PDF《退化华北落叶松人工林林隙更新特征》

Vol.

34 No.

8 Aug.

2014 第34 卷第8期2014 年8月中南林业科技大学学报Journal of Central South University of Forestry &

Technology 收稿日期:2014-03-05 基金项目:国家公益专项 燕山山地典型森林类型健康经营技术 (20100400205);

科技部十二五科技支撑项目 华北土石山区典 型森林类型可持续经营技术研究 (2012BAD22B03) 作者简介:董伯骞(1984-),男,博士,主要研究方向:森林经营和退化生态系统恢复 通讯作者:黄选瑞(1962-),男,博士后,教授,主要研究方向:林业可持续发展、森林资源管理;

E-mail:[email protected] 华北落叶松 Larix pricipis-rupprechtii 是中国华 北地区森林经营和人工造林的主要树种之一.在 河北北部有大面积的华北落叶松人工纯林,由于 土地贫瘠、经营粗放、樵采和放牧等原因,部分 成为低质低效林.如何对退化的华北落叶松林施 加人工干扰,将退化林分逐步改造成复层异龄混 交林,实现林分的近自然化经营是当前亟待解决 的问题.利用林隙,促进天然更新和人工引入乡土 树种是人工林近自然化改造最普遍的方式 [1-2] .落 叶松人工林具有明显的自然化特征,只要种源存在 落叶松人工林内,阔叶树就会侵入 [3] .研究表明对 退化森林生态系统封禁会增快林木生长 [4] ,促进林 退化华北落叶松人工林林隙更新特征 董伯骞

1 , 黄选瑞

2 , 徐学华

2 , 张玉珍

2 (1. 北京林业大学 林学院,省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京 100083;

2. 河北农业大学 林学院,河北 保定 071000) 摘要:通过对冀北山地退化华北落叶松人工林

52 个林隙的调查,研究了林分的林隙特征和实施封禁后林隙 开敞度对林下更新的影响.研究区域林隙分布广泛,且大多数林隙的开敞度较小.封禁

3 年后,天然更新密度 显著提高,树种多样性增加;

但更新密度仍然很低,更新群落主要由华北落叶松和山杨组成.总体上,封禁后 林隙内更新密度高于林冠下,在开敞度为 0.5 ~ 0.6 的林隙内更新密度最大,华北落叶松和山杨分别在开敞度 0.4 ~ 0.5 和0.7 ~ 0.8 的林隙内生长状况最好.人工栽植的油松和樟子松分别在开敞度 0.4 ~ 0.6 的林隙中央和 开敞度 0.6 ~ 0.8 的林隙边缘生长最好.随时间延长林隙和林隙内位置对人工更新高生长的存进作用趋于明显. 单纯封禁促进了天然更新,但作用有限,因此人工更新很有必要. 关键词:华北落叶松;

退化;

近自然经营;

封禁;

林隙特征;

更新 中图分类号:S791.22 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2014)08-0001-08 Recruitment characteristics of gaps in degraded Larix pricipis-rupprechtii plantation DONG Bo-qian1 , HUANG Xuan-rui2 , XU Xue-hua2 , ZHANG Yu-zhen2 (1.Key Lab. for Silviculture and Conservation of State Education Ministry, College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing, 100083, China;

2. College of Forestry, Agriculture University of Hebei, Baoding 071000, Hebei, China) Abstract: Based on the investigation on

52 gaps in degraded Larix pricipisCrupprechtii plantation in mountainous region of northern Hebei province, the gap characteristics of forest and effects of opening degree on natural recruitment after closing measures were studied. The results show that in studied area, the gaps widely distributed and most gaps had smaller opening degree;

three years after the closed forest project, the recruit density and species diversity increased obviously, but the density was still low and the recruitment community was mainly composed of L. pricipisCrupprechtii and Populus davidiana;

in general, after closed the recruit density in the gaps were higher than that under the canopy;

in the gaps of 0.5~0.6 opening degree the recruit density were the highest, L. pricipisC rupprechtii and Populus davidiana grew best in gaps of 0.4~0.5 and 0.7~0.8 opening degree respectively;

Artificial planted Pinus tabulaeformis and Pinus sylvestris var. mongolica grew best at the gaps center of 0.4~0.6 opening degree and gaps edge of 0.6~0.8 opening degree respectively;

