森林作为陆地生态系统的主体，对人类生存和发展具有重要的意义，所以合理的经营方式尤为重要。目前，森林经营强调维持或恢复林分结构^{[1, 2]}，并向着不仅要维持木材产量，而且要发挥森林的多种生态功能方向转变^[3]。从该意义来看，择伐比皆伐更有利于维持生物多样性和生态功能^{[4, 5]}，但不同择伐强度对森林的影响也不同。国内外关于择伐对林分生长、物种组成和物种多样性影响的研究较多。多数学者认为小范围的择伐能改善林内光照和温度条件，因此有利于林木的生长^{[6, 7, 8]}。不同择伐强度对物种组成的影响不同，较低强度(30%以下)择伐对物种组成影响较小，而较高强度(40%以上)择伐则会使其发生明显的变化^{[9, 10]}。并且，择伐干扰后林内乔木物种丰富度也减小^{[11, 12]}。此外，也有关于择伐对森林生态系统固碳影响的研究，齐麟等^[13]通过研究择伐后阔叶红松林生态系统碳密度，发现在短期内择伐导致植被、土壤的碳密度减小，而随着植被的恢复，生态系统碳密度增加。

阔叶红松林是东北东部山区典型的地带性植被，但由于长期不合理的森林经营，导致原始阔叶红松林大面积消失，仅有为数不多的原始阔叶红松林分布于长白山地区。而长白山林区又是东北地区重要的木材生产基地，因此如何实现长白山阔叶红松林的可持续经营成为广大学者和森林经营管理工作者日益关注的问题。从20世纪50年代，我国开始对阔叶红松林择伐^[14]，经历了由径级择伐到采育择伐、弱度择伐，到目前正在实行的不采红松只采伐蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandschurica)、春榆(Ulmus davidiana var. japonica)和紫椴(Tilia amurensis)等阔叶树(目的是保护阔叶红松林资源)的过程。然而，该经营方式能否使森林健康发展，备受关注。故近几年对阔叶红松林经营的研究相对较多，主要集中于择伐对阔叶红松林主要树种生长的影响^[15]、择伐对阔叶红松林生物量和碳密度的影响^[16]及对生物多样性^[11]影响等方面。而关于该经营方式对森林结构产生怎样的影响，以及其能否使木材可持续利用的研究非常少。故本研究选择长白山地区具有典型代表性的露水河林业局，以经过择伐后的阔叶红松林为研究对象，分析择伐对阔叶红松林结构和木材生产的影响，为制定合理的森林经营措施提供参考。

研究区位于长白山自然保护区西北部的吉林省露水河林业局(127°29′─128°02′ E，42°24′─42°49′ N)，是典型的阔叶红松林分布区。平均海拔为600—800 m。该地区属于寒温带大陆性气候，降水季节变化显著，降水多集中在7—8月份，年降雨量800—1040 mm，平均相对湿度为70%—75%，年平均气温达0.9—1.5 ℃。土壤成土母质主要为花岗岩、玄武岩、少部分为沉积岩。该局自1998年开始实施天然林保护年工程，面积12.1万hm²，其中45%为商品林，每年木材产量为6.5万m³。森林类型为经过多次采伐后形成的天然林次生林或派生林，是吉林省森林资源保存最好的林业局之一。

2012年在露水河林业局，选择海拔、坡度和坡位等条件相同，择伐强度(以蓄积比例计)不同的次生林设置样地，并以原始阔叶红松林(未择伐)为对照(CK)。用T0表示采伐强度为20%的样地，T1表示采伐强度为40%的样地，T2表示经过40%的采伐后，又进行了10%强度的采伐的样地，每个样地类型设4块面积为50m×100m的样方。详细调查和记录各样地中胸径(DBH)≥2 cm的木本植物的种类和胸径，样地具体信息见表 1。

根据吉林省一元立木材积表(2003年)按不同树种组(针叶：包括红松、云杉(Picea jezoensis)、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、长白落叶松(Larix olgensis var. changpaiensis)及其它针叶树；一类阔叶：包括水曲柳、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄檗(Phellodendron amurense)、紫椴(Tilia amurensis)、春榆(Ulmus davidiana var. japonica)、枫桦(Betula costata)、白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus davidiana)；二类阔叶：包括色木、杂木；蒙古栎(Quercus mongolica))计算蓄积量。

