马尾松人工林近自然化改造对林分生长的影响

【目的】研究和阐明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）人工林近自然化改造对林分保留木、套种树种和自然更新树种生长的影响。【方法】2005年1月,采用随机区组设计对中国林业科学研究院热带林业实验中心12年生马尾松人工林进行5种不同强度（0%,20%,30%,40%和50%）间伐后,套种米老排（Mytilaria laosensis）、红锥（Castanopsis hystrix）和润楠（Machilus pingii）3个乡土阔叶树种,每种强度设3次重复,每个套种树种密度均为120株/hm^2,2013年8月对所有样地（共15个,每个样地面积为600m^2）的马尾松保留木、套种树种和自然更新至乔木层的树种进行每木调查,记录种名、胸径和树高等。【结果】间伐处理8年后,不同间伐处理间林分保留木的平均胸径、树高和蓄积量均存在极显著差异（胸径：P〈0.001,树高：P=0.001,蓄积量：P=0.008）;林分平均胸径和树高随着间伐强度的增加而增加,林分蓄积量随间伐强度的增大而减少。间伐促进了3个套种树种幼树的生长,但不同树种间存在差异;米老排在50%间伐林分下生长最优,而红锥和润楠以40%间伐林分较优,前者的生长速率明显高于后者。间伐显著的提高了自然更新至乔木层的林木株数,与对照处理（100±25株/hm^2）相比,20%,30%,40%和50%间伐林分分别是对照处理的8.72倍、11.22倍、11.06倍和13.78倍;间伐显著提高了自然更新林木的树高生长,而胸径生长差异不显著。【结论】从人工林木材生产、套种树种生长和自然更新树种生长情况分析,采用30%或40%的间伐强度和套种优质乡土阔叶树是马尾松纯林近自然化改造的最佳选择。     

杉木中幼林抚育间伐试验调查分析

对初植密度为3000株/hm2的7～9a生杉木林进行不同始伐时间、不同间伐强度试验,结果表明：在预定时间和间伐强度范围内,始伐时间越早或间伐强度越大,林分平均胸径、树高、材积的增幅也越大,经济效益越高。其中以7a生间伐强度30%对林分的胸径、树高、材积的生长效应最明显,以7a生间伐强度20%的林分蓄积量为最大。因此,以培育大中径材为目标,则适宜的初次间伐方案为始伐期7a、强度间伐30%,若培育中小径材的林分,则宜为始伐期7a、强度间伐20%。     

两种采伐方式对马尾松人工林林分空间结构的影响

【目的】探讨不同采伐方式和采伐强度对马尾松(Pinus massoniana)人工林空间结构的影响,为马尾松人工林林分结构优化和质量提升提供科学依据。【方法】以四川大茅坪国有林场马尾松人工林为研究对象,设置两种采伐方式：目标树经营(目标树数量0、100、167、233、300株/hm²)和基于目标树采伐蓄积强度设置相对应的传统抚育间伐(折算为0%、8.6%、16.1%、24.0%、29.2%),将目标树经营和传统抚育间伐中采伐强度为0株/hm²合并记为CK。采用基于Voronoi图的林分结构参数(混交度、角尺度、大小比数、开敞度和竞争指数)和空间结构评价指数对林分空间结构进行评价。【结果】两种采伐方式对林分混交度的影响有差别,具体为：目标树经营下,林分混交度呈上升趋势,而传统抚育间伐无显著变化。两种采伐实施后,林分角尺度表现为显著增加的趋势,但林分仍处于均匀分布格局,目标树经营相较于传统抚育经营,林分随机分布比例提升相对较高,林分大小比数无显著变化。两种采伐方式均能提高林分开敞度,且随采伐强度增加呈现出上升趋势,在同一采伐强度下,开敞度值表现...     

