森林生态系统管理是当代林业发展的重要趋向，是实现森林可持续发展的主要途径。它针对不同类型的森林生态系统，通过收集的林学、生态学、植物学、土壤学等多学科的信息，确定相应的培育技术，以保持森林长期生产力，维持生态系统的稳定性和健全的功能。沿海防护林的优化培育，关键在于保持生态系统的稳定性和多样性，构建具有合理林带结构的生态系统，以确保森林发挥保护环境的作用及效益的可持续性。有关木麻黄林的生态系统管理和优化培育技术，以往鲜见相关的研究报道，为此我们在福建沿海防护林经营中开展了有关的试验研究。
以往东南沿海防护林基本上是营造木麻黄纯林，集中连片营造木麻黄纯林常遭病虫危害，且多代连栽易引发土壤养分失调及林地生产力下降等问题，也不利于防护林生态功能的充分发挥。为了改善沿海地区造林树种的格局，我们于1992年进行了木麻黄与湿地松、马占相思、柠檬桉的混交造林试验，并对混交林的生长和防风效能等进行了观测研究。
表5-1 东山赤山林场木麻黄与湿地松混交林（8年生）的生长情况
树种
混交方式
林分密度
（株/
林分生长情况
平均树高（m）
平均胸径（cm）
木麻黄
2木4松
（带状）
662
2312
9.5
10.3
26.1717
47.0189
湿地松
1650
4.8
7.8
20.8472
木麻黄
3木3松
（带状）
910
2150
12.1
10.7
48.8071
60.3689
湿地松
1240
4.7
7.0
12.5618
木麻黄
1木3松
（行带）
402
2264
10.1
11.2
19.6226
48.0027
湿地松
1862
5.3
8.2
28.3801
木麻黄
1木2松
（行间）
659
2310
9.8
10.8
29.2519
51.0362
湿地松
1651
4.9
7.9
21.7843
木麻黄
1木1松
（行间）
921
2149
9.6
11.3
43.4714
56.2708
湿地松
1228
4.5
7.3
12.8994
木麻黄
对照
-
2075
8.9
9.6
-
54.8915
（一）木麻黄林多树种配置对防护林生长的影响
由表5-1、表5-2可看出，木麻黄与湿地松、马占相思、柠檬桉混交林中，除1木2松混交林蓄积略低于木麻黄纯林，其余各混交试验处理的树高、胸径和材积生长量均超过木麻黄纯林。如木麻黄与湿地松混交林的平均树高、胸径分别比木麻黄纯林增加6.7%～35.9%和11.3%～17.7%，木麻黄与马占相思混交林树高、胸径和材积生长量依次比木麻黄纯林提高18.7%、11.3%和31.4%。可见，木麻黄与湿地松、马占相思等树种合理混交，有利于创造混交树种生长发育的环境条件，促进林分树高、胸径的生长和干材的积累。
表5-2 惠安赤湖林场木麻黄与马占相思、柠檬桉混交林（8年生）的生长情况
树种
混交方式
林分密度
（株/）
林分生长情况
平均树高（m）
平均胸径（cm）
木麻黄
5木5马
（带状）
1130
2118
10.8
10.8
55.8359
78.4687
马占相思
1015
8.4
8.3
24.6328
木麻黄
5木5柠
（带状）
1182
2313
10.6
10.4
52.9227
64.2389
柠檬桉
1131
6.2
6.1
11.3162
木麻黄
对照
2015
9.1
9.7
—
59.7236
（二）不同树种组成林分的防风效应
木麻黄防护林最显著的效能是降低风速、削弱空气乱流的作用。木麻黄混交林栽植后，由于木麻黄生长较快，能为湿地松、马占相思等树种挡风，有利于减缓树叶干枯，3年后即能郁闭成林，较早发挥防护功能。由表5-3可见，木麻黄与湿地松混交林为复层林相，从地面1.4m至12.1m均有交错的树冠和枝条，加上木麻黄树冠呈尖塔形，湿地松树冠呈卵圆形，林带横断面形成起伏有序的波浪状，从而提高了混交林的防风效能。据测定结果，与空旷地平均风速相比，木麻黄混交林的林内风速降低程度较木麻黄纯林大6.5～11.2个百分点，林带后的防风效能比木麻黄纯林提高7.5～10.11个百分点。不同混交配置方式的防风效果，以木麻黄、湿地松3∶3或2∶4带状混交较好，其次为行带混交和行间混交。
