关于杉木林抚育间伐的生长效应，张水松等(2005)通过20年抚育间伐强度试验，认为间伐可以促进杉木直径生长和单株材积生长。姜志林等(1982)认为通过适时适量间伐既可培育大径材、中径材，又可提高经济效益。刘景芳等(1996)通过杉木林间伐强度8年试验，认为间伐不能提高出材量，但可略微提高出材率，并可提高经济效益和增加收益，收益率基本是随间伐强度增加而增加，以强度间伐最高。俞新妥、陈存及在研究杉木林的生长情况后，认为初植密度大的林分，如间伐措施跟不上，是很难培育大径材的。经对福建省杉木林调查，福建近几年的杉木主伐，大径材比例很少，一般在10%以下，无法满足市场经济需求(俞新妥，1997)。吴中伦(1984)、刘景芳等(1986)认为间伐能提高林木质量和经济出材率，提供间伐材，增加间伐收入。杉木的主伐年龄，已有许多研究结果，盛炜彤(1991)对江西省大岗山杉木人工林主伐年龄进行系统研究，分别推出其数量成熟龄、工艺成熟龄和经济成熟龄，并依据工艺成熟为基限，重点考虑经济成熟、兼顾数量成熟的原则，设计出2种可供选择的主伐模式；周国模(1991)也依据浙江省开化县杉木人工林资料，依据工艺成熟龄和经济成熟龄计算确定不同地位指数的主伐年龄。

本研究的主要目的，一是通过长期连续研究，揭示不同间伐强度对林分材种结构、材种出材量、产值和经济效益等作用规律，以确定有利于大、中径材培育的间伐强度；二是通过对上述问题的研究，确定可获较多大、中径材数量和较大经济效益的主伐林龄。

1 试验地的自然条件和林分概况

江西省奉新县下林场自然条件和林分概况见张水松等(2005)。1976年6月，采用定位研究方法，对林龄10年的杉木林进行抚育间伐强度试验，1996年10月结束，历时20年。

2 研究内容和方法 2.1 研究内容

1) 林分材积依照径级变化的分布规律；2)不同间伐强度林分材种结构；3)林分不同材种原条出材量；4)不同间伐强度林木产值和经济效果。

2.2 研究方法

设计强、中、弱度和对照4种间伐强度，强、中、弱度的间伐量按株数、断面积和蓄积量分别为：40.5%、30.3%、17.4%；27.6%、20.0%、10.7%和26.4%、19.8%、10.4%，包括18、16和14地位指数(张水松等，2005)。其他研究方法分不同内容列举如下。

2.2.1 林分材积依照径级变化的分布规律

依照各种间伐强度小区单位面积林木径级分布，以各径级平均树高和直径及其株数分别计算单株材积和各径级材积，并分别按林龄将各径级对应的材积整列成分布表。

2.2.2 林分不同材种数量结构

依据林分立木材种按径级大小的区分标准(刘景芳等，1996)，将各间伐强度不同林龄林分大、中、小径材等级所拥有的立木株数和材积进行归并，可分别得出其材种数量及其百分比。

2.2.3 不同间伐强度林分不同材种原条出材量

根据全国编制杉木原条出材量(率)表协作组的研究，以2 cm为一个径级标准，用规格材出材量经验式：V=3.602 137 58×10^-5 D^{1.947 520 76}H^{1.007 937 69}，小条木出材量经验式：V=-0.027 555 240 9+3.686 496 3×10^-3 D+1.672 443 05×10 ^-3 H，分别计算各径级立木出材量，并按各材种所包含的各径级材积进行归并。其中，12 cm径级包括10%小条木，90%小径材；18 cm径级包括40%小径材，60%中径材；24 cm径级包括65%中径材，35%大径材(刘景芳等，1996)。

2.2.4 不同间伐强度林分用材产值和经济效果

根据各间伐强度和各林龄单位面积活立木、间伐木和枯立木的材种出材量，按世行林业贷款项目杉木用材价格计算标准，大径材870元·m^-3、中径材580元·m^-3、小径材290元·m^-3、小条木220元·m^-3逐一进行产值计算，分别得出各材种和单位面积产值(元·hm^-2)。

