南方集體林區(qū)木荷次生林生長規(guī)律及經(jīng)營技術(shù)研究.pdf

1、次生林已成為中國森林資源的主體。森林資源不合理經(jīng)營與開發(fā)利用而導(dǎo)致森林資源匱乏，如何科學(xué)的經(jīng)營好次生林是一個重大的理論與實踐問題。論文屬于林業(yè)公益性行業(yè)科研專項“南方集體林區(qū)次生林撫育間伐與高效利用技術(shù)研究(編號201004032)”的部分研究內(nèi)容。在綜述次生林結(jié)構(gòu)、生長規(guī)律、經(jīng)營技術(shù)的基礎(chǔ)上，以湖南省炎陵縣青石岡國有林場木荷次生林為研究對象，收集、調(diào)查、整理了有關(guān)木荷次林的標(biāo)準(zhǔn)地、解析木及測土配方資料，開展木荷次生林林分直徑分布規(guī)律、

2、競爭生長過程、經(jīng)營技術(shù)體系及經(jīng)營效果研究，構(gòu)建間伐指數(shù)解決森林撫育間伐對象木選擇難題，研究結(jié)果從理論上解決了木荷次生林撫育間伐開始期、撫育強(qiáng)度及撫育間伐對象木選擇等經(jīng)營技術(shù)難題，形成了木荷次生林經(jīng)營技術(shù)體系。論文研究結(jié)果和主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)木荷次生林林分結(jié)構(gòu)研究。①研究樣地內(nèi)年齡在10～24年之間的木荷林木株數(shù)約占木荷總株數(shù)的94.81％，形成以14年為頂峰，14年左右年齡的林木株數(shù)逐漸減少的單峰曲線。年齡在10～

3、24年之間的馬尾松株數(shù)約占馬尾松總株數(shù)的80.25％;其他樹種林木株數(shù)非常少，年齡主要集中在5～12年。②采用Weibull函數(shù)模擬木荷次生林直徑分布，利用柯氏檢驗法檢驗直徑分布實際值與擬合理論值的差異顯著性，通過直徑分布的理論偏度、峭度與實際偏度、峭度比較分析分布函數(shù)的適用性。研究表明，Weibull函數(shù)能夠較好模擬具有不同偏度和峭度變化的木荷次生異齡林。
　　 (2)木荷次生林生長模型研究。采用Hegyi競爭指數(shù)分析木荷次生

4、林的競爭關(guān)系，研究確定木荷林分的最佳競爭半徑(5m)。根據(jù)各個樹種斷面積占林分總斷面積比，將樹種分為木荷、馬尾松和其他樹種。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差法將競爭指數(shù)值分為3級，將同一樹種分為優(yōu)勢木、中庸木和劣勢木，分別對木荷、馬尾松和其他樹種的優(yōu)勢木、中庸木與劣勢木的胸徑、樹高和材積生長過程進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果:①各樹種優(yōu)勢木、中庸木與劣勢木的胸徑生長方程擬合效果均以JohnsonSchumacher方程最優(yōu);②木荷優(yōu)勢木和中庸木及馬尾松劣勢木、木荷劣勢木

5、與馬尾松優(yōu)勢木、其他樹種的優(yōu)勢木、中庸木和劣勢木的樹高生長擬合效果分別以Logistic方程、Gompertz方程、JohnsonSchumacher方程最優(yōu);③木荷、馬尾松的優(yōu)勢木、中庸木與劣勢木的材積生長擬合效果均以Bertalanffy方程最優(yōu)，其他樹種優(yōu)勢木與中庸木、劣勢木的材積生長擬合效果分別以JohnsonSchumacher和Richards方程最優(yōu)。
　　 (3)木荷次生林競爭生長規(guī)律研究。①第一種競爭格局:8～

6、15年內(nèi)木荷對象木競爭指數(shù)緩慢增大，15年以后的競爭指數(shù)增加幅度加大。②第二種競爭格局:4～6年內(nèi)競爭指數(shù)明顯下降，而6年后緩慢下降。③第三種競爭格局:4～6年內(nèi)對象木競爭指數(shù)迅速下降，6～8年內(nèi)緩慢下降，第8年后對象木競爭指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)緩慢增大趨勢。④第四種競爭格局:5～8年內(nèi)對象木的競爭指數(shù)表現(xiàn)出明顯下降趨勢，而后緩慢下降。第9年開始，對象木競爭指數(shù)基本平穩(wěn)在0.2～0.28左右，但有緩慢下降的變化趨勢。
　　 (4)撫育間伐