表5-3 木麻黄与湿地松混交林（8年生）的结构和防风效能
树种
混交方式
平均树高
（m）
平均枝下高
（m）
平均冠幅
（m）
风速平均值（m/s）
林前
林内
林后
木麻黄
2木4松
（带状）
9.5
2.6
3.1
6.5
2.0
4.0
湿地松
4.8
1.4
2.6
木麻黄
3木3松
（带状）
12.1
2.6
4.2
6.4
1.8
3.5
湿地松
4.7
1.5
2.7
木麻黄
1木3松
（行带）
10.1
2.5
3.2
6.7
2.1
3.8
湿地松
5.3
1.5
2.5
木麻黄
1木2松
（行间）
9.8
2.6
3.7
6.2
1.7
2.9
湿地松
4.9
1.5
2.6
木麻黄
1木1松
（行间）
9.6
2.5
3.6
6.8
2.2
3.7
湿地松
4.5
1.5
2.4
木麻黄
对照
8.9
2.6
3.6
7.2
2.9
4.8
注：空旷地风速为9.8m/s。
木麻黄防护林的防护效能还体现在对台风等气象灾害的抵抗能力上。表54为1998年10号台风在福建东山登陆后，我们对木麻黄不同树种组成林分的受害情况调查结果。从中可以看出，混交林中木麻黄的风害率较纯林低，其风斜率比纯林轻1.5～4.5个百分点，风折率低3.0～7.6个百分点，风倒率轻1.5～3.0个百分点，这可能与混交林形成疏透结构，减缓台风对林木的直接撞击力有关。由表5-4还可知，在木麻黄的阻风作用下，混交林中湿地松的风害率比纯林轻4.6～7.6个百分点，表明湿地松与木麻黄混交造林，能显著减轻湿地松遭受台风的危害。从混交林的总受害率来看，木麻黄与湿地松带状混交的风害率比木麻黄纯林低1.5～9.1个百分点，行间混交、行带混交的风害率比木麻黄纯林低3.1～4.6个百分点。所以，基于减轻林木风害率、增强防护林的防风效能的考虑，营造木麻黄混交林以带状混交效果较好，而且以木麻黄、湿地松带状混交的效果最佳。
表5-4 台风对木麻黄不同树种组成林分的影响
林分组成
混交方式
调查株数
台风危害率（%）
风斜
风折
风倒
风害率
木麻黄
2木4松
（带状）
66
10.6
12.1
1.5
24.2
27.2
湿地松
66
3.0
0
0
3.0
木麻黄
3木3松
（带状）
66
9.1
10.6
0
19.7
24.2
湿地松
66
10.5
0
0
4.5
木麻黄
1木3松
（行带）
66
7.6
13.6
1.5
22.7
28.7
湿地松
66
6.0
0
0
6.0
木麻黄
1木2松
（带状）
66
9.1
13.6
1.5
24.2
30.2
湿地松
66
6.0
0
0
6.0
木麻黄
1木1松
（带状）
66
10.6
15.2
0
25.8
31.8
湿地松
66
6.0
0
0
6.0
木麻黄
对照
66
12.1
18.2
3.0
33.3
湿地松
66
9.1
0
1.5
10.6
（三）复层林培育对木麻黄林防护效能的影响
当今世界人工林面积不断扩大，人工林单一化经营造成了地力衰退、林地生态环境退化和森林生产力下降等弊端。为了改变人工林单一化经营和短轮伐期的特点，促进森林经营模式多样化和森林可持续利用，美国、加拿大和芬兰等国从20世纪50年代就开始进行人工复层林培育技术的探索。日本从20世纪70年代初起，对北方红松、落叶松及南方柳杉和扁柏等树种，开展了复层林经营管理体系研究。
