热带山地人工针阔混交林结构动态及作业法应用研究

发布时间：2017-05-10 18:00

  本文关键词：热带山地人工针阔混交林结构动态及作业法应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人工林经营技术体系的是以物质生产为主导目标下的森林经营技术体系,目标是保持基本的林分稳定性、林地生产力和森林生态环境,实现最大化的森林数量和质量生长。但对于长期复杂的经营计划,人工林经营作业法的设计上仍存在着争论。本研究以中国林业科学研究院热带林业实验中心山地人工林为研究对象,以系统抽样数据、伪时间序列样地数据、经营单位级数据为基础,分析林分垂直结构、林分发育阶段以及补植配置结构动态,设计人工针阔混交林森林发展类型和作业法措施。(1)热林中心人工针叶纯林向针阔混交林改造模式是可行的。通过5年的经营和补植,人工林混交经营能够对林分的数量、多样性以及非生物因素(土壤)均产生产生积极效果,两种速生树种形成的森林环境也能为后续树种的进入创造良好的森林环境。本研究的50%保留木经营方式在3种不同经营类型中最有效果的经营方式,采伐恢复群落的物种数量、个体树种丰富度以及多样性指数都高于未经营的林分。保留木经营50%的措施下套种大叶栎的混交模式的林木均比套种灰木莲模式的林木生长更好,混交林在林分总生长、林下植物多样性和土壤发育上都明显优于同一生长阶段的人工纯林。所以混交林经营模式建议继续在该地区实施,值得在不同地方的人工林经营中推广。(2)林分垂直结构分析结果显示,人工林不同的高度等级下材积和蓄积量分布特征变化显著。上林层(树高15.6 m)的林木株数所占比例只是总株数的12%,却提供了30%以上的林分胸高断面积和47.8%的林分蓄积,这印证了林分所提供物质收获的主体并不是株数多的林木,而是为数不多的上层林木;林分高度的增加改变了林木的光合作用和生长过程,所以在不同高度的林分呈现不同的树种组成和结构特征,大部分人工林应控制高径比(H/D)在100以下,形成很好的树冠,在林内和林缘都有混交树种与马尾松并存。(3)人工林的经营导向应该是由纯林开始,通过人为控制过渡到针阔叶混交林的基本方向。本研究发现随着发育的进展,造林初期大量先锋落叶树种也逐步由常绿耐阴树种取代,该区域人工林的林龄发展阶段大致为:马尾松人工纯林?马尾松+杉木混交林?马尾松+杉木+红椎针阔混交林?常绿阔叶林,这个林龄序列亚热带地区十分常见。综合个体数量分析不同林龄阶段的林分蓄积发现,10a、20a和30a林木个体多,但是蓄积量并不是最多,相比较林龄40a和50a林木数量都基本维持在相同的水平,蓄积量有所增加。林龄50—60a阶段林木株数较少,但是从林分的生产力来说,50%以上的林分胸高断面积和林分蓄积的林木在这阶段。必须结合经济需求和生态效益引导林分的未来发展方向,引入早期耐阴和落叶量大的树种改进林下土壤板结状况,待补植树种生长到主林层后,上层树冠遮阴保护后期树种的更新和生长。(4)科学合理采伐强度能够恢复群落中的物种丰富度和多样性增加。50%保留木采伐方式在3种不同经营类型中最有效果的经营方式。保留木采伐改变了林分微环境(湿度、温度)和林下的光照和土壤特征,采伐恢复群落的物种数量、单位个体物种丰富度以及多样性指数都高于未经营的林分。森林采伐后不仅增加林木个体密度,资源的再分配和异质性都增加,增加了群落内的物种多样性。在人工林树种选择和配置上,以大叶栎为混交树种的林分能更有效的增加生长量,大叶栎在混交林内能够更加有效的利用资源,表现在促进生物量的积累上。作为速生先锋树种,大叶栎在4种树种中生长较快,生物量的积累能力最强,大叶栎与其他树种混交林总生物量均高于未经营过林分生物量。通过树种选择合理配置,有利于林木的生长,实现以生物多样性保育为目标的多功能经营。(5)森林发展类型设计和林分作业法措施作为人工林经营模式的表达方法,设计了同龄林和异龄林等2种人工林发展类型以及对应的作业法经营模式。人工林垂直结构、林分发育阶段划分、冠下造林树种选择和配置方法能应用到经营规划,设计不同主导功能的发展类型和作业法。作业设计是在发展类型目标导向下规定本经理期内对当前林分执行具体抚育间伐作业、补植或造林作业、促进天然更新作业的技术内容,经营周期计划是以森林发展类型为培育目标、从森林发生发展到最终利用全过程中各项技术措施的经营规划。不同的森林发展类型和需求功能必须选择不同的树种进行配置,而强度过大的森林采伐将会降低群落物种多样性,这直接影响到林木的发生、生长和恢复,不仅能加速植被的恢复速度,而且套中树种能为森林生态系统的早期演替树种的定居、生长和拓殖的环境提供潜在的利益。混交树种的选择则需要确定经营混交林的目的,多个树种混交的林分,确定培育目标和辅助林木和主林木,树种间在生态和生长上能够互补促进的作用,以耐阴树种和喜光树种搭配为主,混交的树种对土壤应有利影响,在提高混交林的价值上就需要兼顾的珍贵树种。所以,“恰当”的平衡取决于生态和社会经济条件,不同森林发展类型模式的树种组成、混交比例和经营的作业法技术都需要在实际的经营中进行调整。
【关键词】：人工林经营 垂直结构 演替阶段 树种配置 森林发展类型 作业法
