J].  四川林业科技，  2017，  38（3）：  135.

[7] 陈志刚.  近自然森林经营理论指导下的森林培育浅析[J]. 2017（8）： 61 - 62.

[8] 孙楠，  邢亚鹃.  经营密度对蒙古栎欠生林植物多样性的影响[J].  林业科技，  2018，  43（5）：  1 - 3.

第1作者简介：  徐文煦（1983-），  女，  硕士，  副研究员，  主要从事森林生态学领域的研究。

通讯作者：  刘长乐（1976-），  女，  硕士，  研究员，  主要从事林学方面的研究。

收稿日期： 2019 - 05 - 28

（责任编辑：   李 丹）

Study on Selection Strategy of Cutting Tree in Natural Secondary Forest Aim to Close to Natural Forest Management

XU Wenxu

（Heilongjiang Academy of Forestry，  Harbin 150081）

Abstract Close to natural forest management as a goal， the key point of natural secondary forest tending and thinning technology that is the choice of cutting tree is studied. Six indexes（ degree of freedom，mingling，neighborhood comparison，health index，spatial density and aim index） are chosen to construct intermediate cutting index，then AHP is used to get weight coefficients of the six indexes combined with demand for close to natural forest management，so the formula can be obtained. One experiment sample plot of natural secondary forest in Dongjingcheng forest area in Heilongjiang province have been taken as the example，a fairly good tending and thinning plan has been obtained by calculating intermediate cutting indexes.

Key words Close to natural forest management;  Secondary forest;  Cutting tree;  Selection strategy