木麻黄海岸防护林作为生态公益林，营造多树种、多层次林分是防护林经营的重要发展趋向之一，但木麻黄人工复层林营造技术的研究起步较晚。1993年相关单位以福建东山木麻黄基干老林带为对象，把林分郁闭度调整至0.4以下，在林带内的大小林窗空地，选择木麻黄、湿地松、乌墨3个树种进行林下栽植，安排造林穴施放客土与不放客土的随机区组试验，形成了复层人工林群落，并对各树种在不同造林方法下的成活率、幼林生长量及其与林带郁闭度的关系等进行过报道。本文主要讨论复层林营造对基干林带结构与防护功能的影响。
1.复层林营造对木麻黄基干林带结构与生长的影响
在木麻黄基干林带下营造湿地松、乌墨等树种，经过若干年的生长构成了人工复层林，从而改变了基干林带的原有结构。从表5-5可以看出，基干林带中木麻黄过熟林的枝下高达6.2m，加上林分密度较稀，单层林由于林冠结构单一，林带呈通风结构。而复层林中新增木麻黄、湿地松和乌墨3个树种，在上层木麻黄林冠下又形成不同高度的林相，从地面以上0.7m到6.8m处，都有交错的树冠和枝条，形成疏透结构的新林带。由于人工林群落层次复杂，物种多样度增加，有利于促进和维持防护林的生态稳定性。
表5-5 木麻黄复层林的结构与林分生长情况
树种
上层木（36年生）
下层木（6年生）
树高
（m）
胸径
（cm）
枝下高
（m）
冠幅
（m）
树高
（m）
胸径
（cm）
枝下高
（m）
冠幅
（m）
木麻黄
19.1
23.4
6.2
3.5
6.8
6.6
2.1
2.6
湿地松
—
—
—
—
4.6
6.2
1.4
2.5
乌墨
—
—
—
—
2.1
2.8
0.7
1.8
由表5-5得知，不同树种在木麻黄基干林带下的适应性存在显著差异，这与树种本身的生长特性有关。木麻黄和湿地松均属阳性树种，但在郁闭度较小的成过熟林下可以正常生长，而木麻黄的早期高生长比较快，平均树高和胸径依次比湿地松增大47.8%和6.5%。乌墨幼林具有一定的耐阴性，不过对土壤肥力条件要求较高，在滨海沙地生长较差，成为灌木状，但在林下栽植形成下木层，对于增加林地覆盖和阻挡风沙也有一定的作用。
2.木麻黄人工复层林对林带小气候的影响
木麻黄基干林带使风速减弱以后，改变了林内热量和水分的交换，也改变了林内的小气候。在木麻黄防护林的作用下，林带内气温日较差和年较差的变幅减小，从而有利于调节森林小气候。表56为1998年夏季的7月和冬季的12月，白天对木麻黄基干林带小气候效应的测定结果平均值。从中可以看出，木麻黄基干林带在夏季使林内气温降低1.2～2.2℃，土表温度下降6.1～8.2℃，空气相对湿度降低1.7～3.0个百分点，光照照度减小36.6～43.3个百分点；冬季使林内气温增加0.8～1.5℃，土表温度提高4.5～6.2℃，相对湿度增加2.4～3.7个百分点，光照照度下降41.1～47.4个百分点。这说明木麻黄防护林在炎热的夏季能降低林内温度和空气湿度，冬季能提高林内温度和相对湿度，具有较为显著的小气候调节效应。
表5-6 木麻黄复层林小气候的变化
林分
夏季（7月）
冬季（12月）
气温
（℃）
土表温度
（℃）
空气湿度
（%）
照度
（%）
气温
（℃）
土表温度
（℃）
空气湿度
（%）
照度
（%）
复层林
29.2
25.4
78.6
56.7
13.7
20.8
66.5
52.6
单层林
30.2
27.5
79.9
63.4
13.0
18.9
65.2
58.9
林外
31.4
33.6
81.6
100.0
12.2
14.6
62.8
100.0
从表5-6也可知，由于木麻黄复层林结构复杂，林地覆盖度增加，种群多样度提高，夏季降温、降湿及冬季增温、增湿的效应比单层林显著，如夏季复层林的气温比单层林降低1℃，土表温度下降2.1℃，空气湿度降低1.3℃，这对改善林带小气候，促进人工群落中各树种的生长发育比较有利。
3.木麻黄复层林培育对林分防护效能的影响
