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华山松(Pinus armandi Franch.)是松科(Pinaceae)松属(Pinus)单维管束亚属的高大乔木,喜温和凉爽、湿润的气候,耐寒力强,能适应多种土壤,以其更新容易、生长快、经济价值高、种源丰富等特点成为众多地区造林的首选树种,是大面积荒山造林和速丰基地造林的主要树种,被广泛地引种造林。
目前针对低质低效人工林的研究较多,主要有改造技术[1-2]、人工林群落结构及生物量[3-5]、人工林土壤特性及水源涵养[6-8]、华山松林凋落物载量与防火[9-10]。
开展华山松人工林改造后的生态和经济效益的调查研究,重点探索华山松人工林的林分生长和林分结实达到最佳,且森林生态效益得到显著提升的低效林改造模式与方法,采用科学的间伐抚育方式,改善林分的生长环境,促进林分的健康发展,可为目前我国华山松人工林定向抚育经营提供一定参考。
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2013年春季,在太平镇尖山村5组,选择华山松立地条件和林木长势与普通林分相一致,具有很好的代表性的华山松人工林4个作业小班,小班面积76.78 hm2,采取抚育强度50%的控制指标,对华山松人工林进行生长抚育。抚育后密度和蓄积均控制到抚育前的50%,改造前郁闭度0.9,改造后样地的平均林分郁闭度0.54(见表1)。
表 1 华山松低产低效林改造统计表
Table 1. Transformation statistics of low-yield and low-efficiency Pinus armandii plantation
平均郁闭度 平均密度/(株·hm−2) 平均蓄积/(m3·hm−2) 伐前 伐后 伐前 伐后 伐前 伐后 0.90 0.54 2166 1085 206.66 103.18 -
2019年3月,采用“标准地”调查法,在该片林分不同坡向、坡位、海拔分别设置0.1 hm2的标准样地9个,总面积0.9 hm2。对样地内保存的华山松成活率、密度、树高、胸径、冠幅、枯枝轮数、行间和株间枝条交接率等因子进行调查。
此外,在标准样地两条对角线顶端、对角线中心交叉点共分别设置5个1 m×1 m草本样方和5个5 m×5 m的灌木样方,对样方内的草本植物和灌木的种类、株数、高度、覆盖度,以及凋落物厚度和土壤含水率(土壤地表层,0~15 cm)进行调查。
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所调查的数据均采用EXCEL软件进行统计分析。
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该片林分改造前华山松林龄20年,平均密度2166株·hm−2,平均树高和胸径分别为8.9 m、12.8 cm,高和径年平均生长量分别仅0.45 m、0.64 cm。改造6年后,华山松林中,华山松密度保持在1084株.hm−2,平均树高12.4 m,平均胸径16.9 cm,林分平均冠幅达到15.83 m2,比改造前净提高11.3 m2(见表2)。6年高、径净生长分别达到3.5 m、4.1 cm,年平均高、径生长量分别是0.58 m、0.68 cm,较改造前分别提高32.8%、55.6%,改造显著促进了华山松林木的生长。
表 2 华山松低效林改造后林分生长情况
Table 2. Stand growth of Pinus armandii plantation after low-efficiency stand transformation
样地号 密度/(株·hm−2) 均高/m 胸径/cm 冠幅/m2 1 1035 12.1 17 16.46 2 1200 12.3 17.4 15.05 3 1155 11.9 17.2 18.13 4 1070 12.5 17 16.21 5 1005 12.2 16.1 11.46 6 980 11.5 15.9 15.48 7 1030 15.5 18.5 20.16 8 1170 11.5 16 13.69 9 1114 12.4 16.8 15.83 平均 1084 12.4 16.9 15.83 -
改造6年后,林分平均枯死枝轮数8轮,与改造前持平,林分未见到明显的新增枯死枝;林分行间枝条交接率平均为5.4%,较改造前降低了134.6%,株间交接率平均为53.7%,较改造前降低86.3%(见表3)。
改造后显著改善了林分的光照空间和增加了结实面积,遏制了林木枯枝继续发生。其结果表现在林分的结实率大幅提高,改造后丰年松籽平均达52.5 kg·hm−2,欠年产松籽为20.3 kg·hm−2,改造后华山松林丰年产松籽量高达改造前的23倍,欠年也达到改造前的9倍。同时,在调查时虽然上年的采收时间已过,但林分内未采收的松果平均每株尚有6个松果。若加上未采收的果,仅按未采果的50%,每果产籽按0.02 kg计算,余果产量达60.3 kg·hm−2,已采+未采,丰年至少已可达112.5 kg·hm−2,欠年也可达75 kg·hm−2。由此看出,对高密度林分实行强度间伐后,促进林分结实,提高产量的效果是极显著的。
表 3 华山松低效林改造后结实率统计
Table 3. Statistics on seed setting rate of Pinus armandii plantation after low-efficiency stand transformation
样地号 枯枝轮数 枝条交接率 株平均余果 行间/% 株间/% 1 9 4 50 6 2 8 5 49 5 3 9 5 53 8 4 9 5 56 8 5 8 5.5 58.5 4 6 7 3.5 40 6 7 7 9 64 7 8 6 6.5 58 6 9 8 5.4 54.5 7 平均 8 5.4 53.7 6 -
