杉木混交林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)策略研究

杉木混交林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)策略研究

[研究意義]近年來(lái)與co。1材料和方法1.1樣地設(shè)置與取樣方法設(shè)置研究地位于江西省吉安市青原區(qū)樟州村、遂川縣大坑鄉(xiāng)長(zhǎng)榮村、遂川縣茶盤洲鄉(xiāng)溪口村,屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候,年平均溫度15.1~18.1℃,無(wú)霜期277d,年平均日照時(shí)數(shù)1860h,年均降雨量1511.3mm,土壤主要是以紅壤為主,pH5.6~6。在研究區(qū)域分別設(shè)置3塊20m×30m的標(biāo)準(zhǔn)地,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地的楠木每木檢尺,另外每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置3個(gè)樣方(灌木樣方5個(gè),面積5m×5m;草本樣方5個(gè),面積1m×1m;枯落物樣方3個(gè),面積0.5m×0.5m。該實(shí)驗(yàn)區(qū)灌木主要有黃瑞木(AdinandramellettiiBenthofHookf.)、細(xì)柄阿丁楓(AltingiagracilipesHemsl)等。草本植物主要有鐵芒萁(Dicranoperisdichotoma)和狗脊蕨(Woodwardiajaponica)等。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的灌木及草本植物的地上和地下部分分別進(jìn)行稱重、取樣,帶回實(shí)驗(yàn)室烘干,測(cè)其含水率。在每個(gè)樣地挖取5個(gè)土壤剖面,按0~20,20~40cm分層取樣。環(huán)刀法測(cè)定土壤容重,開(kāi)氏消煮法測(cè)定全氮,重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)。調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1~3所示。1.2forecast模型的原理將4種數(shù)據(jù)(土壤養(yǎng)分、林木、林下植被、苔蘚)輸入到FORECAST模型中,養(yǎng)分可以通過(guò)動(dòng)態(tài)的模擬機(jī)制進(jìn)行反饋,便于經(jīng)營(yíng)者能夠及時(shí)的采取適當(dāng)?shù)慕?jīng)營(yíng)策略保證立地質(zhì)量,并且能夠獲取最大碳儲(chǔ)量FORECAST模型認(rèn)為,決定森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量大小有2個(gè)因素,一是森林生態(tài)系統(tǒng)葉片總量,二是森林生態(tài)系統(tǒng)光合效率的大小1.3不同立地指數(shù)下的林分立地指數(shù)分布為了評(píng)估不同立地條件和初植密度下楠木×杉木混交林碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì),將林分的立地指數(shù)根據(jù)基準(zhǔn)年齡的優(yōu)勢(shì)木高分別設(shè)置為27,21,17。將楠木×杉木混交林初植密度分別設(shè)為4000,3000,2500,2000,1600株/hm1.4生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量與碳儲(chǔ)量的比較模型精度驗(yàn)證所采用的方式主要是將模型模擬數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,不同的學(xué)者從不同的角度對(duì)楠木×杉木混交林進(jìn)行了大量的研究,但是關(guān)于不同管理措施和立地條件下對(duì)楠木×杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量和生物量影響的數(shù)據(jù)還是比較少,盡可能的收集所有文獻(xiàn)中所提到混交林碳儲(chǔ)量的數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。本文所收集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)2結(jié)果與分析2.1碳儲(chǔ)量與造林立地的關(guān)系如圖2所示,不同初植密度楠木×杉木混交林在好中差3種立地條件下全樹(shù)和莖桿碳儲(chǔ)量由高到低依次為為較好立地、中等立地、較差立地。在較好立地條件下,初植密度為2500株/hm2.2土壤碳儲(chǔ)量的變化趨勢(shì)從圖3可以看出,不同立地條件和初植密度下楠木×杉木混交林在300年的模擬中土壤有機(jī)碳庫(kù)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),特別是在較差立地條件下,土壤有機(jī)碳庫(kù)的上升趨勢(shì)更為明顯,筆者用相同的方法模擬杉木純林、杉木×楠木混交比例3︰1和杉木×楠木混交比例1︰13種林分發(fā)現(xiàn):3種林分在模擬時(shí)間段中土壤碳儲(chǔ)量有不同程度的下降,并且楠木比例越少土壤退化程度越嚴(yán)重2.3高到低依立地分區(qū)如圖4所示,不同初植密度楠木×杉木混交林在好中差3種立地條件下,生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量由高到低依次為較好立地、中等立地和較差立地。楠木×杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量在6個(gè)模擬輪伐期內(nèi)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),特別是在較差立地條件下,生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的上升趨勢(shì)更為明顯,由此可見(jiàn),在較差立地條件下,楠木×杉木混交林對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的改善作用更為明顯。2.4不同初植密度的混交林npp的變化如圖5所示,不同立地條件和初植密度下楠木×杉木混交林NPP由高到低依次為較好立地條件、中等立地條件和較差立地條件。不同初植密度的混交林NPP隨著輪作次數(shù)的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。初植密度為2500株/hm2.5固碳年分析如表4所示,以中等立地條件為例,5種不同初植密度的楠木×杉木混交林凈生產(chǎn)量平均值為12.21t/(hm3土壤碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)在300年的模擬時(shí)間里,不同初植密度多代連栽的楠木×杉木混交林在好、中、差3種立地條件下,碳儲(chǔ)總量、土壤碳儲(chǔ)量、生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量以及年均固碳量都有較大的差異,表現(xiàn)為較好立地條件>中等立地條件>較差立地條件。并且楠木×杉木混交林隨著連栽次數(shù)的增加碳儲(chǔ)總量、土壤碳儲(chǔ)量、生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量以及凈生產(chǎn)力都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在較好立地條件下,初植密度為2500株/hm4討論4.1不同密度下的楠木杉木雜交林的碳儲(chǔ)量不同在較好或中等的立地條件下,初植密度為2500株/hm4.2杉木forecagps模型目前,FORECAST模型在全球許多國(guó)家都開(kāi)始應(yīng)用,但是更多是應(yīng)用于針葉純林方面,近年來(lái),許多學(xué)者都認(rèn)識(shí)到針闊混交林無(wú)論是在保護(hù)生態(tài)環(huán)境還是在經(jīng)濟(jì)效益方面都有巨大優(yōu)勢(shì),所以將FORE-CAST模型應(yīng)用于針闊混交林中意義更為重大,本研究杉木數(shù)據(jù)是借鑒加拿大著名森林生態(tài)學(xué)家J.P.(Hamish)Kimmins