森林可持续经营和多功能林业要求森林经营朝着近自然的方向发展(Kota，2006)，更多地利用天然更新实现混交异龄林分结构和森林的连续覆盖(Larsen et al，2007)。近自然森林经营可以维持植被群落的稳定性，使森林植物组成与立地条件朝着健康的演替方向发展(李荣等，2011)。基于单株林木的目标树经营是实现近自然森林经营的重要途径。目标树经营将林分中所有的林木分为目标树、干扰树、特殊目标树和一般林木。目标树是实现经营目标、能够响应经营措施并长期保持竞争力的林木(Perkey et al，1993)，在目标树经营的整个过程中，所有经营措施都围绕着目标树进行，包括促进生长、间伐、保护和利用(陆元昌，2006； 陆元昌等，2009)。正确识别和标记目标树，对干扰树进行间伐，从而调节目标树的竞争关系，以最大化林分价值生产，是大径级、高价值人工林培育的关键，也是调整同龄人工林向异龄复层林发展的重要经营措施(陆元昌，2006)。

干扰树间伐是指以目标树为中心，将树冠接触或一定距离内的周围林木作为影响目标树生长的干扰树进行采伐的一种方式。干扰树间伐是目标树经营的主要措施，不同于下层间伐、上层间伐和机械间伐等方法，主要区别在于: 1)是否专注于林分中最有发展前途的林木，干扰树间伐时围绕能满足经营目标的目标树展开，经营目标通常是指木材生产、野生动物栖息环境、美学、水土保持、水源涵养或上述目标的组合(Perkey et al，1993)； 2)间伐的对象不同，干扰树间伐影响目标树生长的周围竞争木，而下层间伐、上层间伐和机械间伐等通常采伐生长慢、低价值、平均木以下和将要死亡的林木(成向荣等，2012)。

关于间伐对林分和单株林木影响的研究较多(雷相东等，2005； 王祖华等，2013； 高云昌等，2013)，绝大多数关注常规间伐，而干扰树间伐对林分目标树生长的影响研究较少。干扰树间伐不仅能促进商品材成材前林分的胸径生长(Miller，2000； Schuler，2006； Ward，2008a)，而且能促进商品材成材后林分的胸径生长(Stringer et al，1988； Ward，2002)。有研究表明，干扰树间伐能够促进70～94年红橡(Quercus rubra)成熟林分的胸径生长(Smith et al，1991； Miller et al，2004； Ward，2008b； 2011)。目前干扰树对树高生长的研究结论可以分为减慢(Trimble，1973； Lamson et al，1978； Miller，2000)和基本不变(Smith et al，1983)，2类研究均在硬阔林分(大多是橡树)中进行，而且大多比较了常规间伐方式下不同间伐强度在林分层面的生长差异，较少研究单株林木生长之间的差异。干扰树间伐对针叶林的影响，尤其是间伐后单株目标树生长的差异未见报道。本文拟探讨干扰树间伐对马尾松(Pinus massoniana)人工林目标树生长的影响和引起目标树生长差异的影响因素，旨在明确干扰树间伐后目标树的生长是否有显著变化及其影响因子，以期为森林经营者进行间伐提供科学依据。

研究地位于广西壮族自治区西南部大青山地区的中国林业科学研究院热带林业实验中心(21°57′47″—22°19′27″N，106°39′50″—106°59′30″E)，平均海拔700 m。该地区属南亚热带季风性气候，年均气温21.5 ℃，≥10 ℃积温7 518.4 ℃，年均降雨量1 309 mm，降雨多集中在7—8月份，土壤为砖红壤，土层厚度50～100 cm，广泛分布着杉木(Cunninghamia lanceolata)和马尾松人工纯林，常绿阔叶林居次(蔡道雄等，2008)。目前该区的森林经营方式正从传统的皆伐林业过渡到连续覆盖的近自然林业(郭文福，2009； Stone，2009)。

