落叶松云冷杉混交林择伐后林分生长及结构变化研究

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混交林采伐技术对实现其可持续经营至关重要。择伐是采伐方式的一种,科学合理的择伐活动能为林分生长、林分结构、森林生物多样等带来积极作用。本研究以落叶松云冷杉近天然混交林为研究对象,选取12块长期固定样地,利用伐后5~11a(2006-2012年)的林分调查结果,比较分析了不同强度择伐后(未择伐,0%;轻度择伐,10~15%;中度择伐,15~35%;强度择伐,35~50%)落叶松云冷杉混交林林分生长及结构的动态变化。分别从林分平均胸径、断面积及蓄积生长率,树种组成及树种多样性,直径结构(直径q值、直径分布峰度及偏度、直径分布Weibull函数),径级株数结构,径级蓄积结构及林分稳定性几个方面,分析探讨了落叶松云冷杉林在伐后5~11a间的动态变化过程,旨在为制定科学合理的择伐措施及探究伐后林分动态恢复过程理论依据。研究结果如下:  择伐后5~11a间,林分变化情况如下:  (1)林分平均胸径、断面积及蓄积生长率随时间及择伐强度的增加而增大。由此表明择伐为林分中保留木增加养分空间,加速了林分胸径及蓄积的生长进程。数量上看,中度、强度择伐对落叶松云冷杉混交林中各树种生长促进作用较明显。其中,强度择伐后,林分胸径生长量及生长率最大,分别在0.289~0.402及1.337~1.699之间。  (2)树种组成及林分类型变化不大,树种组成除长白落叶松外,还伴生有红松、鱼鳞云杉、臭冷杉和一些阔叶树如白桦、色树、椴木等。未择伐林分中Shannon多样性指数、Simpson多样性指数、优势度指数及均匀度指数均随时间增加有减小的趋势,而各择伐林分中物种多样性指数有保持不变或者增大的趋势。  (3)未择伐林分平均q值随时间增大有减小的趋势,其范围在0.96~1.80之间,不属于正常范围。经过择伐的林分平均q值在1.01~1.44之间,属于正常范围。由此可见择伐有助于优化林分直径分布。  (4)不同强度择伐后林分直径分布偏度及峰度变化无明显规律。而择伐林分直径变动系数CV值均有随时间减小的趋势,说明择伐林分直径分布越来越集中,林分分化程度降低。  (5)未择伐林分及中度择伐林分的Weibull分布曲线呈右偏,即林分内中小径材居多;轻度择伐及强度择伐样地呈左偏分布,林分内中大径材较多。中度择伐林分内径级分布较其他林分宽广。未择伐林分Weibull分布c值变化不大,择伐林分c值随时间增加而增大,说明择伐能去除劣势木,增加林分空间,林分结构得到优化。  (6)各林分的中径级林木株数所占比例最大,小、中径级林木几乎都随时间增加而减少,大径级木增加且增加幅度不断提高,特大径级木也陆续出现。某些林分的小径级株数比例极少,随着时间增加可能会出现径级缺失的现象。  (7)伐后5a林分的径级蓄积比为中>大>小、特大。小、中径级木蓄积比随时间而逐渐减小,大径级木蓄积比呈增大的趋势,且择伐林分大径级木蓄积比增大速度较快。  (8)轻度择伐及中度择伐林分稳定性无明显变化,未择伐及强度择伐林分的稳定性有随时间增大的趋势。这可能是未择伐林分的自稀疏及强度择伐后林分恢复的结果。  综上所述,伐后5~11a,择伐对落叶松云冷杉林分生长有较大的促进作用,对林分直径分布及径级结构仍有一定影响,但对树种组成、树种多样性、林分类型及林分稳定性影响减弱。因此,可根据不同的经营目的及目标径材选择适当的择伐强度及方式。从可持续经营角度看,中度择伐(15~35%)后落叶松云冷杉林木生长速率明显增大,林分直径分布得到优化,林木径级较完整,物种多样性保持不变,大径级木增加速度较快,林分结构稳定,利于林分生长的可持续发展。
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