自2000年以来，该局采伐的树种主要是蒙古栎、水曲柳、春榆和紫椴(占总量的95%以上)，故本文称以上4个树种为用材树种。根据森林择伐技术规程的规定，样地中DBH≥40 cm的用材树木被称为目前可采伐的林木。

采用Excel2007进行数据计算和统计，SPSS16.0进行单因素方差分析(One way ANOVA)和Duncan法进行差异性比较，利用Origin8.0绘图。

对4个样地上所有DBH≥2 cm乔木分析后发现，择伐强度对阔叶红松林物种组成和胸高断面积有很大的影响(表 2)。原始林中DBH≥2 cm个体的总胸高断面积为44.72 m²/hm²,择伐后样地总胸高断面积均小于原始林，且择伐强度越大胸高断面积减少的越多。其中经过两次择伐以后，样地的总胸高断面积仅为原始林的47.5%，林地上可采伐的林木仅为原始林的33.9%，为低强度择伐林的52.6%。

原始林中胸高断面积大于1 m²/hm²的乔木有7种，占样地总胸高断面积的92.6%。其中红松胸高断面积占40.7%，紫椴、蒙古栎和水曲柳之和占总的39.9%，说明这4个种在原始植被群落中占据绝对优势。择伐强度对树种胸高断面积比例影响不同。低强度的T0与原始林差异不大，样地中胸高断面积大于1 m²/hm²的乔木有8种。其中红松占39.0%，紫椴、蒙古栎、水曲柳胸高断面积之和占29.8%。春榆在该样地上的比例比原始林略高，达到6.4%。高强度择伐的T1与原始林差异较大，该样地中仅有4个种的胸高断面积大于1 m²/hm²，其中红松占22.2%，紫椴、蒙古栎和水曲柳之和占21.3%，且色木槭和其他树种的比例最大，占51.8%。经过第二次采伐后的T2，红松比例增加到31.25%,而紫椴、蒙古栎、水曲柳仅为17.6%，春榆的比例在该样地中最大，达到13%。低强度择伐基本能保持原有的物种组成，样地上可采伐的林木资源较多。

对各样地中主要树种蓄积分析发现，择伐强度对主要树种蓄积量影响较大(表 3)。原始林林分总蓄积为452.97 m³，择伐样地林分蓄积量均小于原始林，且择伐强度越大林分蓄积量减少的越多。其中经过两次择伐的样地林分蓄积量仅为原始林的52.9%，林地上可采伐的林木仅占原始林的47.0%，为低强度择伐林的72.8%。

原始林中红松蓄积量为218.69 m³，占林分总蓄积量的48.3%，紫椴、蒙古栎、水曲柳和春榆蓄积之和为183.01 m³，占总蓄积的40.4%。择伐强度对蓄积量比例影响不同。低强度的T0红松蓄积量为165.56 m³，占总蓄积的48.6%，略高于原始林(或与原始林差异不大)，紫椴、蒙古栎、水曲柳和春榆蓄积之和为118.07 m³，比例为34.7%，低于原始林。高强度择伐的T1与原始林差异较大，红松蓄积量为83.77 m³，比例为25.6%，紫椴、蒙古栎、水曲柳和春榆蓄积之和为77.04 m³，比例为23.5%。经过两次择伐的T2，红松蓄积为77.84 m³，比例为32.5%，紫椴、蒙古栎、水曲柳和春榆蓄积之和为85.96m³，比例为35.9%。原始林、T0、T1和T2的红松与用材树种蓄积比分别为1.19、1.40、1.09和0.91。可见低强度择伐使该比例升高，而高强度择伐使之降低，且经过两次择伐的T2样地该比例小于1。

择伐后样地林分株数均少于原始林，且采伐强度越大，株数减少的越多(图 1)。低强度择伐对林分株数影响较小，其样地中林分株数仅减少了5.8%，林分株数与原始林没有显著差异。而高强度择伐则显著减少林分株数，T1林分株数减少了28.8%，显著低于原始林。尤其是经过两次择伐的T2，其林分株数减少了43.2%，显著低于原始林和低强度择伐林。