试验林分为1993年种植的马尾松人工纯林，面积约10 hm²，坡度20°，郁闭度0.9，立地指数18。主要下木有三叉苦(Evodia lepta)、铁冬青(Ilex rotunda)和鹅掌柴(Schefflera octophylla)等，主要草本有山姜(Alpinia japonica)、铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)、五节芒(Miscanthus floridulu)和蕨类(Adiantum spp.)等。对该林分进行目标树经营的目的是逐步导向形成异龄混交复层林分。2007年10月选择立地条件和生长情况基本一致的地段，设置间伐地块和对照地块。间伐地块: 每公顷选择175株生长旺盛(有良好生长趋势的冠型)、干形通直、没有损伤和病虫害、且位于主林层的林木作为目标树(陆元昌，2006)，永久性标记。11月在现场人为选择影响目标树生长的干扰树，并将其间伐，避免刮擦目标树，如果在干扰树伐倒过程中损伤到周围林木，也将其伐倒。将所有伐倒的树木除去树枝和树叶后移出林分加以利用。除目标树之外的其余保留木统称为非目标树。间伐后套种红椎(Castanopsis hystrix)、大叶栎(Quercus griffithii)和灰木莲(Magnoliaceae glanca)等珍贵乡土阔叶树种。对照地块: 每公顷同样选择175株目标树，永久性标记，不采伐，不套种。在间伐和对照地块建立30 m×20 m的固定样地各20块。对照样地和间伐样地林分在试验期初期末的林分调查因子基本情况见表 1。

表 1 2007—2010年林分调查因子基本情况变化 Tab.1 Dynamic change of stand attributes during 2007—2010(mean±SE)

表 1 2007—2010年林分调查因子基本情况变化 Tab.1 Dynamic change of stand attributes during 2007—2010(mean±SE) 林分 Stand 株数 Stem number/ hm -2 平均直径 Mean DBH/cm 平均树高 Mean height/m 蓄积量 Volume/ (m 3·hm -2) 对照(2007) Control(2007) 1 093 18.7±1.5 11.8±1.3 168.4±8.5 对照(2010) Control(2010) 1 093 20.4±2.1 13.3±1.5 218.2±12.4 间伐前(2007) Pre-thinning(2007) 1 062 19.2±1.7 12.1±1.3 161.7±10.8 间伐后(2007) Post thinning(2007) 850 18.6±1.6 11.6±1.2 125.3±16.6 间伐后(2010) Post thinning(2010) 850 21.9±2.4 12.8±1.6 186.9±20.5

2007年10月，在间伐作业前对所有胸径在5 cm以上的林木进行编号和调查，调查内容包括胸径、树高、枝下高、东西南北4个方向的冠幅等。树高和枝下高采用VERTEX超声波测高器测量。间伐后，对间伐样地内的保留木(包括目标树和非目标树)进行核实，确认被采伐的树木号。2010年11月对间伐样地和对照样地内所有林木进行复测，调查样地内所有目标树的自由生长空间(free-to-grow，简称FTG)(Lamson et al，1990)。用目标树的自由生长方向数定量自由生长空间的大小，即以目标树为中心，用虚拟的2条相互垂直的线段将目标树树冠划分为4个象限，如果有n个象限的树冠与邻近树的树冠没有接触，则FTG赋值为n(n=0，1，2，3，4，其含义是目标树在0，1，2，3和4个方向上可以自由生长)。FTG值为0表示目标树完全郁闭，竞争激烈； FTG值为4则表示目标树在4个方向上都没有邻近树与其直接竞争，相当于自由树。

单株材积采用部颁二元材积公式求算: V=0.000 062 341 803D^{1.855 149 7}H^{0.956 824 92}。采用SPSS 13.0软件进行数据统计分析，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Tukey HSD法检验各数据组间的差异性(α=0.05)。

由图 1可以看出，2007年马尾松林分和2010年对照组林分在径阶为18.0 cm时的林木株数百分比最多，小于18.0 cm的林木株数较多，呈右偏态分布。干扰树间伐3年后径阶为24.0 cm时的林木株数百分比最多，大于22.0 cm的林木株数较多，呈左偏态分布。与对照相比，干扰树间伐后的直径分布发生了变化，较小径阶的林木株数显著减少，较大径阶的林木株数显著提高，说明干扰树间伐有助于大径级林木的生产。

	图 1 马尾松人工林干扰树间伐3年后径阶分布 Fig. 1 3-years DBH distribution after crop tree release in Pinus massoniana plantation