基于抚育间伐效应的长白落叶松人工林单木直径生长模型

【目的】分析抚育间伐对长白落叶松人工林单木胸径(D)生长的影响规律并对其进行模拟。【方法】基于黑龙江省孟家岗林场与江山娇林场10块固定样地复测数据,建立了基于抚育间伐效应的与树木距离无关的长白落叶松单木胸径5年生长量预估模型,量化了抚育间伐对林木直径生长的影响。长白落叶松单木直径生长模型为基于样地效应的单水平线性混合效应模型,根据赤池信息准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)等统计指标和似然比检验对模型进行比较和筛选,并采用独立样本数据对模型进行检验。【结果】当地位指数一定且林分年龄较小时,抚育间伐强度越大,林木直径生长量越大; 当林分年龄较大时,抚育间伐对林木直径生长影响不明显。同一林分中,林木直径生长量随林木径阶增大呈增大趋势。长白落叶松单木直径生长模型中显著自变量为:林木前期胸径的二次方(D²)、胸径的自然对数(ln D)、林分中大于对象木的所有林木断面积之和(B)、地位指数(I)、抚育间伐年龄(T_i)和间伐强度(P_i)。落叶松单木直径生长最优混合效应模型的AIC、BIC和均方根误差均小于一般线性模型。独立样本数据检验最优线性混合效应模型和一般线性模型的拟合效率分别为0.678 和0.624。【结论】基于抚育间伐效应的落叶松直径生长的最优线性混合效应模型优于一般线性模型。模型能够较好地量化抚育间伐对落叶松人工林单木直径生长的影响。     

间伐施肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响

【目的】探讨不同间伐保留密度和施用不同比例N、P肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响。【方法】在福建省洋口国有林场9年生立地指数22的杉木人工林中设置9块标准地,采用正交试验设计进行间伐和施肥的配套试验,间伐保留密度为1 200、1 500和2 250株/hm²,N肥施用量为0、100、200 g/株,P肥施用量为0、250、500 g/株,连续观测4 a。【结果】不同间伐密度和N、P肥施用量对杉木树高生长影响不显著,不同间伐保留密度对杉木林平均胸径增长有较大影响,最小密度与最大密度处理间存在显著差异。N肥施用量和P肥施用量对杉木林平均胸径增长影响较小,不同N、P肥施用量间差异不显著。不同间伐保留密度间平均单株材积增量存在显著差异,N、P肥施用量对平均单株材积增量影响较小。不同密度林分间蓄积量增量并不显著,但较高水平N、P肥施用量能促进林分蓄积量增量显著提高。低间伐保留密度显著影响杉木大径材出材量,而1 200株/hm²保留密度下大径材出材量最高,1 500和2 250株/hm²保留密度下能够获得较高的中径材出材量。高水平...     

间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响

【目的】研究不同间伐强度下杉木人工林生态系统碳储量及其分配格局,进一步优化林分经营管理措施,准确评估间伐对杉木人工林生物量和碳储量的短期影响,为提高人工林的碳汇能力提供依据。【方法】以福建省三明市官庄国有林场11年生杉木人工林为研究对象,选择坡度、坡位、土壤条件相对一致的林分,按照完全随机区组试验设计,设置弱度间伐(31%,伐后林分2 250株/hm²,LIT)、中度间伐(45%,伐后林分1 800株/hm²,MIT)、强度间伐(63%,伐后林分1 200株/hm²,HIT)等3种间伐强度;共设置9块20 m×20 m样地,采集深度为1 m剖面内不同土层的土壤;并在样地内每木检尺,利用生物量回归方程对乔木层生物量进行估算,同时实测林下植被和凋落物生物量;通过元素分析仪测定植被和土壤碳含量,并根据碳含量估算碳储量。【结果】间伐后3年,杉木人工林乔木层碳储量随着间伐强度的增加而减小,LIT、MIT、HIT处理样地乔木层碳储量依次为66.16、58.78、49.71 t/hm²;杉木人工林灌木层和草本层的碳储量随着间伐强度的增加而显著增加,分别占生态系统碳储量的0.03%~0.19%和0.01%~0.67%;凋落物层碳储量占生态系统碳储量的2.87%~4.32%,间伐对凋落物层碳储量无显著影响;土壤有机碳储量在不同间伐处理间差异显著(P<0.05),杉木人工林土壤层碳储量随着间伐强度的增加而降低,HIT处理土壤层碳储量较LIT和MIT处理降低了32.07%和1.03%。间伐后3年,杉木人工林生态系统碳储量随着间伐强度增加而显著降低(P<0.05),LIT、MIT和HIT处理样地总碳储量依次为173.85、161.12、121.73 t/hm²。乔木层和土壤层碳储量之和占比超过90.00%,表明乔木层和土壤层是巨大的碳库,且间伐短期降低生态系统总碳储量。【结论】间伐后短期内杉木人工林乔木层、凋落物层和土壤层碳储量随着间伐强度的增加而下降,而灌木层和草本层的碳储量则随着间伐强度的增加而增加,表明间伐3年后试验林地还处于恢复期,杉木人工林间伐短期内会降低生态系统总碳储量。研究结果可部分解释间伐后短期内杉木人工林生态系统各组分碳储量的分布格局,并为研究区的人工林碳汇增加和可持续经营提供科学依据。     