在滨海前沿木麻黄基干林带下进行多树种造林，形成上、下两层的复合结构林带，既能充分利用林地空间、光能和立地潜力，对原有防护林带不会造成损坏，同时将原来的通风结构的林带变为疏透结构的复层林。当主害东北风吹袭到滨海前沿木麻黄基干林带时，受到基干林带的阻挡，被林带分成两部分，一部分从林带的空隙穿过，另一部分从林带上方越过，此时林带前测得风力已经下降。据表5-7可知，由于木麻黄人工复层林的防风效能较强，基干林带前的风速已下降47.6%，比木麻黄单层林减弱9.8个百分点。
表5-7 木麻黄复层林与单层林的防风效能比较
林分
观测项目
空旷区
林带前
林带内
1H
5H
10H
20H
带后平均
复层林
风速（m/s）
8.2
4.3
2.4
1.7
1.9
2.2
2.8
2.1
风速变化（%）
100
52.4
29.3
20.7
23.2
26.8
34.1
26.8
单层林
风速（m/s）
8.2
5.1
2.9
2.1
2.4
2.8
3.5
2.7
风速变化（%）
100
62.2
35.4
25.6
29.3
34.1
42.7
32.9
差值
风速（m/s）
—
0.8
0.5
0.4
0.4
0.5
0.7
0.6
风速变化（%）
—
9.8
6.1
4.9
6.1
7.3
8.5
7.3
当害风穿过木麻黄复层林时，大部分气流能较均匀地通过林带，在林带内风速下降70.7%，比木麻黄单层林减弱6.1个百分点。害风穿过基干林带后，经过树冠、树枝碰撞摩擦，在背风林缘处形成弱风区，由于复层林的阻风作用较强，在1倍树高范围风速降为最低点，下降79.3%，比木麻黄单层林减弱4.9个百分点。穿过林内的害风在1倍树高以外的背风面，与越过林带的害风汇合，在5～20倍范围内速度又逐渐增大，但复层林的防风效能明显加强，风速仍比单层林减弱6.1～8.5个百分点。从基干林带后平均风速的变化来看，复层林比木麻黄单层林的风速平均减弱7.3%，可见营造复层林有利于改善防护林带结构和提高林带的防护效能。
（四）木麻黄防护林密度管理及其对防护效能的影响
木麻黄防护林生态系统管理的核心是能够形成合理的林分结构，特别是在防护成熟期能形成适宜的冠层结构，而林分密度是影响木麻黄林带结构和防护效能的重要因素，因此林分密度管理就成为木麻黄林优化培育的关键环节。在国外林分密度管理已成为防护林经营的关键技术，其主要内容在于确定防护林适当的栽植密度，并根据林分结构变化动态采取疏伐等措施适时调节，保证目标树充分生长发育，即从造林到采伐的一切经营活动均围绕目标树的生长情况进行。
作为防护林来经营的木麻黄林，在密度管理环节尚未形成一套与立地条件、培育目标相适应的密度调控体系和目标经营方法。按照1986年福建省颁布的木麻黄防护林技术标准的规定，基干林带造林密度为1m×1m（10000株/），后沿林带为1.5m×1.5m或1m×1m（4500～10000株/）。许多生产单位在实践中认为，造林密度过大不利于木麻黄生长和防护效能的发挥，但究竟在木麻黄营林过程中应采用多大的密度还有待探索。因此，我们从1992年开始在林分密度试验和大量调查的基础上，对木麻黄防护林的密度管理技术方面进行了研究。
1.木麻黄造林密度对林分生长和结构的影响
栽植密度是制约木麻黄防护林生长发育过程的数量基础，关系到林分能否充分利用营养空间和森林群体结构的合理性，从而对木麻黄林生态系统的稳定性构成重要影响。不同木麻黄造林密度试验林的生长和结构情况列于表5-8，从表中可以看出，随着造林密度的不断增大，木麻黄平均树高、胸径、冠幅逐渐减小，而枝下高和分化度则呈不断增加的趋势。如8333株/密度林分的枝下高依次比5000株/、2500株/密度林分提高25.0%和59.1%，林分整齐度分别降低19.1%和33.0%。
表5-8 造林密度对6年生木麻黄生长和结构的影响
造林密度（株/）
树高（m）
胸径（cm）