【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】：2015
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-17
• 第一章 绪论17-27
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 研究目的和意义18-19
• 1.3 国内外研究现状及评述19-24
• 1.3.1 人工针阔混交林经营概述19-20
• 1.3.2 近自然经营及林分结构动态研究20-22
• 1.3.3 森林发展类型的研究现状22-23
• 1.3.4 林分作业法研究概述23-24
• 1.4 主要研究内容24-26
• 1.5 研究技术路线26-27
• 第二章 研究区概况与数据方法27-37
• 2.1 研究区概况27-28
• 2.1.1 自然条件27
• 2.1.2 社会经济条件27-28
• 2.1.3 经营沿革28
• 2.2 热林中心人工林状况28-31
• 2.2.1 林分类型组成29
• 2.2.2 林分树种组成29-30
• 2.2.3 森林经营类型经营区划30-31
• 2.3 样地设置及调查方法31-37
• 2.3.1 典型选样观测样地设置32-33
• 2.3.2 伪时间序列样地设置33-34
• 2.3.3 经营单位级样地设置34-36
• 2.3.4 二类调查数据和土壤数据36-37
• 第三章 人工针阔混交林垂直结构分析37-47
• 3.1 研究方法37-38
• 3.1.1 样地设置37-38
• 3.1.2 数据分析38
• 3.2 研究结果38-44
• 3.2.1 不同林层高度群落组成和数量特征38-39
• 3.2.2 不同林层高度的胸径分布状况39-41
• 3.2.3 不同林层高度的材积分布特征41-43
• 3.2.4 不同林层高度的高径比特征43-44
• 3.3 人工林垂直结构经营分析44-45
• 3.4 小结45-47
• 第四章 人工针阔混交林不同发育阶段林分结构分析47-57
• 4.1 研究方法48-49
• 4.1.1 伪时间序列样地设置48
• 4.1.2 数据分析48-49
• 4.2 结果与分析49-54
• 4.2.1 不同发育阶段的树种组成特征49-51
• 4.2.2 不同发育阶段树种多样性指数变化51-52
• 4.2.3 不同发育阶段胸径和树高生长动态52-53
• 4.2.4 不同发育阶段林分材积分布53-54
• 4.3 人工林发育阶段分析54-55
• 4.4 小结55-57
• 第五章 人工针阔混交林关键树种配置及初步效果分析57-70
• 5.1 研究方法58-60
• 5.1.1 样地设置和实验设计58-59
• 5.1.2 数据获取和分析59-60
• 5.2 结果与分析60-67
• 5.2.1 不同采伐类型的林分特征分析60-61
• 5.2.2 不同采伐类型下树种补植效果分析61-62
• 5.2.3 不同补植树种的混交效果分析62-66
• 5.2.4 不同混交类型表层土壤比较分析66-67
• 5.3 经营树种选择和配置分析67-69
• 5.4 小结69-70
• 第六章 人工针阔混交林发展类型设计70-83
• 6.1 人工针阔混交林经营周期计划设计70-74
• 6.1.1 以人工林发育阶段经营周期计划70-72
• 6.1.2 人工针阔混交林整体生命周期经营计划72-74
• 6.2 人工针阔混交林发展类型设计74-81
• 6.2.1 人工林针阔混交林发展类型设计框架74-76
• 6.2.2 人工林针阔混交林发展类型主要内容76-77
• 6.2.3 人工林针阔混交林发展类型设计77-81
• 6.3 小结81-83
• 第七章 人工针阔混交林经营作业法实现83-91
• 7.1 人工林针阔混交林作业法设计83-84
• 7.1.1 长周期大径材异龄林经营83-84
• 7.1.2 速生针阔混交同龄林经营84
• 7.2 人工林针阔混交林作业法应用84-88
• 7.2.1 异龄混交林作业法85-87
• 7.2.2 同龄针阔混交林作业法87-88
• 7.3 人工林针阔混交林经营效益可能性分析88-90
• 7.4 小结90-91
• 第八章 结论和讨论91-96
• 8.1 主要结论91-93
• 8.2 创新点93-94
• 8.3 讨论94
• 8.4 展望94-96
• 参考文献96-106
• 附录106-115
• 在读期间的学术研究115-116
• 致谢116-117

【参考文献】

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1 宁金魁;陆元昌;赵浩彦;刘宪钊;任云卯;陈峻崎;;北京西山地区油松人工林近自然化改造效果评价[J];东北林业大学学报;2009年07期

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本文编号：355249