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辽东地区水曲柳林分生态效益与不同间伐强度的关系探究

2020-10-10 310 上传者：管理员

摘要：以辽东地区的水曲柳林分为研究对象，通过设置3种间伐强度，对实施抚育作业后的林分进行经营效果研究。通过林分因子调查，分析在生长量、木材物理力学性能、林下枯落物分解率及林分土壤的理化性质等方面的经营效果，合理分析生态属性和经济属性，为指导营林生产提供参考。

关键词：
抚育间伐
水曲柳
生态属性
生态效益
经营效果
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水曲柳（FraxinusmandshuricaRupr.）是木犀科梣属的落叶大乔木，是东北地区天然次生林中优良的混交组分，是红松阔叶林的主要建群树种之一。水曲柳树形圆阔、高大挺拔，适应性强，具有耐严寒、抗干旱、抗烟尘的特性，自身抵御病虫害的能力也较强，可与许多针阔叶树种组成混交林，形成复合结构的森林生态系统，对提高整个林分的涵养水源、保持水土等生态效能有显著地促进作用。在辽宁东部地区，水曲柳的栽植应用比较广泛，为了探明不同抚育间伐强度对水曲柳单株材积生长的影响效果，更好地发挥生态保护的功能，特开展此项研究，以期为制定森林经营措施提供参考依据。

1、研究区域和试验地概况

以辽宁生态工程职业学院实验林场的落叶松水曲柳混交林分为研究对象。林场位于抚顺市清原县，地处长白山脉龙岗支脉，海拔300～800m，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温4.2℃，极端最高气温为35.8℃，极端最低气温为-41.5℃，年平均降水量860mm，属长白植物区系，兼有华北植物侵入。20世纪90年代初在林况条件不良的落叶松林分，栽植水曲柳作为林分改造的措施，当时栽植的密度是10000株/hm2(1m×1m），现已成林郁闭。以此林分为研究对象，采取3种强度的抚育措施，并设置25m×20m的研究样地。研究样地1是按照2m×3m的强度间伐，保留株数是1667株/hm2；研究样地2是按照3m×3m的强度间伐，保留株数是1111株/hm2；研究样地3按照3m×4m的强度间伐，保留株数是833株/hm2；研究样地4是对照样地，不采取任何森林经营措施。

2、研究方法

2.1以生长量和木材物理力学性能为指标开展经济价值的测定

对各研究样地林分进行每木检尺，测定树高、冠幅面积、树干通直度及树干分枝高度，并用生长锥钻取年生长量。在每个研究样地内确定标准木的胸径和树高，选取标准木做伐倒木解析，按照《木材物理力学试验方法》的规定和方法对木材含水率、密度、硬度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度干缩率进行检测。

2.2以林下枯落物分解率和土壤理化性质为指标开展生态价值的测定

在研究样地内布设3个1m×1m的小样方，收集林分下枯枝落叶并称重，推算研究样地内枯枝落叶的蓄积量，春季在标准地内设立凋落物收集器，收集枯枝落叶，计算年凋落量，并做理化分析。在研究样地内随机选取3个位置，按照0～10cm和10～20cm2个层次用容重环取土样带回室内做物理性质分析，并用布袋取土做化学性质分析。

3、结果与分析

3.1不同间伐强度对水曲柳经济价值的影响

3.1.1在单株材积生长量方面。

通过对研究样地调查可知，3种强度的间伐对水曲柳径向生长性状是有影响的，随着林龄的增加，年轮宽度呈现下降并趋于平衡的变化趋势。研究样地3的年轮宽度大于其余2块研究样地，高于对照样地。研究样地2的林分生长量宽度显示，在初期10～14年期间生长量与研究样地1差异不明显，后期有所增加，在接近20年时呈现出与研究样地1的生长量差距逐渐减小的趋势。在影响树冠和通直度方面，不同强度的间伐对单株胸径和材积的影响显著，随着强度的加大而增加；对树冠3m以上的影响显著，对树高、通直度和林木分枝的高度影响不显著。

3.1.2在木材物理力学性能方面。

在木材的材质方面，通过方差分析和多重比较可知，在气干密度方面，研究样地1的数值是0.55g/cm3最显著，高于均值，其余都小于均值；木材硬度方面，也是研究样地1结果最显著，进而得出间伐强度越小，水曲柳木材材质越高。

3.2不同间伐强度对水曲柳生态价值的影响

3.2.1在林内枯落物分解率方面。

如表1所示，各研究样地林下的凋落物干物质残留率差异较明显，在960天内呈现出凋落物分解的速率和间伐强度成反比。对照样地、研究样地1、研究样地2和研究样地3的分解速率分别为71.92%,55.81%,62.61%,65.38%。各研究样地每年第二季度和第三季度的分解速率最快，第四季度和第一季度的分解速率最慢。分析其原因，可能是由于湿度的因素导致，温湿度最大的时间段，能促进林内生物的活动量，加快微生物分解凋落物的速度；反之，冬季和春季气候寒冷，森林环境因子的限制作用导致只有少数微生物存活，进而导致凋落物分解缓慢。

表1林下凋落物干物质残留率的变化

3.2.2不同间伐强度林分土壤的物理性质。如表

2所示，在土壤容重方面，研究样地1和研究样地2均低于对照样地，研究样地2较低，而研究样地3高于对照样地，由此可见，间伐强度越大容重越大。在最大持水量、毛管空隙度和总孔隙度方面，研究样地1和研究样地2高于对照样地，研究样地3低于对照样地，最大持水量和总孔隙度是研究样地2最高，毛管空隙度为研究样地1最高。土壤10～20cm的各物理指标都差异不明显。土壤0～10cm的土壤容重都比10～20cm的容重低，最大持水量、毛管空隙度、总孔隙度土壤0～10cm都比10～20cm高，综合比较研究样地2的中度间伐强度效果最明显。

表2不同间伐强度林分土壤的物理性质

3.2.3不同间伐强度林分土壤的化学性质。

如表3所示，在全氮含量方面，0～10cm和10～20cm土层，3个类型的研究样地全氮含量都高于对照样地，其中研究样地1全氮含量最高，由此可见弱度间伐明显；在全磷含量方面，0～10cm和10～20cm土层，3个类型的研究样地全磷含量都低于对照样地，0～10cm土层研究样地3最低，10～20cm土层研究样地2最低；在全钾含量方面，0～10cm土层，3个类型的研究样地都高于对照样地，以研究样地2最明显；10～20cm土层，呈现多样趋势，在研究样地1高于对照样地，研究样地2和研究样地3都低于对照样地；在速效氮含量方面，0～10cm土层研究样地3低于对照样地，研究样地1和研究样地2都高于对照样地，10～20cm土层3个样地的含量都高于对照样地，研究样地2最明显；在速效磷含量方面，0～10cm和10～20cm土层,3个样地的含量都高于对照样地，其中0～10cm研究样地2最明显，10～20cm研究样地3最明显；在速效钾含量方面，0～10cm和10～20cm土层，只有研究样地3含量小于对照样地，其中研究样地2最明显；在有机质含量方面，0～10cm土层，只有研究样地1高于对照样地，10～20cm土层，有机质含量3个研究样地都大于对照样地，但差异不明显。由此可见，不同强度的间伐能改变林下植物多样性，导致微生物数量和种类的增加，进而提高土壤肥力，促进目的树种进一步生长发育。

表3不同间伐强度林分土壤的化学性质

参考文献：

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