3 结果与分析 3.1 不同间伐强度林分生长和材积的分布规律 3.1.1 间伐强度与林分生长指标

各间伐强度伐后20年林分保留株数、平均树高、直径、材积等，请参阅“杉木林间伐强度试验20年生长效应的研究”(张水松等，2005)。

3.1.2 林分材积依照径级变化的分布规律

经对不同间伐强度20、24、30年生林分各径级林木材积的研究，可得出林分各径级林木材积及其百分数(%)依照径级变化的分布(表 1)。

由表 1可知：1)不同间伐强度3种林龄林分材积数量及其比例依照径级变化的分布规律呈正态分布，只有一个峰值，偏向小径级位置，但随间伐强度和林龄增加而增加1~2个径级。而对照林分没有增加。2)间伐林分材积分布离散度20年时均小于对照，24~30年时则大于对照，强度间伐林分增加最多，表明随着林龄和间伐强度增加，大径材数量和比例获得较快增长，对大径材培育有重要作用。3)不同间伐强度林分材积依照径级变化的分布规律与林分径级分布规律有较大差别，如林分中的小径木株数比例与其材积所占比例成反比，而大径级林木株数比例虽小，但所占材积和比例可比其株数比例提高1~3倍。可见，实行强度间伐提高直径生长量和单株材积，能以较少的株数增加大径材材积，提高林分质量。

3.2 林分材种数量结构 3.2.1 不同间伐强度林分材种组成

依据林木材种按其直径大小的区分标准和材积计算方法，计算各间伐处理单位面积大径材、中径材、小径材、小条木的材积，分别得出20、24、30年林分单位面积各种材种的数量结构(表 2)。表 2表明，林分小条木和小径材材积随林龄和间伐强度增加而减少；大径材材积随林龄和间伐强度增加而增加; 中径材材积随林龄增加而增加，但同龄的不同间伐强度之间中径材材积比较接近。

若以3种林龄大、中径材所占材积比例进行比较，20年时，强度间伐的大、中径材的占7 5%，中度和弱度间伐的占60%，对照的占45%；24年时，强度间伐的占80%，中度和弱度间伐的占70%，对照的占55%；30年时，强度间伐的占86%，中度和弱度间伐的占75%，对照的占65%。这些结果，可供杉木林大、中径材定向培育主伐期限参考。若以林分大、中径材材积占65%~70%作为定向培育目标，30年生对照林分与20年生强度间伐林分比较相近，也与24年生中度和弱度间伐林分相当，强度间伐林分成材时间比对照提前10年，中度和弱度间伐也可提早5年。由此，从林分大、中径材数量结构方面论证了不同间伐强度杉木林主伐期及其对缩短成材期限的作用。

3.2.2 林龄和间伐强度对林分材种数量的作用

研究表明，伐后林分小、中、大径材材积随林龄和间伐强度的差异而发生变化，并对不同材种材积有较大影响。经用2种方式分组的方差分析法，对不同间伐强度和20、24、30年林分的小、中、大径材材积分别研究的结果：小径材，林龄F=1.59 < F_0.05(2，24)3.40，间伐强度F=9.82 >F_{0.01(3, 24)}4.72，表明不同林龄小径材差异不显著，林龄对小径材数量不具重要作用，而间伐强度之间，小径材材积有极显著的差异，具有很重要的作用; 中径材，林龄F=4.24>F_0.05(2，24)3.40，间伐强度F=0.34 < F_0.05(3，24)3.01，表明不同林龄中径材材积差异显著，林龄对中径材材积数量具有重要作用，而间伐强度之间差异不显著，不具重要作用；大径材，林龄F=12.58>F_0.01(2，24)5.61，间伐强度F=5.30>F_{0.01(3, 24)}4.72，表明林龄和间伐强度之间林分大径材材积差异极显著，均具有很重要的作用，两者比较林龄更重要，而两者之间均方值均很小，无交互作用。经研究确认，林龄和间伐强度为杉木林大径材定向培育的2个重要因素，实行强度间伐和延长主伐期，有利于杉木林培育大径材。

