鲁中山地油松人工林近自然经营模型构建与营林效果评价

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油松(Pinus tabulaeformis Carr.)具有四季常青的森林景观,是北方土石山区重要的林分类型。山东省鲁中山地由于立地条件较差,加之长期经营不合理,导致现有松林普遍存在林分密度过大、生长发育不良的情况,森林生态效益与经济效益较低,难以实现长期经营。本文依据油松林生长发育特点和群落演替规律,以多功能森林长期经营为目标,以近自然林经营理论和目标树作业技术体系为指导,构建了基于近自然林经营的油松林长期营林概念模型,提出了预期目标林相和目标胸径,并据此制定了相应的营林策略。在此基础上,通过对泰安徂徕山林场油松人工林典型林分调查,编制了该林分多功能林长近自然经营方案,并对营林效果进行了调查和评价。本文取得的初步研究结果如下:1.基于林相诊断和适地适树分析,依据油松人工林生长发育规律和群落演替规律,构建了油松多功能林近自然经营模型,提出了森林群落各演替阶段的营林策略,确定了油松人工林近自然经营的目标树作业技术要素。其中:林分建群阶段(林分尚未郁闭,树高≤6 m,胸径≤5 cm)实施透光抚育,通过松土除草割灌,减轻灌木杂草竞争,促进幼树生长;竞争生长阶段(林分郁闭至高生长高峰期出现之前,6 m<树高≤10 m,5 cm<胸径≤12 cm)实施疏伐和除伐抚育,调整林分结构,改善林分群体遗传质量,促进立木生长;质量选择阶段(高生长促进速生期出现至高生长停滞,10 m<树高≤18 m,12 cm<胸径≤22 cm),按照目标树作业技术体系,伐除目标树干扰木和没有培育前途的小径木及濒死木,适时择伐成熟立木,促进林分天然下种更新和异龄复层结构的形成;近自然林阶段(林分异龄复层结构基本形成,18 m<树高≤26 m,22 cm<胸径≤40 cm),连续继代培养目标树,伐除目标树干扰木和没有培育前途的小径木及濒死木,适时择伐成熟立木,促进林分天然下种更新;恒续林阶段(林分异龄复层结构已经形成,树高≥20 m,胸径≤30 cm),连续继代培养目标树,伐除目标树干扰木和没有培育前途的小径木及濒死木,适时择伐成熟立木,促进林分天然下种更新。2.以徂徕山油松人工林为例,按照多功能林经营目标,编制了油松人工林近自然经营方案,并据此对林分实施了近自然林经营抚育,对营林效果进行了调查和分析评价。(1)根据该林分特征编制了油松人工林近自然抚育作业方案。现场勘查结果表明该林分处于质量选择阶段后期,林分内个体竞争关系明显,主林层树木进入了快速生长期。以此确立了该林分近自然抚育作业的当前目标是形成简单的复层异龄油松人工林,以及经营520年的中长期目标是由稳定的复层异龄油松人工林转化为恒续林。抚育作业设计中以目标树经营为核心,首先对林分内目标树、辅助树、干扰木和其他树种四种类型进行划分并标记,据此确定现有林分目标树和更新层目标树的目标胸径为30 cm和35 cm,以及阶段性经营1020年后,目标树选留数量为7590株·hm-2;同时于经营5、10、20年阶段性伐除干扰木、修枝和定株间伐,其中,采伐强度分别为15%20%、10%15%和5%10%,修枝后树干高度不得低于树高的2/52/3,定株间伐后幼树保留木密度为300450株·hm-2。采用鱼鳞坑树盘整理法加强目标树抚育,促进目标树发育、结实以及林下补植等措施促进林下更新。林下幼树局部进行割灌草处理,保持盖度为20%,于采伐后运走可利用木材并清理细碎枝丫等剩余物。(2)近自然抚育作业于徂徕山林场抚育结果表明,近自然抚育间伐在一定程度上可以促进林分生长量积累、丰富林下植物多样性、改善林下土壤质量。较对照样地相比,抚育作业中去劣存优,林分平均胸径、树高和冠幅均高于对照,分别为5.69%、7.95%和2.75%;林分结构改善,林分生长速度加快,保留木的胸径、树高和冠幅年生长量分别提高66.67%、26.15%和300.0%;林隙结构的改变,郁闭度下降,灌木层植物种类增多,但对植物数量没有明显影响,出现侧柏等喜光物种,并逐渐成为优势种;抚育作业后油松人工林中草本植物多样性提高,Simpson、Shannon-wiener和Gleason指数分别提高1.93%、10.43%和4.67%,马唐、大油芒、羊胡子草等植物重要值提高;抚育间伐提高了林下土壤的pH值、为3.45%,降低了土壤容重、为7.89%,土壤理化性质得以改良;抚育间伐提高了过氧化氢酶、土壤磷酸酶、土壤蔗糖酶、土壤脲酶四种土壤生物酶活性,分别为25.56%、4.99%、5.44%和6.98%。
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