按径阶分别统计间伐林分和对照林分的年胸径生长量(表 2)。干扰树间伐后马尾松林分胸径生长量明显大于对照林分，较大径阶20.0～28.0 cm的胸径生长量显著高于较小径阶10.0～18.0 cm，说明干扰树间伐对较大径阶的林木胸径生长促进效应明显。而目标树一般为林分内较大径阶的林木，说明目标树的胸径生长对干扰树间伐响应显著。

表 2 马尾松林分干扰树间伐后年胸径生长量 Tab.2 DBH annual increments after crop tree release in Pinus massoniana plantation

表 2 马尾松林分干扰树间伐后年胸径生长量 Tab.2 DBH annual increments after crop tree release in Pinus massoniana plantation 径阶 Diameter class 年胸径生长量 DBH annual increment/(cm·a -1) 处理组 Released 对照组 Control 10 0.45 0.05 12 0.65 0.26 14 0.68 0.26 16 0.95 0.56 18 0.88 0.45 20 1.35 0.52 22 1.34 0.61 24 1.33 0.63 26 1.33 0.70 28 1.25 0.68

由表 3可以看出，间伐组目标树的年胸径生长量是对照组目标树的1.8倍，是对照组非目标树的3.3倍；间伐组非目标树的年胸径生长量是对照组目标树的1.2倍，

表 3 干扰树间伐3年后马尾松人工林目标树和非目标树的年胸径生长量 Tab.3 DBH annual increment of Pinus massoniana 3 years after crop tree release

表 3 干扰树间伐3年后马尾松人工林目标树和非目标树的年胸径生长量 Tab.3 DBH annual increment of Pinus massoniana 3 years after crop tree release 树木类型 Tree type 处理 Treatment 胸径DBH 初值 Initial/cm 年生长量 Increment/(cm·a -1) 非目标树 Non-crop tree 对照组Control 17.4 0.4±0.1a 间伐组Released 18.8 0.9±0.2b 目标树 Crop tree 对照组Control 21.6 0.8±0.2b 间伐组Released 20.9 1.4±0.3c

是对照组非目标树的2.2倍；间伐组目标树的年胸径生长量是非目标树的1.5倍。可见，干扰树间伐能显著促进目标树和非目标树胸径生长，但是对目标树胸径的促进生长效应更大。图 1中较大径阶林木株数增多、表 2中较大径阶胸径生长量更大都是源于目标树对干扰树间伐的积极响应。

无论是间伐组还是对照组，马尾松人工林中目标树与非目标树的3年树高和单株材积生长均呈极显著差异(表 4)。在对照组中，目标树的年树高和单株材积生长量分别是非目标树的1.6和2.1倍； 在间伐组中，目标树的年树高和单株材积生长量分别是非目标树的1.6和3.3倍。无论是间伐组还是对照组，目标树与非目标树的枝下高生长均无显著差异。间伐组目标树的年冠幅直径生长量是非目标树的2.2倍，二者有极显著差异； 对照组目标树和非目标树的年冠幅直径生长量则无显著差异。

表 4 干扰树间伐3年后马尾松人工林目标树的年均生长量^① Tab.4 Annual increment of Pinus massoniana 3 years after crop tree release(mean±SE)

表 4 干扰树间伐3年后马尾松人工林目标树的年均生长量① Tab.4 Annual increment of Pinus massoniana 3 years after crop tree release(mean±SE) m·a-1 林木类型 Tree type 处理 Treatment 树高生长量 Height increment 枝下高生长量 Clear bole height increment 冠幅生长量 Crown width increment 材积生长量 Volume increment ①同列不同小写字母表示处理间差异显著( P<0.05)。Different small letters in the same column meant significant difference at 0.05 level. 目标树 Crop tree 对照组Control 0.67±0.18a 0.70±0.22a 0.24±0.05a 0.025±0.006a 间伐组Released 0.56±0.15a 0.28±0.15b 0.68±0.10b 0.039±0.003b 非目标树 Non-crop tree 对照组Control 0.41±0.20b 0.57±0.34a 0.26±0.05a 0.012±0.004c 间伐组Released 0.35±0.23b 0.52±0.31a 0.31±0.08a 0.012±0.005c

间伐组目标树年树高生长量与对照组目标树之间无显著差异； 枝下高生长则差异显著，3年枝下高生长减少1.26 m。与对照相比，间伐组目标树的冠幅直径和单株材积生长量年提高了0.44 m和55%。可见，干扰树间伐能显著促进目标树冠幅和材积生长，显著降低枝下高生长，对树高生长无显著影响，目标树对干扰树间伐的响应十分明显。

