金洞林場閩楠人工林林分結(jié)構(gòu)與多功能研究.pdf

1、我國是人工林最多的林業(yè)大國，但目前在人工林多功能森林經(jīng)營過程中遇到了如樹種結(jié)構(gòu)單一、集中大片種植引起生物多樣性退化、地力退化等問題，最終導(dǎo)致人工林傳統(tǒng)經(jīng)營難以實(shí)現(xiàn)森林價值最大化。閩楠作為珍貴大徑材用材樹種，面臨著天然林遭受大面積破壞，人工林生長緩慢、林分空間結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致林分多功能效益不高等問題。結(jié)構(gòu)決定功能，合理優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)能有效提升林分的多功能效益。因此對閩楠人工林現(xiàn)實(shí)林分結(jié)構(gòu)與多功能研究，并探究以角尺度、混交度和大小比數(shù)為代表的林

2、分空間結(jié)構(gòu)與林分多功能之間到底存在怎樣的耦合關(guān)系以及如何應(yīng)用近自然經(jīng)營理念提高閩楠等珍貴樹種多功能效益成為目前急需解決的問題。
　　本文以金洞林場閩楠人工林為研究對象，運(yùn)用4年生純林、混交林和14年生純林、混交林共12塊樣地的森林經(jīng)營監(jiān)測數(shù)據(jù)，對閩楠人工林林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征分析，建立生產(chǎn)力、固碳、保育土壤、林下物種多樣性4個方面共14個多功能評價指標(biāo)，對純林和混交林進(jìn)行多功能對比分析，并對林分空間結(jié)構(gòu)和多功能因子進(jìn)行相關(guān)性分析，建立

3、空間結(jié)構(gòu)與多功能因子關(guān)系模型，最后提出金洞林場現(xiàn)有林分的多功能優(yōu)化經(jīng)營措施。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)閩楠人工林林分結(jié)構(gòu)特征分析。通過對林分直徑、樹高特征值和Weibull分布擬合參數(shù)估計值分析，結(jié)果表明:在直徑結(jié)構(gòu)方面，閩楠純林偏向大徑階，而混交林則偏向小徑階，但混交林分布較集中，4年生混交林4～6號樣地、14年生混交林11、12號樣地均符合Weibull分布曲線，且4年生閩楠混交林直徑分布呈現(xiàn)理想的林分直徑結(jié)構(gòu)倒“

4、J”型;在樹高結(jié)構(gòu)方面則表現(xiàn)為閩楠純林偏向小徑階，混交林偏向相對大的徑階?；旖涣址衷谥睆胶蜆涓呓Y(jié)構(gòu)中均表現(xiàn)為隨著年齡的增長逐漸出現(xiàn)林木分化的趨勢。運(yùn)用大小比數(shù)、角尺度和混交度對林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示混交林林分較純林具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，且閩楠在混交林中開始出現(xiàn)大小分化的趨勢;4年生閩楠純林表現(xiàn)為均勻分布，4年生閩楠混交林為隨機(jī)分布，14年生閩楠人工林則均表現(xiàn)為聚集團(tuán)狀分布，閩楠作為目的樹種在林分中的分布狀態(tài)與林分整體的分布狀態(tài)保持

5、一致;混交林樹種隔離程度最高;在綜合反映空間結(jié)構(gòu)優(yōu)劣程度指數(shù)上，混交林也表現(xiàn)最優(yōu)。綜合來看，閩楠人工混交林空間結(jié)構(gòu)較純林合理，為理想的林分結(jié)構(gòu)模式。
　　(2)閩楠人工林多功能特征分析。從生產(chǎn)力、固碳、保育土壤及林下物種多樣性等4個方面14個多功能指標(biāo)，對閩楠人工純林和混交林進(jìn)行多功能對比分析。生產(chǎn)力功能4年生和14年生混交林林分蓄積量分別為110.42m3/hm2、230.02 m3/hm2均較相同年齡下純林蓄積量22.19 m

6、3/hm2、192.64 m3/hm2高，且不同林分類型之間具有顯著差異，表明混交造林有利于提高林分的生產(chǎn)力。12塊樣地林分固碳能力在1.0328～27.2475 t/hm2之間，混交造林較純林有更高的固碳能力，這與生產(chǎn)力功能變化趨勢保持一致。從保育土壤功能來看，4年生混交林分土壤速效養(yǎng)分水平較純林好，14年生混交林土壤中氮、速效磷、全鉀元素含量較閩楠純林多。杉木林下補(bǔ)植4年生混交造林對于林下物種多樣新促進(jìn)作用大于直接閩楠混交造林，純林

7、林下草本層物種數(shù)量隨著林齡的增加而增加，分布也表現(xiàn)為越均勻。綜合來看，混交林較純林能更好地發(fā)揮林分多功能效益，且林下補(bǔ)植混交造林在各個功能方面均表現(xiàn)出優(yōu)勢。
　　(3)林分空間結(jié)構(gòu)與多功能指標(biāo)相關(guān)關(guān)系與模型構(gòu)建。林分空間結(jié)構(gòu)因子與多功能指標(biāo)間均具有一定的相關(guān)關(guān)系，角尺度對林分蓄積量有極顯著相關(guān)關(guān)系;大小比數(shù)和角尺度對林分固碳量分別具有顯著和極顯著影響，表明在閩楠幼齡林階段，林木分布相對聚集能有效提高林分生產(chǎn)力和固碳功能;角尺度和混

8、交度對土壤速效氮含量有顯著影響，說明林分的混交度越高，土壤中速效氮含量越高;灌木層香農(nóng)威納指數(shù)受到角尺度和混交度顯著的影響，而草本層香農(nóng)威納指數(shù)受到大小比數(shù)和混交度顯著的影響，說明混交造林和林木空間分布相對聚集，能促進(jìn)林下灌木幼樹的生長，林分越具競爭優(yōu)勢，林下草本層的多樣性越豐富。
　　(4)金洞林場現(xiàn)有林分多功能優(yōu)化經(jīng)營措施。針對金洞林場目前大片的杉木人工林面臨著連載造成地力退化、病蟲害危害，急需將其利用近自然多功能理念優(yōu)化改造