湿地松抚育间伐技术及林分收获

针对湿地松的生长特性，在8年、12年、16年生湿地松人工林中布设不同间伐强度试验林，研究闻伐对林木生长质量的影响。结果表明：间伐对林木生长和林分质量具有一定的促进作用，其中对幼龄林的促进作用明显大于中龄林；随着间伐强度增大，较大径阶立木株数比例随之增加；湿地松人工林首次间伐宜在12年生之前进行，保留900～1100株／hm^2。两次问伐的间隔期以8年左右为宜；以培育大中径材为目标的大龄林分应以弱度调整为主，保留600株／hm^2。     

长白落叶松人工林密度表的编制及应用

采用不同林龄长白落叶松人工林的60株优势木数据建立林分饱和密度模型,编制了经营密度表,再利用26块密度近似于合理经营密度的不同生长阶段样地的平均胸径增长量、径阶分布和总蓄积量的分析,评价以经营密度表指导抚育间伐的过程及效果。结果表明:随平均胸径的增大林分密度不断减少,方程N=3 847.345 1e-0.082D适用于预估林分密度,编制的经营密度表反映了0.6～0.8郁闭度下长白落叶松各个生长阶段的最适林分密度。26块模拟样地的间伐前密度为2 883株/hm2,经历3次间伐后的林分平均密度分别为2 000、1 400和1 000株/hm2,最终成熟林的平均林分密度为600株/hm2,树冠竞争因子为416.33,总蓄积量为242.12 m3/hm2,大径材比率达59.26%。     

不同间伐强度对杨桦次生林演替的影响

杨桦次生林强度间伐5年后,与未间伐和中度间伐相比,林分的演替过程大大加快,演替层和更新层的数量明显高于中度间伐林分及未间伐林分;未间伐的杨桦次生林演替层的树木数量较少,其进程取决于更新层能否有大量的树木进入演替层;中度间伐强度的杨桦次生林正向以色木槭、山榆、水曲柳、黄檗等为主的阔叶林发展,并且随着演替的进行,可能发展为阔叶红松林;强度间伐的杨桦次生林已经向阔叶红松林演替发展.     

杉木三维模型各方向枝下高分布研究

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验中心山下林场8块杉木临时样地为数据源,以已有枝下高模型为理论基础,将空间分析方法缓冲区构建与林分空间结构单元构建结合,构建对林木造成直接影响的水平空间结构参数与垂直空间结构参数,分析空间结构参数与枝下高相关性,并以此计算各方向空间竞争强度,建立空间竞争强度与实测枝下高的分布关系,再按照枝下高模型求解剩余方向枝下高,最终按照实测数据与分析计算结果加载分枝、主干模型,构建林木三维模型。【结果】所选模型变量包括林木属性与空间结构参数,原始模型决定系数为0.720,消除树高影响的调整后实测枝下高与水平空间结构参数相关系数为0.410、与垂直空间结构参数相关系数为0.782,且均呈正相关;将各自相关系数为权重计算对应方向空间竞争强度,将最小竞争强度方向空间结构参数代入模型,拟合结果决定系数为0.790,相比原始模型拟合精度有所提高;将实测枝下高分配到竞争强度最小的方向,根据模型可对其他方向枝下高进行估算。【结论】以杉木为例,通过空间竞争强度判别枝下高分布,在提高已有数据利用率、减小外业工作强度的基础上,可直观表现林木不同方向枝下高分布的差异性,增强了林木三维模型的多态性表达。     