从表 5可以看出，目标树的胸径生长量随着FTG值的上升呈现上升趋势，且与FTG值极显著正相关。与FTG值为0，1，2，3的目标树相比，FTG值为4的目标树3年胸径生长量分别增加了3.84，2.33，1.64和1.04 cm。将目标树周围的干扰树间伐出4个方向的自由生长空间，可以极显著提高其胸径生长量，越多方向的竞争被消除，胸径生长量越大。目标树的自由生长空间在促进目标树胸径生长上有明显的决定性作用。

表 5 马尾松人工林目标树3年生长量与自由生长空间的关系^① Tab.5 Relationship of 3 year growth to free-to-grow rating for crop trees in Pinus massoniana plantation(mean±SE)

表 5 马尾松人工林目标树3年生长量与自由生长空间的关系① Tab.5 Relationship of 3 year growth to free-to-grow rating for crop trees in Pinus massoniana plantation(mean±SE) 生长因子 Growth factors FTG值 Free-to-grow rating 0 1 2 3 4 ①同行不同小写字母表示处理间差异显著( P<0.05)。Different small letters in the same row meant significant difference at 0.05 level. 胸径DBH/cm 1.98±0.31a 3.19±0.49b 3.88±0.42bc 5.48±0.51cd 5.52±0.46d 树高Height/m 2.01±0.25a 1.87±0.19a 1.62±0.15a 1.75±0.18a 1.60±0.02a 枝下高Clear bole height/m 2.19±0.18a 0.96±0.09b 0.89±0.07b 0.74±0.07b 0.76±0.08b 冠幅Crown width/m 0.57±0.11a 1.15±0.13ab 1.68±0.15b 2.25±0.20b 2.06±0.18b 材积Volume/m 3 0.072±0.009a 0.095±0.010ab 0.118±0.022b 0.125±0.022b 0.140±0.024b

从表 5可以看出，FTG值为1，2，3，4的马尾松目标树的树高和枝下高生长量均小于FTG值为0的目标树。无自由生长方向的目标树与释放1～4个生长方向竞争的目标树之间树高生长无显著差异、枝下高生长有显著差异。FTG值为1，2，3，4的目标树之间的树高生长和枝下高生长无显著差异。

从表 5可以看出，马尾松无自由生长方向的目标树与释放2～4个生长方向竞争的目标树之间的冠幅直径生长有显著差异。释放目标树1~4个方向的竞争压力时，可明显增加冠幅生长量，释放3～4个方向的竞争压力使得目标树3年的冠幅直径生长比无自由生长空间的目标树增加1.7 m左右。

从总体上看，材积生长量随着FTG值的增加而增加(表 5)。与FTG值为0的目标树相比，FTG值为1，2，3，4的目标树3年材积生长量分别增加了0.023，0.045，0.052，0.067 m³。FTG值为4的目标树比完全郁闭的目标树(FTG=0)可提高材积生长量93%。目标树周围的干扰树间伐2～4个方向可显著提高材积生长量，越多生长空间的竞争被消除，材积生长量越大。

早期的研究表明，红橡目标树的胸径生长能响应干扰树间伐，例如美国弗吉尼亚西部54年生的红橡林分(Lamson et al，1990)、 75～80年生红橡林分(Smith et al，1991)； 美国阿肯色州61年生红橡林分(Graney，1998)； 美国加利福尼亚州红橡林分(Beck，1986)，康涅狄格州70～75年生红橡林分(Miller et al，2004)、74~94年生红橡林分(Ward，2008b)、 80～112年生红橡林分(Ward，2011)等研究均表明干扰树间伐能促进胸径生长。

针叶林对干扰树间伐的响应未见报道。本文研究了马尾松人工林目标树胸径生长量随树冠释放程度增加而变化的情况，结果表明，胸径生长量随着FTG值的增加而增加。完全间伐干扰树的14年生马尾松林目标树(FTG=4)与完全郁闭的目标树(FTG=0)的3年胸径生长量分别为5.52和1.98 cm;而完全释放的红橡目标树(FTG=4)和完全郁闭的目标树(FTG=0)的5年胸径生长量分别为3.55和2.4 cm(Ward，2011)。相比该红橡林分，马尾松人工林目标树胸径生长对干扰树间伐的响应更敏感，这可能与针叶树和阔叶树之间以及林龄不同有关。