图 1 各样地主要树种株数 Fig. 1 Number of individuals of main species in different plots S: 林分stand，CT: 用材树种cutting tree species，PK: 红松Pinus Koraiensis, MCT: 目前可采伐的用材树种merchantable cutting tree species， MPK: 目前可采伐的红松merchantable Pinus Koraiensis; 不同小写字母表示不同样地间差异显著(P＜0.05)

图选项

择伐后样地林分蓄积量均低于原始林，且采伐强度越大，蓄积减少的越多(图 3)。低强度择伐对林分蓄积量影响较小，仅减少7.44 m³。高强度择伐对林分蓄积量影响较大，T1样地林分蓄积量减少178.70 m³，但与其他样地没有显著差异。而经过两次择伐的样地林分蓄积量减少了236.06 m³，其林分蓄积量最小，仅为原始林蓄积量的46.7%，是低强度择伐林的47.5%，与二者差异达到显著水平。

择伐对用材树种和红松株数没有显著影响(图 1)，对它们的株数比例也没有显著影响(图 2)。择伐显著减少用材树种蓄积(图 3)，T0、T1和T2处理用材树种蓄积分别比原始林减少了51.96 、89.58 m³和102.25 m³，可见择伐强度越大，用材树种蓄积减少的越多，但各择伐处理间用材树种蓄积没有显著差异。择伐强度对红松蓄积量影响不同，低强度择伐使红松蓄积量增加，而高强度择伐则使其减少。择伐后样地红松蓄积量与原始林没有显著差异，而择伐处理间T1处理显著低于T0处理。择伐对红松蓄积量比例与对红松蓄积量影响相同，低强度择伐使红松蓄积量比例增加，而高强度择伐则使其减少。择伐后样地红松蓄积量比例与原始林没有显著差异，而择伐处理间T1处理显著低于T0处理。

图 2 主要树种株数比例 Fig. 2 Proportion of main species′ numbers

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图 3 各样地主要树种蓄积 Fig. 3 Volume of main species in different plots

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择伐对目前可采伐的红松株数和株数比例没有显著影响(图 1,图 2)，低强度择伐使二者增大，高强度择伐使其减小，但择伐后样地目前可采伐的红松株数和株数比例与原始林没有显著差异。原始林中目前可采伐的用材树种株数为52株，占样地总树种比例为5.85%(图 1)。T0、T1和T2中目前可采伐的用材树种株数分别是31、19和19株，占样地总株数比例分别为3.67%、3.09%和3.73%。可见择伐使样地中用材树种株数显著减少，且采伐强度越大，株数减少的越多，T0、T1和T2中目前可采伐的用材树种株数分别占原始林的59.6%、36.5%和36.5%。择伐也显著降低了目前可采用材树种的株数比例，T0、T1和T2处理目前可采用材树种的株数比例分别比原始林减少了2.18%、2.76%和2.12%，择伐后样地目前可采伐的用材树种株数较少。

择伐减少目前可采伐的用材树种蓄积，且强度越大，减少的越多(图 3)。择伐后样地目前可采伐的用材树种蓄积显著小于原始林，且低强度择伐处理也显著高于高强度择伐处理。

原始林中目前可采伐的用材树种蓄积为147.64 m³，占总蓄积的33.25%。T0的目前可采的用材树种蓄积为102.00 m³，占总蓄积比例为24.75%,比原始林减少了45.64 m³，是原始林目前可采伐的用材树种蓄积的69.1%。T1的目前可采的用材树种蓄积为33.72 m³，占总蓄积比例为12.85%，比原始林减少了113.93 m³，仅为原始林的22.8%，是低强度择伐林的33.1%。T2的目前可采的用材树种蓄积为34.69 m³，占总蓄积比例为16.74%，比原始林减少了112.95 m³，仅是原始林的23.5%，是低强度择伐林的34.0%。择伐也减少目前可采伐的用材树种蓄积比例，且强度越大，减少的越多(图 4)。但低强度择伐林目前可采伐的用材树种蓄积比例与原始林无显著差异，而高强度择伐T1和T2目前可采伐的用材树种蓄积比例与原始林差异均达到显著水平。原始林中目前可采的红松蓄积为157.25 m³，占总蓄积比例为35.36%。低强度择伐使目前可采的红松蓄积增大，高强度择伐使之减小，但择伐后样地目前可采的红松蓄积与原始林差异不显著,而T1与T0间差异达到显著水平。择伐后目前可采的红松蓄积比例与蓄积变化规律相同。

