熱帶山地人工針闊混交林結(jié)構(gòu)動態(tài)及作業(yè)法應(yīng)用研究

1、熱帶山地人工針闊混交林結(jié)構(gòu)動態(tài)及作業(yè)法應(yīng)用研究人工林經(jīng)營技術(shù)體系的是以物質(zhì)生產(chǎn)為主導(dǎo)目標下的森林經(jīng)營技術(shù)體系 , 目標是保持基本的林分穩(wěn)定性、林地生產(chǎn)力和森林生態(tài)環(huán)境, 實現(xiàn)最大化的森林數(shù)量和質(zhì)量生長。但對于長期復(fù)雜的經(jīng)營計劃 , 人工林經(jīng)營作業(yè)法的設(shè)計上仍存在著爭論。 本研究以中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實驗中心山地人工林為研究對象以系統(tǒng)抽樣數(shù)據(jù)、偽時間序列樣地數(shù)據(jù)、經(jīng)營單位級數(shù)據(jù)為基礎(chǔ), 分析林分垂直結(jié)構(gòu)、林分發(fā)育階段以及補植配置結(jié)構(gòu)動態(tài), 設(shè)計人工針闊混交林森林發(fā)展類型和作業(yè)法措施。 (1) 熱林中心人工針葉純林向針闊混交林改造模式是可行的。通過 5 年的經(jīng)營和補植, 人工林混交經(jīng)營能夠?qū)?/p>

2、林分的數(shù)量、多樣性以及非生物因素 ( 土壤 ) 均產(chǎn)生產(chǎn)生積極效果, 兩種速生樹種形成的森林環(huán)境也能為后續(xù)樹種的進入創(chuàng)造良好的森林環(huán)境。 本研究的50%保留木經(jīng)營方式在3 種不同經(jīng)營類型中最有效果的經(jīng)營方式, 采伐恢復(fù)群落的物種數(shù)量、個體樹種豐富度以及多樣性指數(shù)都高于未經(jīng)營的林分。 保留木經(jīng)營50%的措施下套種大葉櫟的混交模式的林木均比套種灰木蓮模式的林木生長更好, 混交林在林分總生長、林下植物多樣性和土壤發(fā)育上都明顯優(yōu)于同一生長階段的人工純林。 所以混交林經(jīng)營模式建議繼續(xù)在該地區(qū)實施, 值得在不同地方的人工林經(jīng)營中推廣。(2) 林分垂直結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示, 人工林不同的高度等級下材積和蓄積量分

3、布特征變化顯著。上林層(樹高 15.6 m) 的林木株數(shù)所占比例只是總株數(shù)的12%,卻提供了30%以上的林分胸高斷面積和47.8%的林分蓄積, 這印證了林分所提供物質(zhì)收獲的主體并不是株數(shù)多的林木, 而是為數(shù)不多的上層林木; 林分高度的增加改變了林木的光合作用和生長過程, 所以在不同高度的林分呈現(xiàn)不同的樹種組成和結(jié)構(gòu)特征 ,大部分人工林應(yīng)控制高徑比 (H/D) 在 100 以下 , 形成很好的樹冠 , 在林內(nèi)和林緣都有混交樹種與馬尾松并存。 (3) 人工林的經(jīng)營導(dǎo)向應(yīng)該是由純林開始 , 通過人為控制過渡到針闊葉混交林的基本方向。本研究發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)育的進展 , 造林初期大量先鋒落葉樹種也逐步由常綠耐

4、陰樹種取代 , 該區(qū)域人工林的林齡發(fā)展階段大致為 : 馬尾松人工純林?馬尾松+杉木混交林?馬尾松+杉木+紅椎針闊混交林?常綠闊葉林, 這個林齡序列亞熱帶地區(qū)十分常見。綜合個體數(shù)量分析不同林齡階段的林分蓄積發(fā)現(xiàn)，10a、20a和30a林木個體多，但是蓄積量并不是最多，相比較林齡40a和50a林木數(shù)量都基本維持在相同的水平 , 蓄積量有所增加。 林齡50 60a 階段林木株數(shù)較少, 但是從林分的生產(chǎn)力來說 ,50%以上的林分胸高斷面積和林分蓄積的林木在這階段。必須結(jié)合經(jīng)濟需求和生態(tài)效益引導(dǎo)林分的未來發(fā)展方向 , 引入早期耐陰和落葉量大的樹種改進林下土壤板結(jié)狀況, 待補植樹種生長到主林層后 , 上層

5、樹冠遮陰保護后期樹種的更新和生長。 (4) 科學(xué)合理采伐強度能夠恢復(fù)群落中的物種豐富度和多樣性增加。50%保留木采伐方式在3 種不同經(jīng)營類型中最有效果的經(jīng)營方式。保留木采伐改變了林分微環(huán)境( 濕度、溫度) 和林下的光照和土壤特征, 采伐恢復(fù)群落的物種數(shù)量、 單位個體物種豐富度以及多樣性指數(shù)都高于未經(jīng)營的林分。 森林采伐后不僅增加林木個體密度, 資源的再分配和異質(zhì)性都增加 , 增加了群落內(nèi)的物種多樣性。在人工林樹種選擇和配置上, 以大葉櫟為混交樹種的林分能更有效的增加生長量 , 大葉櫟在混交林內(nèi)能夠更加有效的利用資源, 表現(xiàn)在促進生物量的積累上。作為速生先鋒樹種 , 大葉櫟在 4 種樹種中生長較

6、快, 生物量的積累能力最強 ,大葉櫟與其他樹種混交林總生物量均高于未經(jīng)營過林分生物量。 通過樹種選擇合理配置 , 有利于林木的生長, 實現(xiàn)以生物多樣性保育為目標的多功能經(jīng)營。 (5) 森林發(fā)展類型設(shè)計和林分作業(yè)法措施作為人工林經(jīng)營模式的表達方法, 設(shè)計了同齡林和異齡林等2 種人工林發(fā)展類型以及對應(yīng)的作業(yè)法經(jīng)營模式。 人工林垂直結(jié)構(gòu)、林分發(fā)育階段劃分、冠下造林樹種選擇和配置方法能應(yīng)用到經(jīng)營規(guī)劃 , 設(shè)計不同主導(dǎo)功能的發(fā)展類型和作業(yè)法。作業(yè)設(shè)計是在發(fā)展類型目標導(dǎo)向下規(guī)定本經(jīng)理期內(nèi)對當前林分執(zhí)行具體撫育間伐作業(yè)、補植或造林作業(yè)、促進天然更新作業(yè)的技術(shù)內(nèi)容, 經(jīng)營周期計劃是以森林發(fā)展類型為培育目標、 從森林發(fā)生發(fā)展到最終利用全過程中各項技術(shù)措施的經(jīng)營規(guī)劃。不同的森林發(fā)展類型和需求功能必須選擇不同的樹種進行配置, 而強度過大的森林采伐將會降低群落物種多樣性, 這直接影響到林木的發(fā)生、生長和恢復(fù) , 不僅能加速植被的恢復(fù)速度, 而且套中樹種能為森林生態(tài)系統(tǒng)的早期演替樹種的定居、 生長和拓殖的環(huán)境提供潛在的利益。 混交樹種的選擇則需要確定經(jīng)營混交林的目的 , 多個樹種混交的林分, 確定培育目標和輔助林木和主林木, 樹種間在生態(tài)和生長上能夠互補促進的作用 , 以耐陰樹種和喜光樹種搭配為主 , 混