胸径生长量对目标树树冠释放的响应因树种而异，但都是促进作用。应用干扰树间伐技术去除了限制目标树树冠水平扩张的树木，目标树从拥挤的生长空间中释放出来，树根和树冠逐步占有先前干扰树所占据的生长空间(Smith，1977； Oliver et al，1996)。这些增加的自由生长空间为目标树提供了更多的光照和地下资源，目标树冠层的叶面积增加，光合作用和生活力得到提高，促进了单株木的生产潜力(Healy et al，1999； Johnson et al，2002)。

目标树只能从林分的优势层和亚优层中选出(陆元昌，2006)。有研究表明，干扰树间伐后处于林冠优势层的目标树胸径生长响应速度小于亚优层的目标树(Smith，1977； Ward，1995)。而马尾松林分中处于优势层和亚优层的目标树之间胸径生长没有显著差异，这可能与树种特性有关。

干扰树间伐对树高生长影响的研究较少。本研究表明，干扰树间伐后马尾松目标树树高生长量没有显著变化，这与美国西弗吉尼亚幼龄硬阔林干扰树间伐的研究结果(Smith et al，1983)一致；但是，一些研究认为干扰树间伐会显著降低树高生长量(Miller，2000； Trimble，1973； Lamson et al，1978)。这些试验的间伐处理都等同于FTG值为4的情况，有些处理不仅完全采伐干扰树，而且把与目标树树冠相隔一定距离的邻近树全部采伐，这些试验的树高生长量降低可能与目标树生长空间释放过多有关。可见，干扰树间伐对树高生长的影响研究结论并不一致，这可能与参试树种、试验林年龄和间伐强度有关。

目标树对生长空间释放后的树高生长响应可通过目标树获取干扰树的生长空间得到解释。树冠郁闭限制了树冠横向伸展(阔叶树尤其明显)，目标树通过较快的树高生长维持其林冠优势地位，伐除干扰树后，树冠扩张转为横向发展，树高生长可能减慢(Miller，2000)。试验林年龄、树种树冠生长的特性决定了树高生长量的变化。幼龄林间伐时树高还处于快速生长期，树高生长影响则会较大，间伐形成的林隙可能在短短几年内郁闭，影响持续时间较短； 近成熟林中间伐时树高生长基本完成，树高生长影响则会较小，间伐产生的林隙更大，树冠横向扩张郁闭的时间大于幼龄林，影响的持续时间较长。

在同龄人工林的中幼林分中，树高生长是决定目标树在林冠中能否维持上层位置的决定因素，任何减慢树高生长的经营措施都会减弱选择目标树的意义，间伐时的林龄特别关键。由于树高快速生长大多发生在林分早期阶段，虽然高生长在后期还会缓慢生长，但干材高的生长已经达到最大值，因此，对于干扰树间伐后树高生长显著降低的树种可在树高快速生长完成后再进行间伐。

目标树自由生长方向数(FTG值)越多，胸径生长量和材积生长量越大，树高生长则未呈现明显规律。FTG值可以很好地解释目标树之间生长响应的差异。

常规间伐对目标树自由生长空间的释放考虑较少，因为常规间伐是基于林分层面作业，而干扰树间伐是基于单株层面作业。在干扰树间伐完全释放目标树生长空间所需的间伐强度下，常规间伐方式虽然将林分密度降到了同样的水平，但目标树的竞争关系并没有得到恰当的释放，大多只能释放1~2个生长方向。间伐不应该仅仅注重间伐强度，还要注重哪些林木(即干扰树)应当被间伐，以便目标树生长得更好。

不管在间伐还是未间伐目标树都比非目标树生长快，干扰树间伐可以高效释放目标树的生长空间和竞争压力，促进目标树的生长。影响单株目标树生长的决定因素是目标树的自由生长方向数，而不是间伐强度。因此，为了使得林分中最好的林木获得最大的生长速度，应当把林分中的目标树正确挑选出来，综合考虑胸径、冠幅、树高、枝下高和材积生长对干扰树间伐的响应，在合适的间伐期对马尾松人工林进行3~4个方向的干扰树间伐较为适宜。