黄龙山林区白皮松天然次生林生长规律研究

【目的】为实现陕西省白皮松天然次生林的合理经营,建立符合其生长规律的模型,为科学抚育较大树龄的天然次生林提供决策依据。【方法】以陕西省黄龙山林区白皮松天然次生林为研究对象,选择标准木进行树干解析,采用人工神经网络(ANN)和3种常见的理论函数建立了胸径、树高、材积生长模型,并绘制生长曲线图对林区内白皮松天然次生林生长规律进行分析。【结果】①采用人工神经网络建模技术构建的胸径生长量模型、树高生长量模型、材积生长量模型优于3种传统模型。②所建神经网络模型在拟合生长缓慢的白皮松生长过程方面具有较好的应用推广能力。③白皮松胸径速生期为30~60 a,胸径连年生长量在120 a达到最大值;20~30 a为树高生长的速生期,树高连年生长量在30 a达到最大值;白皮松材积生长速生期为110~130 a,材积连年生长量在130 a达到最大值。在135 a时,黄龙山林区白皮松还未达到数量成熟龄。【结论】所建神经网络模型能为黄龙山林区白皮松古树研究奠定基础,生长规律的研究可以为不同阶段白皮松经营提供参考。     

宝华山青冈种群年龄结构及点格局分析

【目的】江苏宝华山地处亚热带北缘,青冈为其森林群落的重要组成树种。对青冈种群动态进行研究,可了解该地区常绿落叶阔叶混交林的演替动态,同时为森林保护策略的制定和人工林的演替促进提供理论指导。【方法】在宝华山设置1 hm²的固定样地,对样地内 432 株青冈个体进行定位并每木检尺; 根据胸径大小将其划分为 10 个径级,采用径级结构代替年龄结构探讨了该物种的种群动态; 采用点格局方法(Ripley’s K-Function)对其空间分布规律进行分析。【结果】青冈种群径级结构呈类倒“J”形,自然更新良好,属增长型种群; 个体的最高和最低死亡率分别出现在第 5 和第 6 径级,存活曲线接近于 Deevey-Ⅱ 型; 随研究尺度增加,青冈种群呈现由集群分布、随机分布到均匀分布的变化,而不同年龄段个体的变化规律略有差异,幼树、小树、中树和大树随空间尺度加大,变化规律同种群一致,老树则多呈随机分布。【结论】青冈在北亚热带常绿落叶阔叶混交林中有较强的适应能力,种群可长时间维持稳定的状态。为促进宝华山乃至整个宁镇山脉人工林向更加自然稳定的方向发展,建议人工抚育时,适当补植青冈幼苗,促进林分更新。     

红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形的关系

【目的】探讨红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形因子的关系,为科学管理经营红松天然林提供借鉴。【方法】通过采用地统计学、方差分析、地理加权回归等方法,对白河林业局的红松天然林胸径生长的空间异质性及其与海拔、坡位、坡向和坡度等地形因子的关系进行了研究。【结果】研究区内红松天然林胸径生长变异系数为0.6,属于中等变异性,其空间变异特征最适合用指数模型来描述,且模型拟合度高; 红松天然林胸径生长在0～4 230 m范围内存在强烈的空间自相关; 运用普通线性回归(OLS)与地理加权回归(GWR)方法建立基于地形因子的红松天然林胸径生长模型,预测结果显示,GWR方法较OLS方法提高了预测精度。【结论】红松天然林胸径生长在一定范围内具有较强空间异质性,且会因地形因子的变化而产生差异,其中海拔、坡向对胸径的生长影响较大。     

带状采伐对毛竹地上生物量分配及异速生长的影响

【目的】 毛竹林带状采伐可实现竹林机械化经营,研究不同采伐宽度毛竹立竹生物量分配及其异速生长,为毛竹林带状采伐经营提供科学依据。【方法】 2019年12月模拟机械采伐对不同宽度条带内的毛竹林实施全林皆伐,2020年8月统计试验毛竹林不同采伐宽度带(0、3、9、15 m)内新竹数量、胸径、枝下高和竹高。调查新竹枝、叶、秆生物量,分析伐后新竹地上构件生物量分配特征及其异速生长关系。【结果】 随着带状采伐宽度的增加,新竹数量先增加后减少,9 m采伐宽度带新竹数量最多,新竹竹高降低,胸径减小,枝下高及相对枝下高降低,立竹鲜枝质量、鲜叶质量、鲜秆质量及总生物量均显著降低。带状采伐可以提高立竹出叶强度、相对竹高,尤其增加叶分配占比和叶相对生物量。带状采伐未改变立竹秆-总生物量的等速生长关系,但对枝-总生物量、叶-总生物量相对生长速率产生显著影响,由异速生长关系转变为等速生长关系。【结论】 带状采伐致使毛竹通过生理整合作用权衡各构件资源分配关系,改变其异速生长关系,诱发新竹形态可塑性变化,9 m采伐宽度的新竹数量达到最大值。     