3.3 不同间伐强度林分不同材种原条出材量 3.3.1 林分出材量的组成

林分总出材量由活立木、间伐木和枯损木等出材量组成，而枯损木出材量并无实际利用价值。经用相同经验式计算结果，列于表 3。由表 3可知：1)林龄30年时，强度和中度间伐活立木出材量大致占90%，间伐木加枯损木约占10%(其中枯损木仅占1%~2%)；弱度间伐和对照活立木出材量大致占95%，间伐木加枯损木约占5%。表明活立木是林分木材产量最主要来源，而间伐木和枯损木出材比例很小，除非实行强度间伐以利用小径材和减少枯损量，否则中度和弱度间伐对减少枯损木的意义不大。2)间伐林分活立木出材量基本上均小于对照，经对30年林分活立木出材量方差分析，F=1.27 < F_{0.05(3, 6)}4.76，表明差异不显著，间伐不能增加活立木出材量。但林分活立木出材量随林龄增加而增加，呈二次抛物线相关，y=a+bx+cx², 式中：y为活立木出材量；x为林龄。经用最小二乘法计算，可分别得出其回归方程(表 4)。上述回归方程相关均很密切，可用于估测伐后林分活立木出材量。而伐后20年间，活立木出材量增加值，以对照为100%，则强度、中度和弱度间伐分别为100.2%、101.2%和102.4%，各种处理之间基本一致，表明间伐不能有效增加活立木定期出材量。3)30年生林分总出材量，以对照为100%，则强度间伐为99.5%、中度间伐为102.1%、弱度间伐为101.2%，其总出材量非常接近。伐后20年间林分总出材量增加值以对照为100%，则强度间伐为94.9%、中度间伐为97.1%、弱度间伐为98.8%，间伐林分均小于对照。由此可见，抚育间伐不能有效增加林分总出材量及其定期增加值，但间伐林分活立木出材率略有提高。

3.3.2 林分不同材种出材量的变化

不同间伐强度林分材种出材量的变化是评价间伐效果的重要指标，而有关伐后杉木成熟林的材种出材量的材料未见报导(刘景芳等，1996)。本文对本试验伐后20年间林分材种出材量的变化情况作较全面的总结(表 5)。表 5表明: 1)不同间伐强度伐后林分大、中径材出材量及出材率均随间伐强度增加而增加，强度>中度>弱度>对照，大径材出材量以强度间伐最多，出现时间最早。而小径材和小条木出材量则与此相反。2)30年生林分大、中、小径材出材量占总出材量比例：强度间伐分别为2 8.7%、51.8%、19.5%；中度间伐为17.3%、54.9%、27.8%；弱度间伐为15.6%、52.2%、32.2%；对照为8.6%、50.1%、41.3%。间伐处理林分大、中径材出材量可占70%~80%，而对照林分不足60%。可见，间伐对提高林木质量和大、中径材出材量有重要作用。3)伐后20年不同间伐处理林分大、中、小径材出材量的差异，经方差分析，大径材出材量F=8.41>F_0.05(3，6)4.76，中径材出材量F=0.43 < F_0.05(3，6)4.76，小径材出材量F=20.35>F_0.01(3，6) 9.78。结果表明：①间伐强度之间林分大径材出材量有显著性差异。经LSD检验，强度间伐极显著大于对照，并显著大于中度和弱度间伐，其他处理无显著差异。实行强度间伐大径材出材量可比其他处理增加56%~213%。②间伐强度之间中径材出材量无显著差异。③间伐强度之间小径材出材量有极显著差异，经LSD检验，对照极显著大于强度和中度间伐，显著大于弱度间伐；弱度间伐极显著大于强度间伐，中度间伐显著大于强度间伐。