7、開始期研究。應(yīng)用ForStat2.1模擬4種競爭格局中對象木的競爭強(qiáng)度與年齡的關(guān)系。模擬結(jié)果表明，4種競爭格局中對象木的競爭指數(shù)均以模型（CI=c+b*A+d*A2+e*A3）模擬效果最優(yōu);競爭指數(shù)越大，林木間競爭越激烈。通過計算，第一種、第二種、第三種、第四種競爭格局的競爭達(dá)最大值時的年齡分別為15.8年、14.1年、15.2年、13.9年，結(jié)果表明4種競爭格局的競爭強(qiáng)度達(dá)最大時的目的樹種平均年齡非常一致，據(jù)此確定研究區(qū)域木荷次生林的

8、撫育間伐開始期為14～15年。
　　 (5)競爭結(jié)構(gòu)單元與最大競爭結(jié)構(gòu)單元面積研究。競爭結(jié)構(gòu)單元定義為以對象木為中心，其四個象限內(nèi)各選1株與對象木最鄰近的林木作為競爭木，對象木與4株競爭木組成結(jié)構(gòu)單元。四株競爭木圍成的平面四邊形的面積稱為競爭結(jié)構(gòu)單元面積。通過證明，競爭結(jié)構(gòu)單元平面四邊形面積有最大值，其面積有下界但沒有最小值。
　　 (6)木荷次生林密度調(diào)控技術(shù)研究。以總生物量為因變量，郁閉度為自變量，模擬木荷次生林地上

9、部分生物量與郁閉度之間的相關(guān)關(guān)系，模擬結(jié)果為W總=-18.4531+101.8078P-74.2689P2。林分地上部分生物量達(dá)最大時，林分的郁閉度為0.6854。林分郁閉度是平均冠半徑與林分密度的函數(shù)，所以用林分平均冠幅與林分密度來推算林分的郁閉度。若控制郁閉度為0.68，競爭結(jié)構(gòu)單元面積最大時，單位面積上的競爭結(jié)構(gòu)單元的個數(shù)最少，而每個競爭結(jié)構(gòu)單元由5株林木構(gòu)成，則單位面積林分最少保留株數(shù)等于最少競爭結(jié)構(gòu)單元個數(shù)與每個競爭結(jié)構(gòu)單元林

10、木株數(shù)的積，即為林分最少保留密度。以標(biāo)準(zhǔn)地19為例計算木荷次生林撫育間伐強(qiáng)度。
　　 (7)間伐指數(shù)構(gòu)建。結(jié)合運用頭腦風(fēng)暴法、Delphi法、會內(nèi)會外法對構(gòu)成間伐指數(shù)的指標(biāo)進(jìn)行篩選，確定構(gòu)建間伐指數(shù)的指標(biāo)，即自由度、混交度、開闊比數(shù)、健康指數(shù)、空間密度指數(shù)和目的樹種特性指數(shù)，應(yīng)用層次分析法求算構(gòu)成間伐指數(shù)6個指標(biāo)的權(quán)重。以標(biāo)準(zhǔn)地資料為例，計算標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)每株林木的6種指標(biāo)值及其間伐指數(shù)值，根據(jù)現(xiàn)實林分密度與最少保留密度的關(guān)系，確定撫

11、育強(qiáng)度，依據(jù)間伐指數(shù)大小確定撫育間伐對象，從理論上解決了撫育間伐對象選擇難題。
　　 (8)木荷次生林經(jīng)營模式及經(jīng)營效果研究。根據(jù)經(jīng)營目標(biāo)，以木荷-南方紅豆杉混交林為例設(shè)計6種經(jīng)營模式，探索各經(jīng)營模式的合理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對不同經(jīng)營模式的經(jīng)營效果進(jìn)行對比研究:①不同經(jīng)營模式之間:土壤容重、毛管孔隙度、最大持水量和田間持水量無明顯差異，而總孔隙度和非毛管孔隙度差異顯著;土壤有機(jī)質(zhì)含量均較高，全N、全P、有效P含量均相對較低。林分物種組成