第二代杂交杨树人工林疏伐对林分及优势木生长的影响：长期轮作下的生物量生产优化策略

本研究针对第二代杂交杨树无性系OP42人工林长期生长动态不明的问题，通过设置4种疏伐强度（未疏伐6000株·ha-1、轻度疏伐3000株·ha-1、中度疏伐1100株·ha-1、重度疏伐550株·ha-1），开展为期11年的生长监测。结果表明，中度疏伐可使林分水平总生物量MAI（平均年增量）达38 m3·ha-1·yr-1（12.7 Mg DM·ha-1·yr-1），且优势木单株材积提升30%以上，为长轮作期杨树林分管理提供了关键阈值参数。

　　

随着欧盟2050年碳中和战略的推进，木质生物能源需求激增，杨树（Populus spp.）因其快速生长特性成为人工林建设的核心树种。然而，当前关于杨树管理的知识多基于第一代轮作，对于通过根蘖萌生建立的第二代长期轮作林分，其生长规律及疏伐调控机制尚不明确。尤其在北欧气候条件下，如何通过疏伐优化林分结构，平衡生物量总量与单株经济价值，成为林业可持续管理的关键难题。

为解决上述问题，瑞典农业科学大学研究团队在瑞典南部Sangletorp地区开展了为期11年的定位研究。该试验以无性系OP42（Populus maximowiczii × P. trichocarpa）第二代萌生林为对象，在轮作第7年设置4种疏伐强度梯度，系统监测林木死亡率、胸径、树高及材积等指标的变化规律。

研究采用的关键技术方法包括：（1）基于随机区组设计的疏伐实验布局；（2）利用Eriksson材积方程和335 kg·m^-3木材密度转换生物量；（3）通过高度-直径关系模型估算树高；（4）运用方差分析（ANOVA）和Kruskal-Wallis检验评估处理差异。

疏伐处理对林木死亡率的影响

未疏伐和轻度疏伐区林木死亡率分别达76%和54%，而中度和重度疏伐区自疏现象显著抑制。这表明高密度林分需通过疏伐提前缓解竞争压力。

疏伐处理对生长指标的影响

胸径生长对疏伐响应存在滞后性，处理后第4年中度与重度疏伐区优势木胸径显著超越未处理组（28–29 cm vs. 18 cm）。树高生长受疏伐影响较小，但重度疏伐区全林木平均树高达26.3 m，较未疏伐区高23%。高度-直径比在疏伐区显著降低（0.90–1.09），表明疏伐可培育更粗壮抗逆性强的树干。

单木材积/生物量生产

重度疏伐使优势木单株材积达0.87 m3（292 kg DM），较未疏伐组提升36%。但全林分尺度上，中度疏伐在维持较高立木密度的同时，使生物量生产效益最大化。

平均年增量与当前年增量

未疏伐区MAI在18年时达33 m3·ha^-1·yr^-1，且CAI已低于MAI，表明轮作周期可至此结束。而中重度疏伐区CAI始终高于MAI，支持更长轮作期。优势木MAI未达峰值，说明其生长潜力尚未完全释放。

立木材积分配格局

轮作18年时，>21 cm大径木材积占比在重度疏伐区达97%，但总蓄积量最低；中度疏伐区大径木占比86%且总蓄积最高（419 m3·ha^-1），证实该强度可实现径级结构与总量协同优化。

本研究首次量化了第二代杨树林分长期疏伐效应，揭示中度疏伐（1100株·ha^-1）为最优策略：既可利用萌生林早期快速生长特性，又通过适时疏伐导向大径材生产，使生物量MAI较第一代轮作提升15%（38 vs. 33 m3·ha^-1·yr^-1）。研究结果直接支撑北欧生物经济战略，为碳中性目标下人工林精准管理提供了理论与实践范式。