图 4 主要树种蓄积比例 Fig. 4 Proportion of main species′ volume

图选项

择伐是实现森林收获利用的一种手段，不可避免地对森林生态系统产生影响。由于择伐作业过程会破坏林内环境和幼树^{[17, 18, 19]}，且不同择伐强度作业林内环境破坏程度不同，进而引起林地光照、温度和湿度等因子不同，故对林分结构产生不同的影响^[20]。低强度择伐能改善林内阴暗、潮湿的小环境，增加透光度，减缓了保留木之间对资源和环境的竞争，调整林木的组成和结构，从而促进林下植被的恢复和生长。择伐强度越大，对林内环境和幼树的破坏程度越大^{[21, 22]}，森林结构所受的影响也越大。本研究中低强度择伐后的林分基本上能保持原有的物种组成，与邱仁辉^[9]等人的研究结果一致，有利于原有物种的保持和恢复，这对于珍惜树种的择伐利用具有重要意义。而高强度择伐由于移出大径级的树木较多，并对保留木产生砸倒、折顶和砸掉树枝等损伤，故物种组成和蓄积结构发生明显的变化。因此，从科学经营阔叶红松林的角度出发，应尽量采取低强度择伐，同时在择伐时应对择伐作业进行合理的规划，因为没有规划的择伐作业对林地保留木的损伤有很大影响^[23]。

本研究中经过择伐处理的林分蓄积量低于未择伐处理的林分^{[2, 6]}，但低强度择伐的林分蓄积量与未择伐林分蓄积量没有显著差异。主要是由于低强度择伐林分中保留的大径级林木的数量较多，采伐前后林分蓄积量的变化不大。而高强度择伐后林分中减少了很多大径级林木，并在择伐作业过程中对样地保留木的破坏程度也较大，故林分蓄积量的变化较大，显著低于原始林^[24]。

择伐对红松(包括红松株数和蓄积，以及DBH≥40 cm的红松株数和蓄积)的影响不显著，而对用材树种的影响较大，主要与该局的采伐方案有关。自2000年以后，该林业局将红松列为保护树种，不进行采伐，而主要采伐蒙古栎、水曲柳、春榆和紫椴。样地中红松的变化主要是由自然稀疏以及采伐作业过程对其造成的损伤引起，所以择伐后样地中红松株数和蓄积与原始林没有显著差异。而择伐后样地中用材树种的变化则主要是采伐引起的，且采伐强度越大，其减少量越多，进而导致高强度择伐后样地中目前可采伐的木材量非常少。根据森林采伐技术规程，蓄积择伐强度不超过40%，商品林择伐强度一般在20%—40%。但由于采伐操作过程很难控制，故实际采伐强度往往超过预期的采伐强度。按目前森林经营方案，只采伐满足要求的用材树种，以森林采伐规程中商品林采伐强度的最低标准20%，对择伐后的样地进行采伐，只有低强度择伐样地满足要求，且伐后样地中可采的木材量几乎为0。如果考虑对满足采伐要求的红松与用材树种共同进行采伐，那么不仅样地中可采伐的木材量较大，也能改善林分的蓄积结构。因此，从阔叶红松林木材可持续利用角度来看，需要重新思考红松不作为采伐树种后的用材林经营技术模式。由于本研究只考虑到择伐强度一个因素，并未与择伐周期相结合。故应深入研究二者结合后，对森林木材可持续利用的影响。

(1)低强度择伐对物种组成和蓄积结构没有显著影响，而高强度择伐使阔叶红松林物种组成和蓄积结构发生较大的改变。

(2)择伐后林分蓄积量均显著小于未择伐处理的林分蓄积量，但低强度择伐与高强度择伐处理间没有显著差异。

(3)择伐显著减少用材树种株数和蓄积，尤其是对目前可采的用材树种株数和蓄积影响最为显著，而对红松没有显著影响。

(4)在目前的经营方式下，择伐后的样地中可采伐的木材量非常少。为了使木材可持续利用角度，应重新考虑是否对红松进行采伐。