挪威云杉造林30年后延迟更新与采伐剩余物处理对木材产量的长期影响

推荐：本研究针对造林阶段处理措施如何影响挪威云杉长期生产力这一关键问题，通过30年长期定位试验，首次系统评估了采伐后延迟更新(0-4年)与采伐剩余物处理(保留/移除80%)对木材产量的叠加效应。发现延迟4年更新使优势木蓄积量显著降低22 m3 ha-1，而采伐剩余物移除导致同等量级损失，揭示了早期竞争压力与养分流失对森林可持续经营的深远影响。

　　

在森林生态系统中，造林初期的管理决策往往会产生长达数十年的"遗留效应"。挪威云杉(Picea abies)作为北欧重要的经济树种，其再生阶段面临两大矛盾：一方面延迟种植可规避松树象鼻虫(Hylobius abietis)危害，但植被竞争加剧；另一方面采伐剩余物(slash)移除便于整地操作，却可能导致养分流失。这种"两难困境"在林业实践中长期存在，但缺乏长期定量评估。瑞典农业科学大学的Axelina Jonsson团队通过30年持续观测，在《Forest Ecology and Management》发表了开创性研究成果。

研究团队在1989-1993年间建立了独特的时空替代实验。选取瑞典南部4个立地指数(H₁₀₀)30-34 m的样地，采用裂区设计：每年新建采伐迹地划分为保留/移除80%采伐剩余物两个主区，每个主区内设置0-4年共5个更新延迟梯度。通过连续5年滚动式造林，最终形成包含20个处理组合的长期观测体系。

【关键方法】

1. 1.

   时空替代实验设计：通过年际滚动造林构建0-4年更新延迟梯度；

2. 2.

   双重处理设置：采伐剩余物保留vs移除80%的对比；

3. 3.

   长期监测指标：20年/30年树高、胸径(DBH)及1500株优势木蓄积量；

4. 4.

   混合效应模型：处理不平衡设计的统计分析方法。

【研究结果】

3.1 采伐迹地年龄效应

1500株优势木分析显示，延迟4年更新使30年蓄积量显著低于即时更新(0年)和1年延迟处理(p=0.0064)，差异达22 m³ ha^-1。树高生长同样呈现类似趋势，4年延迟处理的树木较即时更新矮1.8 m(p=0.0107)。

3.2 采伐剩余物处理效应

与早期结论相反，30年数据表明移除处理使优势木蓄积量降低22 m³ ha^-1(p=0.009)，树高降低0.7 m(p=0.01)。这种"迟发效应"在20年监测时才开始显现。

3.3 种植年份影响

1992年干旱造成的早期生长差异在30年时消失(p=0.4648)，表明极端气候事件的长期影响可通过林分自我调节缓解。

【讨论与意义】

该研究首次量化了造林决策的"时间成本"：延迟4年更新相当于直接损失4个生长季，而采伐剩余物移除的养分流失效应需20年才完全显现。这与Egnell等提出的"营养临界期"理论吻合——挪威云杉在快速生长期(20-30年)对养分的敏感度显著提升。研究建议在肥沃立地上优先采用1年内即时更新，若必须移除采伐剩余物，应保留20%以减缓养分流失。

该成果为可持续森林经营提供了重要决策依据：

1. 1.

   揭示了早期竞争压力会产生持续30年的"生长记忆"效应；

2. 2.

   证实采伐剩余物管理需权衡操作便利性与长期生产力；

3. 3.

   建立了评估造林措施长期效应的实验范式。未来研究需关注多代连作下采伐剩余物处理的累积效应，以及不同立地条件的响应差异。