枝下高（m）
冠幅（m）
整齐度
F值
1667
7.9
7.8
1.9
3.8
6.28
FH=2.17
2500
7.7
7.4
2.2
3.4
5.61
FD=6.93**
3333
7.6
7
2.5
3
5.12
F枝=6.78**
5000
7.4
6.6
2.8
2.5
4.65
F冠=10.62**
6667
7.2
6.1
3.2
2.1
4.19
F整=29.45**
8333
7
5.7
3.5
1.7
3.76
F0.05（6，12）=3.00
10000
6.9
5.4
3.7
1.5
3.41
F0.01（6，12）=4.82
方差分析结果表明，造林密度对木麻黄林树高生长的影响未达显著水平，但对林分胸径、枝下高、冠幅和分化度等指标均有极显著影响。这说明不同造林密度林分的高生长差异不显著，但栽植密度越大则林木分化愈强烈，林木个体之间的竞争愈加剧烈，林木自然整枝强度加大，造成林分树高、胸径和冠幅生长量的下降。从林分生长效果来看，稀植有利于促进胸径、冠幅和树高的生长，因此木麻黄初植密度不宜过大；从发挥木麻黄防护林功能的角度来看，密植林分整齐度不高，生长参差不齐，对害风的整体抵抗能力差，同时林木枝下高过大，容易形成透风结构的林分，对主害风的阻拦能力也将下降。
考虑到滨海前沿风沙危害较强，木麻黄造林成活率和保存率稍低，林木在生长过程遭受风沙危害强度大，海岸基干林带造林密度宜稍大（每公顷5000株以上），以确保幼林迅速郁闭成林。在沙荒风口等困难造林地段，栽植密度还应增大（每公顷约10000株），以确保幼林快速生长，增强对风沙的抵抗能力。在基干林带后沿沙地，木麻黄人工林应稀植，每公顷2500株为宜。
2.不同造林密度林分抵抗台风能力的比较
台风是沿海地区的主要自然灾害，有效地减缓台风危害是沿海防护林经营中需要考虑的关键因素。适宜的栽植密度能够形成合理的林分组成结构，从而最大限度地减轻台风危害，保护沿海地区农作物生长和居民生产生活。1998年在闽南沿海登陆的10号台风风力强、来势猛且移动快，风速达32.5～48.7m/s，风力11级以上，对沿海防护林带的破坏较大。我们在台风登陆后，对东山赤山林场木麻黄不同密度林分遭受台风危害状况，设置临时样地进行了调查分析。
从表5-9可知，在台风的吹袭作用下，不同密度林分的受害情况具有较大差异。在造林密度2500～10000株/范围内，随着栽植密度的提高，木麻黄林的风害程度亦不断增大，如8333株/密度林分的风斜率依次比5000株/、2500株/密度林分提高1.7个百分点和4.1个百分点，风折率分别增大1.3个百分点和2.8个百分点，风倒率依次增加1.3个百分点和2.8个百分点，风害率合计分别提高3.6个百分点和8.8个百分点。这与不同密度林分的结构和根系分布、大小有关，由表5-9看出，在一定密度范围内，随着栽植密度的提高，木麻黄树高与胸径的比值增大，枝下高越大，则林分风斜率、风倒率和风折率高；反之，则林分的风害率低。随着林分密度的增加，木麻黄单株侧根数量和侧根直径均减小，如10000株/密度林分的单株平均侧根数量依次比6667株/、3333株/密度林分降低21.4%和38.9%，单株平均侧根数量分别减小22.2%和41.7%，林分抗御台风灾害的能力也呈下降的趋势。
表5-9 台风对木麻黄不同密度林分的影响
造林密度（株/）
高径比
单株侧根数量（条）
单株侧根直径（cm）
枝下高（m）
风害率（%）
风斜
风折
风倒
合计
1667
101
23
2.9
1.9
5
6.5
0.8
13.3
2500
104
20
2.6
2.2
4.5
6.4
0.5
11.4
3333
109
18
2.4
2.5
5.8
7.2
1.3
14.3
5000
112
16
2.1
2.8
6.9
7.9
1.8
16.6