3.3.3 林龄和间伐强度对材种出材量的作用

伐后林分大、中、小径材出材量同时受间伐强度和林龄的影响，用双因素分组方差分析方法，对20、24、30年近成熟龄林分大、中、小径材出材量进行方差分析(表 6)。由表 6可知，林龄和间伐强度对大径材出材量均有极显著作用，且林龄更重要，其出材量随林龄和间伐强度增加而增加，两者之间无交互作用；林龄对中径材出材量有显著作用，间伐强度作用不显著，两者也无交互作用；间伐强度对小径材出材量有极显著作用，林龄作用不显著，小径材出材量随间伐强度增加而显著减少，两者之间也无交互作用。结果表明，为增加林分大径材出材量一要适当延长主伐期，二要加大间伐强度。而以往杉木速生丰产林培育，主伐期可能过早，密度可能也太大，导致主伐时大径材出材量过低。

3.4 不同间伐强度林分产值及其经济效果 3.4.1 林分木材产值

本试验杉木林的造林、营林成本、单位材积的税费等支出大体相同，因此，不同间伐强度的经济效益可采用其木材产值进行比较。木材产值按照世行贷款造林项目杉木计价标准计算(表 7)。

由表 7可见：1)在伐后20年内，不同间伐强度林分每公顷总产值中，活立木约占95%~9 7%、间伐木约占1%~4%、枯损木约占1%~3%，间伐木与枯损木所占比例很小，间伐木的经济效益有限。因此，间伐应侧重于促进保留木的生长。2)30年生林分活立木产值和林分总产值随间伐强度增加而增加，均以对照为100%，活立木产值：强度间伐为117.35%、中度间伐为112.00%、弱度间伐为110.90%；林分总产值分别为120.31%、113.89%、110.64%。表明间伐林分活立木和林分总产值均有所增加。3)不同间伐强度林分伐后20年间活立木产值增加值随间伐强度增加而增加，强度、中度、弱度间伐和对照分别为157 768.0、145 358.7、142 957.1、126 316.9元·hm^-2，伐后20年间年平均产值分别为7 888.4、7 267.9、7 147.9、6 315.8元·hm^-2。以对照为100%，则其他分别为124.9%、115.1%、113.2%。间伐处理之间的差异经方差分析，F=7.48>F_0.05(3，6)4.76，表明处理间20年产值增加值差异显著。经LSD检验，强度间伐极显著大于对照，中度和弱度间伐显著大于对照，其他处理之间无显著差异。表明强度间伐对提高伐后活立木产值增加值作用更显著。

3.4.2 林分活立木产值组成及其作用

张水松等(2005)报道，抚育间伐不能有效增加林分材积总生长量及其定期生长量，并阐明间伐不能有效增加林分总出材量及出材量定期增加值。而本研究表明，间伐可提高林分总产值、活立木产值以及伐后20年间产值的增加值，对其原因，有必要从不同间伐强度林分产值的组成进行分析，给予科学的解释。对不同间伐强度林分近成熟林各材种产值组成的研究结果见表 8。由表 8可知，不同间伐强度林分活立木产值由大径材、中径材、小径材和小条木的产值组成，以中径材产值比例最大，大体上占50%~70%，其次为大径材和小径材，小条木产值最小。大、中径材产值随间伐强度和林龄增加而明显增加，小径材和小条木则相反。至30年生时，林分大径材产值，强度间伐>中度>弱度>对照，以对照林分为100%，则强度为313.4%、中度为200.9 %、弱度为1 83.8%；而小径材产值，对照>弱度>中度>强度间伐，以对照为100%，则强度为44.6%、中度为65.9%、弱度为79.0%；中径材产值，中度>弱度>对照>强度，以对照为100%，则中度为108.8%、弱度为105.8%、强度为97.4%。对30年生林分大、中、小径材产值差异进行方差分析，结果表明，间伐强度之间30年生林分活立木大径材产值F=8.178>F_0.05(3，6)4.76，有显著性差异，经LSD检验，强度间伐极显著大于对照，并显著大于中度和弱度间伐；间伐强度之间中径材产值F=0.451 < F_0.05(3，6)4.76，无显著性差异；间伐强度之间小径材产值F=20.599>F_0.01(3，6)9.78，有极显著差异，经LSD检验，对照极显著大于强度和中度间伐，显著大于弱度间伐，弱度间伐极显著大于强度间伐，中度间伐显著大于强度间伐。以上结果，揭示间伐后20年强度间伐林分活立木产值极显著高于对照，是强度间伐林分活立木大径材产值比对照有极显著增加和小径材产值的极显著减小共同作用的结果，提高间伐林分产值和经济效益的着重点应是改善林分的质量，以增加大径材产量和产值。抚育间伐的关键技术应是慎重选择保留木和加强对大径材的培育。