改造前因林分郁闭度大,透光率低,林下层灌木及草本植物十分稀少,灌草平均覆盖度在5%以下,基本上没有灌木和草本植物的生存空间。改造6年后,所调查的华山松林样地中均有灌木和草本植物的存在,其中,灌木植物共8种,分别是铁线莲(Clematis florida)、金丝桃(Hypericum monogynum)、峨眉蔷薇(Rosa omeiensis)、鞘柄菝葜(Smilax stans)、西南杭子梢(Campylotropis delavayi)、水麻(Debregeasia orientalis)、火棘(Pyracantha fortuneana)、马桑(Coriaria nepalensis),平均盖度20%。改造后华山松林下草本植物也较常见,主要为豆科、菊科、唇形科、茜草科等,出现频度较高的草本植物为百脉根(Lotus corniculatus)、米口袋(Gueldenstaedtia verna)、大丁草(Gerbera anandria)、大理白前(Cynanchum forrestii)、紫背金盘(Ajuga nipponensis)、西南风铃草(Campanula colorata)、拉拉藤(Galium aparine)、鼠掌老鹳草(Geranium sibiricum),以及银粉背蕨(Aleuritopteris argentea)、兔儿风(Ainsliaea glabra)等,林下草本植物长势较好,样地平均平均盖度24%,是改造前覆盖度的5倍(见表4)。调查结果表明,林分的生物多样性显著高于改造前的水平,表明间伐抚育对生物多样性的改善效果较好。
表 4 华山松低效林改造后林下灌草生物多样性变化
Table 4. Biodiversity changes of understory shrub and grass after low-efficiency stand transformation
样地号 草本植物样地 灌木样地 种类数 均高/cm 盖度/% 种类数 株/m2 盖度/% 1 6 35 35 2 4 20 2 7 40 30 3 3 20 3 5 25 25 3 3 10 4 5 30 25 2 5 10 5 2 40 10 2 2 5 6 4 45 15 3 4 15 7 7 28 25 2 2 10 8 7 25 20 5 5 25 9 5 30 30 4 8 20 平均 6 33 24 3 5 15 -
改造前,林分的林下枯落层厚度平均在6 cm左右,林地内未见沟蚀、片蚀等水土流失现象。改造6年后,虽然间伐了50%的林木,但目前林分内枯落物层厚度平均仍保持在5.4 cm,林分内亦未见到有沟蚀、片蚀等水土流失现象发生。此外,通过对两种林地的土壤含水率(土壤地表层,0~15 cm)进行了调查,结果发现,改造后林地的土壤含水率达25%,改造后的林地土壤含水率高于未改造林地,这主要得益于林地疏伐改造后,水分和光的分配更加合理,为林下灌木和草本植物的生长提供了有效的发展空间,致使生物多样性增加,华山松林木生长能力在增加,根系蓄水能力增强,有效改善了土壤水土保持能力,也降低了林火和森林病虫害的发生概率。
Effects of Stand Density on Ecological and Economic Benefits of Pinus armandii Plantation
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摘要: 为有效解决华山松人工林“重造轻管”的问题,通过对会理县太平镇尖山村5组实施高密度华山松低产低效林改造,并针对改造6年后的林木生长、林分结实变化、生物多样性影响、水土保持等方面进行了调查研究。结果表明,采用抚育强度50%的指标,即抚育后林分密度和蓄积均降低到抚育前的50%,对高密度华山松低产低效林进行间伐抚育,不仅能有效促进华山松林分的生长质量,短期内可提高华山松籽产量至少在3.5倍以上,且有利于促进林地生物多样性增加,提升土壤水土保持能力。Abstract: Tending and transforation of man-made forest is an important forest practice to accurately improve forest quality. In order to evaluate the effects of tending and transformation on the low yield and low efficiency forest of high-density Pinus armandii, the high-density Pinus armandii with low-yield and low-efficiency plantation in Group 5, jian shan village, Taiping Town, Huili County was transformed. The growth of trees, the change of stand fruit setting, the impact of biodiversity, water and soil conservation were investigated after six years of low-efficiency stand transformation. The results showed that the thinning and tending of the low-yield and low-efficiency Pinus armandii plantation could not only promote the growth quality of Pinus armandii stands, but also increased the seed yield of Pinus armandii by at least 3.5 times in a short period of time, and promoted the forest biodiversity and soil and water conservation capacity.