杉莲混交林中乳源木莲生长形质、空间利用能力的混交比例效应

【目的】针阔混交林以其有效改善针叶纯林树种结构简单、生态功能低效、生产力低下局面的特点而被广泛推广。杉木乳源木莲混交林(简称为“杉莲混交林”)是中国南方林区重要的混交林类型,系统分析各混交比例类型下乳源木莲生长性状、干形形质以及空间利用能力和综合表现的效应与规律,为科学构建杉莲混交林提供理论依据。【方法】以福建省沙县12年生不同混交比例杉莲混交林和纯林中的乳源木莲为研究对象,调查乳源木莲的生长形质和空间利用能力等系列性状表现,分析乳源木莲在各混交类型中生长、干形形质、空间利用能力等系列性状的差异变化;应用主成分分析法综合有显著混交比例类型效应的乳源木莲生长形质和空间利用能力表现,揭示乳源木莲生长、干形形质、空间利用能力综合表现的混交比例类型效应和变化规律,并基于总体表现进行混交比例类型的评价与优选。【结果】乳源木莲各项生长指标均有显著的混交比例效应,胸径、树高、单株材积随混交比例减少而逐渐增加;乳源木莲尖削度和胸高形数随混交比例减少而逐渐减少,枝下高则随混交比例减少而逐渐增加;乳源木莲冠高、树冠体积、树冠表面积及生长空间指数随混交比例减少而逐渐增大,但树冠圆满度则随混交比例减少而逐渐减小,乳源木莲在生长形质及空间利用能力的综合得分值呈现随混交比例减少而逐渐增大;混交比例对乳源木莲的冠幅和枝下高比例无显著影响。【结论】混交比例类型显著改变杉莲混交林中乳源木莲生长、干形形质和空间利用能力及其综合表现,合理混交比例类型可显著提高其生长、干形形质和空间利用能力,乳源木莲生长、干形形质和空间利用能力等性状有着不同的混交比例效应,开展综合评价十分必要。综上,杉莲混交林在密度为2 500株/hm²时,以2杉1莲混交模式下乳源木莲生长形质及空间利用能力表现最好。     

间伐强度对大兴安岭落叶松天然次生林水文性能的影响

【目的】为使大兴安岭落叶松天然次生林更好地恢复和生长,在林区内对落叶松次生林进行抚育间伐,探讨最有利于林地水土保持的间伐强度,优化次生林的经营效果。【方法】2007年3月设置实验样地,间伐强度分别为9.43%、29.00%、40.01%和67.25%,同时设置未间伐的对照样地。2008—2017年实地测量,选取土壤层和枯落物层的水文效应指标,对2017年不同样地间的差异进行描述性统计,同时运用灰色关联法,对各样地的水源涵养能力进行综合评价。【结果】2008—2017年10年间各样地水文性能发生一定的变化,在间伐后第8年各指标呈现一定的稳定性。间伐后第10年,间伐强度为40.01%的落叶松次生林土壤容重最小,土壤毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量均为最大; 间伐强度为67.25%的落叶松次生林土壤非毛管孔隙度最大,除土壤非毛管孔隙度外不同样地间各指标存在显著性差异(P<0.05); 间伐强度为29.00%的落叶松次生林枯落物总蓄积量、总最大持水量为最大,样地内枯落物总自然持水率均为100.52%～144.37%,总最大持水率为494.79%～673.97%; 间伐强度为40.01%落叶松次生林枯落物总有效拦蓄率、总有效拦蓄量最大。通过熵权法确定土壤和枯落物的各项指标权重,运用灰色关联综合评判林地内的水文性能,关联度按照大小排序依次为间伐强度40.01%>间伐强度29.00%>间伐强度67.25%>间伐强度9.43%>未间伐(对照)。【结论】间伐10 a后,改造效果已经比较明显。综合分析土壤层和枯落物层的水文性能,间伐强度为40.01%的落叶松天然次生林林地的水文性能为最佳,4种间伐强度下的林地水文性能均优于对照样地,说明间伐对林地水文性能的提高具有积极作用。