6667
118
14
1.8
3.2
7.8
8.6
2.2
18.6
8333
123
12
1.6
3.5
8.6
9.2
2.4
20.2
10000
128
11
1.4
3.7
9
9.8
2.6
21.4
由表5-9还可得知，木麻黄林抗御台风灾害的能力在一定密度范围随林分密度的降低而提高，但超过该限度后防风效能呈下降之势，如1667株/密度林分的风害率虽低于3333株/密度林分2.0个百分点，但高于2500株/密度林分1.9个百分点。这可能与稀植林分的疏透度大，林带呈透风结构，林分整体抵抗台风的效能下降有关。尽管适当稀植有利于促进木麻黄林的生长发育，但基干林带后沿的造林密度亦不例外不宜过小，以维持在2500株/为宜。
3.林分密度调整对木麻黄生长和林分结构的影响
单位面积立木株数是影响木麻黄树高与胸径比值及影响防护林效能的重要因素。早期木麻黄防护林营造多强调密植造林，无论滨海前沿或后沿林带的造林密度均在4500株/以上，林木分化和早衰现象严重。特别是林木生长到一定阶段，密植林木个体之间为争夺营养和生存空间而发生剧烈的竞争，不利于林分的正常生长和群体防护效能的发挥。按照生态系统管理和目标经营的方法，对造林密度偏大的林分，在木麻黄林生长过程中应采取疏伐等调整措施，伐去不符合培育目标的树木，保留适当数量的目标树，以促进目标树的生长和增加防护效能。
我们于1992年在福建东山和惠安，对初植密度从2500～8883株/的木麻黄林，进行了疏伐起始期、疏伐方式和疏伐强度的试验，结果表明密度为5000～8333株/的林分在6年生时开始疏伐，而2500株/和3333株/的林分7年生时开始疏伐效果较好；不同疏伐方式的效果以下层疏伐最佳，其次为综合疏伐，而机械疏伐的效果稍差。表5-10是造林密度为3333株/林分，进行不同疏伐强度试验后3年的林分结构和生长情况。
表5-10 疏伐强度对木麻黄林生长和结构的影响（10年生）
疏伐强度
保留密度
（株/）
树高
（m）
胸径
（cm）
材积
枝下高
（m）
冠幅
（m）
整齐度
强度
1500
13.4
11.1
106.15
2.3
4.2
6.45
中度
1800
13.2
10.7
101.48
2.8
3.6
5.27
弱度
2100
12.1
9.7
98.68
3.3
3.3
4.68
对照
2850
10.2
8.1
80.78
4.3
2.5
3.72
F值
28.70**
49.60**
6.33*
50.38**
28.93**
36.49**
注：F0.05（3，6）=4.76，F0.01（3，6）=9.98。
从表5-10可以看出，不同疏伐强度措施对木麻黄林生长和结构的调节效果存在显著差异。随着疏伐强度的增加，木麻黄林的树高依次比不疏伐林分增加19.6%、29.4%和31.4%，林木冠幅分别较对照增加32.0%、44.0%和68.0%；林木的枝下高和分化度则显著降低，如弱度、中度和强度疏伐的林分枝下高依次比不疏伐林分减小23.3%、34.9%和46.5%，林木分化度分别比对照下降25.8%、61.2%和73.4%。从提高林分生长量的效果来看，木麻黄幼、中林的疏伐采用中度或强度疏伐，即木麻黄林的目标树保留1500～1800株/较为适宜。
4.林分密度调整对木麻黄林防护效能的影响
木麻黄防护林密度调整的主要目的，是通过合理疏伐形成合理的防护林结构和透风度，使防护林发挥最佳的防风固沙效能。不同疏伐强度下木麻黄林的风速变化情况见表511，从中可见，当主害东北风到达林带前，风速已减弱32.6%～50.0%，各种疏伐强度处理的试验林，防风效能以中度疏伐为最高，林内和林后的风速分别降低79.1%和84.9%；其次为强度疏伐，林内和林后的风速依次减弱76.7%和82.6%；再次为弱度间伐，林内和林后的风速分别下降73.3%和77.9%；不间伐林分的防风效能最差，林内和林后的风速依次减弱67.4%和72.1%。