3.4.3 林分活立木产值的变化规律

间伐后林分活立木平均产值及其不同阶段定期平均产值的变化情况，不仅有利于对间伐经济效益的评价，也有助于从经济效益角度为不同间伐强度林分确定轮伐期提供依据。对不同间伐强度伐后20年间，林分活立木年平均产值及其定期平均产值的研究结果见表 9。

由表 9可知，不同间伐强度林分活立木定期平均产值有一个共同规律，15年前为上升时期，15~20年为高峰期，20~24年为延续期，24~30年为下降期。而各阶段定期平均产值增加值为强度>中度>弱度>对照。但20年后，对照处理定期平均产值即明显下降，比其他处理早5~10年。林分年平均产值则随林龄增加而增加，其平均值强度>中度>弱度>对照，除强度间伐外，其余处理至24年以后增长缓慢，至30年时，除强度间伐外，其余3种处理的年平均产值与定期平均产值已经相交，表明这3种间伐处理林分定期产值平均值已经明显减小，从经济效益来看，继续保留已不合算。由此认为，对照林分的主伐期为24年，弱度和中度间伐林分主伐期为30年、强度间伐林分大致在30~35年之间。

由于间伐后林分活立木年平均产值和定期平均产值与林龄呈二次抛物线相关，用y=a+bx+cx²式分别拟合其回归方程，式中，y为产值，x为林龄，结果如表 10。回归分析结果表明，用林分活立木年平均产值和定期平均产值与林龄拟合的回归方程，其相关均很密切，并可大致在5%或10%误差范围内估计不同林龄林分活立木年平均产值和定期平均产值，为从经济效益的角度确定不同间伐强度林分主伐期提供一种新途径。

4 结论

伐后20年林分材积结构依径级呈正态分布，有一个峰值，偏向小径级位置。但随林龄和间伐强度增加，间伐林分材积峰值位置可提升一个径级，对照林分则无变化。

林分大径材材积及其比例随间伐强度增大而显著增加，小径材则相反，揭示强度间伐可有效提高大径材材积。但不同间伐强度林分中径材材积无显著差异。双因素方差分析得出间伐强度和林龄对林分大、中、小径材的作用规律，为杉木大径材定向培育确定间伐强度和主伐期提供参考。

不同间伐强度林分活立木出材量大致占总出材量90%~95%，间伐木和枯损木大致占5%~10%。伐后20年，间伐强度之间林分总出材量及其20年间出材量增加值均无显著性差异，表明抚育间伐不能有效增加林分出材量及其定期增长量，但出材率略有提高。

伐后20年，不同间伐强度林分大径材出材量有显著性差异，强度间伐显著或极显著大于其他处理，小径材出材量则与此相反，中径材出材量无显著性差异。强度间伐林分大径材出材量比其他处理可增加56%~213%。通过强度间伐可生产更多大径材，以供应市场对杉木大径材的需求。

不同间伐强度30年生林分总产值和活立木产值，均以强度>中度>弱度>对照。伐后20年间活立木产值增加值也为强度>中度>弱度>对照。而且，间伐处理之间存在显著性差异，表现为强度间伐极显著大于对照，中度和弱度间伐显著大于对照。而间伐林分活立木产值显著大于对照的根本原因，是强度间伐极大地增加了大径材产值和减少小径材产值共同作用的结果。

间伐强度之间，林分年均产值及其定期平均产值的变化，大致可分为上升期(10~ 15年)、高峰期(15~20年)、高峰延续期(20~24年)、下降期(24~30年)。经对林分产值变化时期的区分及产值与林龄的回归分析，从提高杉木林经济效益的角度，分别提出其主伐期：对照为24年，弱度和中度间伐为30年，强度间伐为30~35年。依照木材产品的市场价值及其相应的经济效益确定杉木林主伐期可望获得较大的经济效果。