马尾松针阔混交人工林种间关系和作业法研究

发布时间：2018-06-04 16:42

  本文选题：马尾松 + 近自然改造　； 参考：《中国林业科学研究院》2017年博士论文

【摘要】：人工近自然混交林是一种高效、多功能的可持续经营方式,是针对当前人工林经营的问题,基于近自然经营理论,对结构单一的针叶纯林进行通过补植乡土阔叶树种,形成多林层、异龄、多树种混交的林分,实现发挥人工林的多功能效益。本研究以中国林科院热带林业实验中心南亚热带马尾松针阔混交人工林为对象,通过分析马尾松人工林近自然改造效果、近自然改造后马尾松混交林竞争强度、不同林龄阶段马尾松树冠因子特征以及人工林优势树种生态位和种间关系,得出人工马尾松近自然混交林林分结构、生长动态以及种间关系等参数,设计2种适用于南亚热带人工林近自然经营的作业法,为人工林可持续多功能经营提供经营参数和技术支持,并得出以下主要结论:(1)对人工马尾松纯林的近自然化改造取得了显著的效果。通过对比分析5种近自然改造林分的林分结构,可知人工纯林强度择伐后补植阔叶树种近自然改造方式能在短期内有效丰富林分的物种多样性,提高林分质量,随着补植树种逐渐进入主林层以及树种间相互促进生长机制,能够最终导向森林发展为复层异龄多树种混交的近自然林分状态。马尾松人工林经过8年的近自然化作业,在林分树种组成、林分结构、物种多样性以及生长量等方面较对照纯林已表现出明显优势,初步形成了人工混交的林分格局。从短期改造效果来看,补植大叶栎和格木的改造林分(A2)的林分生长率最高,补植树种死亡率最低,林分内各树种生长量最高,可认为该林分改造效果最明显,是短期林分改造较理想模式。补植红锥、大叶栎、灰木莲、格木和香梓楠的改造模式(A4)所处的海拔较高,立地条件较差,随着阔叶树种对林分立地条件的改善和补植效应发挥,可预期成为立地条件较差林分较合适的改造模式,发挥最大的林分生产潜力。(2)通过揭示马尾松人工近自然改造后树种间竞争关系,为人工林近自然作业法的设计提供技术参数。马尾松纯林竞争指数远大于混交林中马尾松竞争指数,通过有效的干扰木采伐和合理的树种补植进行人工纯林改造,能有效降低马尾松在林分中的竞争压力,马尾松纯林中只存在种内竞争,作业混交林中马尾松种内竞争指数大于种间;混交林与纯林中马尾松种内竞争差异显著,各径级内平均竞争指数作业混交林均小于对照纯林。速生树种大叶栎以及灰木莲等对马尾松最先产生种间竞争压力;马尾松竞争指数随个体胸径增大不断变小,当大于25cm时,混交林与纯林内马尾松个体受到的竞争压力均逐渐减小并趋于平缓;小于25cm时,马尾松受到的竞争压力较大。(3)通过分析不同龄林阶段人工马尾松林的树冠因子,反映了树木的竞争能力和生长空间,为森林经营提供可靠的参数。研究区域马尾松人工林冠幅主要分布于1.0-3.0m之间,平均冠幅随龄林增大而增大;冠长率主要分布于0.2-0.6之间,平均冠长率随龄林增大而减小。成熟林和过熟林阶段马尾松冠幅与冠长率的变异系数显著的变大,活力强的林木冠幅和冠长率较大;较弱树木的冠幅较小,枝下高较高,易断稍。马尾松冠幅与胸径呈显著的线性关系,冠长率与枝下高、树高呈显著的线性关系。以林木大小、竞争、立地条件等三方面因子为变量,建立了马尾松冠幅和冠长的多元线性模型,并表明不同林龄阶段率受因子的影响程度不同。为进一步提高模型的预测精度和可用性,以多元线性模型为基础模型,建立了线性混合效应模型,其精度(R2)分别达到了0.72和0.987。(4)通过分析研究区域主要优势树种的生态位和种间关系,揭示了优势树种的分布范围、环境适应能力和树种间相互关系。人工林群落内30种优势树种的重要值与其生态位宽度呈正相关;马尾松和杉木作为主要人工林种植树种,在群落中重要值与生态位宽度最大,优势地位明显,二者种植面积大、分布范围广,具有较强生态适应能力。除此之外,阳性速生树种天然更新能力和环境适应力强,生态位宽度较宽。研究区域优势树种间生态重叠较小,表明资源竞争较弱;优势树种间达到显著正联结的种对要多余显著负联结的种对,多数种对联结呈现为中性,树种独立性较强,表明群落具有一定稳定性。同时,检验结果表明种对的正负关联比均小于1,群落处于演替初期,马尾松和杉木优势明显,更新树种数量较少。采用双向指示种分析方法对研究区域131个样地30个优势树种进行分类,可将30个优势树种初步分类为12个种类归类为5个植被类型,131个样地分为21个组别。(5)根据森林作业法的具体内涵、7种作业法体系和4类设计技术要素,总结提出了研究区域马尾松人工林作业法。基于以上分析结果,设计了2种适用于该区域森林经营的马尾松人工林作业法案例:针阔相对同龄林皆伐作业法、导向演替的硬阔叶异龄林目标树单株择伐作业法。根据马尾松和大叶栎的不同生长特性,利用二者的生长时间差和树种互补效应,设计了马尾松-大叶栎皆伐作业法,相较于传统的皆伐作业法,既能有效提高林分立地质量,还能获得质量优良的林木产品。利用树种不同生长规律和森林演替特征,设计了马尾松-速阔混交林向硬阔混交林演替经营择伐作业法,能够持续提供木材经济产品和培育下一代目标树种,很好维持森林稳定性和更新能力,是一种长期持久的森林经营方式,值得森林经营单位进行实践。本研究提出的作业法设计思路和实例,可推广到我国大部分以人工针叶林经营为主的地区,为全国森林多功能经营提供应用案例和技术参考。
[Abstract]:In this paper , the forest division structure , the growth dynamics and the interspecies relationship between the forest stand and the natural mixed forest were studied . ( 2 ) The competition pressure between Pinus massoniana and Pinus massoniana was significantly higher than that of control pure forest . The competition index of Pinus massoniana was larger than that of control pure forest . The average crown length was higher than that of control pure forest . Based on the results of the above analysis , there are two kinds of dominant tree species , such as Pinus massoniana and Chinese fir , which can be classified into five vegetation types .
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S750

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本文编号：1978083