不同疏伐强度林分防风效能的变化，与木麻黄防护林结构的调整和林带透风度的变化有很大关系。中度疏伐的木麻黄林呈疏透结构，林分高径比值较小，枝下高大小适宜，对主害风的阻挡和削弱作用最强。强度疏伐的木麻黄林虽高径比值小，枝下高较低，但单位立木株数偏小，对主害风的阻挡和削弱作用比中度疏伐稍小。而不间伐林分呈紧密结构，同时木麻黄林枝下高又过大，防风效能最差。从提高木麻黄林防风效能的角度出发，在林分密度调整时保留目标树1800株/，即采用中度疏伐的效果为佳。
表5-11 木麻黄林不同疏伐强度的防风效能
疏伐强度
保留株数
（株/）
高径比值
枝下高
（m）
风速平均值（%）
空旷区（m/s）
林前
林内
林后
强度
1500
121
2.3
8.6
55.8
23.3
17.4
中度
1800
123
2.8
8.6
50.0
20.9
15.1
弱度
2100
125
3.3
8.6
58.0
26.7
22.1
对照
2850
126
4.3
8.6
67.4
32.6
27.1
（五）沿海木麻黄防护林合理经营模式的优化配置
防护林生态系统管理是把木麻黄林作为一个完整的、具有复杂过程的整体来经营，优先考虑的是森林的结构、景观、功能和多样性等状态，并利用人为措施模拟自然干扰机制来调节生态系统的结构，以维持系统的生物多样性、健康性和稳定性。木麻黄防护林优化培育的目标在于，通过各种有效的育林技术对林带结构进行优化配置，建立防护林的合理经营模式，从而提高林带的防护效能。
1.滨海沙地不同立地条件防护林经营模式的优化配置
现根据防护林模式配置的上述原则，利用不同营林措施对木麻黄防护林带结构和防风效应的影响，结合木麻黄防护林的生长、森林小气候效应、改良土壤效果和生物量测定结果，分别就滨海前沿和沙地后沿提出木麻黄防护林的配置模式的设计方案。以林带结构、林地土壤肥力和防护效能作为基点，以提高沿海木麻黄林的防护效能为目标，通过系列培育试验和生态效益评估，总结提出木麻黄防护林的优化培育模式。木麻黄防护林培育模式中的生长量指标、透风系数及林带后1～20H平均风速，分别利用文献［205］中的公式和风速曲线方程求得。
（1）滨海前沿木麻黄基干林带经营模式的设计。滨海前沿风沙危局害较为频繁，木麻黄基干林带是防风固沙的首要防线，在沿海防护林体系配置中均将其列为关键环节。基干林带的设计目标主要是，最大限度地发挥林带防风、固定飞沙和降盐等功能，降低风蚀和沙埋等强度，防御灾害性风暴对作物的损害，改善近地层小气候环境，提高农作物产量。针对滨海前沿的立地条件和林分的适应性状况，制定了基干林带经营模式的设计方案（表5-12），每种配置模式包括树种组成、配置方法、栽植密度、保留株数及主伐年龄等关键技术环节的组合，并列出主伐以前的平均树高、枝下高和透风系数等林带结构指标及防风效果。考虑到湿地松、相思类树种在滨海最前沿适应性较差，林带配置时以单层林为主，在主林带后下部可用于培育复层林。基干林带设计宽度均为100～200m，造林时采用三角形错位配置。
表5-12 木麻黄基干林带经营模式的配置方案
技术环节及指标
单层林模式
复层林模式
上层林带宽度（m）
100～200
100～200
下层木树种组成
木麻黄纯林
木麻黄、湿地松、马占相思、厚荚相思
上层木株行距
1m×1m或1m×1.5m
1m×1.5m或1.5m×1.5m
配置方式
三角形错位配置
三角形错位配置
上层木疏伐时间（a）
不疏伐
25～28
郁闭度
0.7以上
0.4以下
林下栽植时间（a）
-
25～28
林下栽植密度（株/）
-
900～1200
保留株数（株/）
850～1000
1500～2000
主伐年龄（a）
35
37～40
平均树高（m）