With the extension of closed forest time, the effects of gaps and position in gaps on artificial regeneration seedlings'

growth became more obviously. The closed forest project promoted the natural recruitment, but the effect was limited, so it is necessary to recruit by human. Key words: Larix pricipis-rupprechtii plantation degraded;

close-nature management measure;

closed forest project;

gap characteristics;

effect of artificial regeneration 董伯骞,等:退化华北落叶松人工林林隙更新特征

2 第8期分的天然更新 [5] ,加速养分循环和能量生产能力 恢复 [6] ,改善土壤结构和水肥条件,增加树种多 样性 [7-8] . 研究显示借助人为制造林隙可以减少植物演 替时间 [9-11] ,基于林隙的经营技术能有效促森林更 新[12-15] .很多研究证实了林隙内人工栽植幼苗的 可行性 [16-17] ,并且林隙大小和林隙内位置对栽植 幼苗成活和生长具有重要影响 [18-21] .目前,对林 隙更新的研究主要集中在天然林和天然次生林内 林隙对更新规律的影响,尤其是林隙对更新密度、 幼苗生长和树种组成的影响,涉及人工林的相关 研究很少 [22] .因此充分认识实施封禁后林隙对天 然与人工更新的影响,有助于加深对封禁措施与 林隙耦合作用下退化华北落叶松林恢复过程的认 识,优化经营措施,促进林下更新,实现林分近 自然经营与生态功能的恢复. 本文研究目的是: (1) 探究退化林分内的林隙特征;

(2)揭示实施封禁 后林隙对天然更新树种组成、种群密度、生长状 况和数量动态的影响;

(3)研究林隙开敞度和林 隙内位置对人工更新的影响.

1 研究区概况与研究方法 1.1 研究区概况 研究地区位于河北省承德市木兰林管局,地 处河北省最北部的围场县,地理位置为 116°32′ ~ 118°14′N,41°35′ ~ 42°40′E,位于北京以北

340 km,海拔

1 011 ~

1 230 m;

属于北温带大陆性 燕山山地季风气侯,年平均气温 3℃,最热月(7 月) 平均气温 20.7℃ ,最冷月 (

1 月)平均气温 -13.2℃, 年均降水量为

445 mm, 多集中于

7 ~

9 月. 年蒸发量

1 462.9 ~

1 556.8 cm. 试验地选择木兰林管局龙头山林场道坝子营 林区

15 林班

140 小班(图1),坡度 20°,坡向西 北,海拔

1 210 m.研究对象为

1972 年人工营造 的华北落叶松人工纯林. 封禁前林木平均高10.4 m, 平均胸径 13.6 cm,郁闭度 0.7,平均密度为

850 株/hm2 .由于土层薄与人畜危害相耦合,造成林 分结构差、林下植被稀少,导致林分内水土流失 严重,侵蚀沟大量存在.到实施改造前的华北落 叶松林生长状况极差,乔木落叶松由于过度樵采 仅剩下最上部三分之一的枝叶.林内优势草本为: 乌苏里苔草 Carex ussuriensis、龙牙草 Agrimonia pilosa、细裂叶蒿 Artemisia tanacetifolia、草地老鹳 草Geanium daharicu、早熟禾 Poa pratensis、鹅绒 萎陵菜 Potentilla anserina 和小红菊 Dendranthema chanetii 等;

主要灌木有柔毛绣线菊Spiraea pubescens、美丽胡枝子 Lespedeza formosa.土壤 为棕壤. 1.2 经营措施 在2007 年初对试验区用铁丝网封禁,在现有 的林隙中,设置

3 个林冠空隙开敞度等级(0.3 ~ 0.

5、0.5 ~ 0.7 和0.7 ~ 0.9),每个等级

6 个林隙, 共18 个林隙;

每个开敞度等级的

3 个林隙内人工 栽植油松 Pinus tabulaeformi 和另

3 个林隙栽植樟 子松 Pinus sylvestris var. mongolica,并在林冠下 栽植油松和樟子松.栽植时间为

2007 年5月,栽 植密度都为 1.5 m*1.5 m(300 株/亩),2 年生 营养杯苗,挖穴载苗,穴直径

40 ~

50 cm,深度

20 cm. 1.3 研究方法 采用样带调查法测算林隙特征,于2007 年8月进行.从坡下林缘向上走

50 m,从起点沿罗盘 仪所指的方向,从坡下向梁顶行进,随机用测绳 设置两条相隔

100 m 的样带.从样带起点开始调 查每个林隙,记录被样带穿过的林隙的个数和行 进距离.目前一般认为林隙的林冠空隙(CG)面 积下限为

4 m2 ,但人工林中株行距较大与天然林 中情况不同,若下限为

4 m2 就可以认为人工林中 几乎没有林下环境,将全部由林隙组成,因此根 据实际情况,以大约

4 颗株乔木树干间面积(≈

16 m2 )的两倍

30 m2 设定为扩展林隙(EG)最小面 积,并结合落叶松冠幅将 CG 的面积下限设定为

10 m2 .两条样线在林中共穿行

1 068 m,遇到

52 个林隙;

样带中心线共穿过其中

32 个林隙.记载 林隙的形状、大小和形成原因. 应用等角八边形法计算林隙面积,分别计 算林隙的林冠空隙面积(ASCG)和扩展林隙面积 (ASEG). 图1试验地位置 Fig.

1 Location of the study area

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