17.2
17.8
平均枝下高（m）
6.0
1.5（下层木）
透风系数
0.65
0.50
1H～20H平均风速（%）
33.2
26.5
基干林带本身也受风沙和盐分伤害，为使林带尽快郁闭成林，造林时宜适当密植，每公顷4444～10000株，经营单层林郁闭度要保持0.7以上，由于自然枯损，35a主伐时每公顷保留850～1000株，透风系数0.65，林带背风面1～20H处平均风速下降66.8%。经营复层林时应在25～28a进行透光伐，使林带郁闭度调整为0.4以下，在林下栽植木麻黄、湿地松、马占相思等树种，密度为每公顷900～1200株，至37～40a下层木树高达到10m，可伐去上层木，此时林带透风系数约为0.50，林带后平均风速降低73.5%。
（2）后沿沙地木麻黄防护林经营模式的优化设计。
在基干林带以后的木麻黄防护林，主要起着削弱风速、保护果树和作物生产的作用，在沿海防护林体系中起着不可替代的功能。后沿沙地防风林的设计目标主要是，优化防护林的结构参数，促进木麻黄林的健全生长和生物量积累，提高林分的防风效能，从改善沿海地区森林景观的角度出发，不宜千篇一律地营造木麻黄纯林，而应增加造林树种的种类，营造以木麻黄为主的多树种组成的混交林。
根据以上设计目标，对后沿沙地环境条件下，以防风（部分兼用材）为主要经营目标，提出了木麻黄防护林经营模式的优化配置方案，包括树种组成、初植密度、混交方法、修枝与疏伐技术等关键环节及防护林防风效能的技术参数（表5-13）。防护林的初植密度为2500株/，采用三角形配置，以利于树冠均匀发育和增强对台风的抵御能力。第一次修枝安排在3年生时，强度为树高的1/5，第二次选择在6年生时，强度为树高的1/4。纯林宜在7年生疏伐，强度为25%，25年生主伐时保留1875株/，透风系数约为0.53，林带后1～20H处平均风速减弱68.2%。
表5-13 后沿沙地木麻黄防护林经营模式的配置方案
技术环节及指标
纯林营造模式
混交造林模式
树种组成
木麻黄
木麻黄、国外松、相思类、桉树类
株行距
2m×2m
2m×2m
造林穴配置
三角形配置
三角形配置
混交方式
—
带状
树种比例
木麻黄
3∶3、2∶4或4∶4
第一次修枝时间（a）
3
3
修枝强度
1/5
1/5
第二次修枝时间（a）
6
6
修枝强度
1/4
1/4
疏伐时间（a）
7
6
疏伐强度（%）
25
30
保留株数（株/）
1875
1750
主伐年龄（a）
32
30
平均树高（m）
16.8
16.5
平均枝下高（m）
4.8
4.5
透风系数
0.53
0.55
1～20H处平均风速（%）
31.8
27.3
为了改善滨海沙地森林景观和林带结构，维持防护林生态系统的稳定性和可持续经营，应大力提倡木麻黄与国外松、相思类和桉树混交造林。从混交林的生长效果和防风效能来看，以3∶3、2∶4或4∶4带状混交配置较好。在混交林生长过程中根据种间关系的发展变化，于6年生进行疏伐和修枝，以调整混交林的种间关系和防护林结构，疏伐强度为30%，23a主伐时保留1750株/。木麻黄混交林进入成熟阶段的透风系数约为0.55，林带后平均风速减弱63.7%。由于滨海地区自然条件多样，各地在营造木麻黄防护林时，可依据立地条件和当地社会经济状况，选择适合本地实际情况的经营模式。
根据因地制宜的原则和提高木麻黄林带防护效能的目标要求，根据系列培育试验结果和生态效益评估，分别设计出滨海前沿基干林带的单层林与复层林经营模式、后沿沙地的纯林与混交造林等木麻黄防护林经营模式的优化配置方案，包括树种组成、配置方式、初植密度、整枝方法、林分密度调整技术等技术环节和防风效能指标，可供东南沿海防护林营造实践中参考和推广应用。
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