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表 1 华山松低产低效林改造统计表
Tab. 1 Transformation statistics of low-yield and low-efficiency Pinus armandii plantation
平均郁闭度 平均密度/(株·hm−2) 平均蓄积/(m3·hm−2) 伐前 伐后 伐前 伐后 伐前 伐后 0.90 0.54 2166 1085 206.66 103.18 表 2 华山松低效林改造后林分生长情况
Tab. 2 Stand growth of Pinus armandii plantation after low-efficiency stand transformation
样地号 密度/(株·hm−2) 均高/m 胸径/cm 冠幅/m2 1 1035 12.1 17 16.46 2 1200 12.3 17.4 15.05 3 1155 11.9 17.2 18.13 4 1070 12.5 17 16.21 5 1005 12.2 16.1 11.46 6 980 11.5 15.9 15.48 7 1030 15.5 18.5 20.16 8 1170 11.5 16 13.69 9 1114 12.4 16.8 15.83 平均 1084 12.4 16.9 15.83 表 3 华山松低效林改造后结实率统计
Tab. 3 Statistics on seed setting rate of Pinus armandii plantation after low-efficiency stand transformation
样地号 枯枝轮数 枝条交接率 株平均余果 行间/% 株间/% 1 9 4 50 6 2 8 5 49 5 3 9 5 53 8 4 9 5 56 8 5 8 5.5 58.5 4 6 7 3.5 40 6 7 7 9 64 7 8 6 6.5 58 6 9 8 5.4 54.5 7 平均 8 5.4 53.7 6 表 4 华山松低效林改造后林下灌草生物多样性变化
Tab. 4 Biodiversity changes of understory shrub and grass after low-efficiency stand transformation
样地号 草本植物样地 灌木样地 种类数 均高/cm 盖度/% 种类数 株/m2 盖度/% 1 6 35 35 2 4 20 2 7 40 30 3 3 20 3 5 25 25 3 3 10 4 5 30 25 2 5 10 5 2 40 10 2 2 5 6 4 45 15 3 4 15 7 7 28 25 2 2 10 8 7 25 20 5 5 25 9 5 30 30 4 8 20 平均 6 33 24 3 5 15 -
[1] 陆元昌. 近自然森林经营的理论体系及在幼龄林抚育改造中的实践[J]. 中国造纸学报,2013(2):65−68. [2] 韩金发. 大面积华山松低产林改造综合技术[J]. 现代园艺,2015(3):220−221. [3] 袁春明,朗南军,孟广涛,等. 长江上游华山松水土保持人工群落的结构特征与生物量[J]. 东北林业大学学报,2002,30(3):5−7. doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2002.03.002 [4] 胡艳波,惠刚盈. 优化林分空间结构的森林经营方法探讨[J]. 林业科学研究,2006,19(1):1−8. doi: 10.3321/j.issn:1001-1498.2006.01.001 [5] 王蕾,流浪,王玮玮,等. 滇中地区华山松不同树种组成混交林林分空间结构研究[J]. 四川林业科技,2015,36(6):57−61. doi: 10.3969/j.issn.1003-5508.2015.06.010 [6] 陈文静,祁凯斌,黄俊胜,等. 川西不同树种人工林对土壤涵水能力的影响[J]. 生态学报,2017,37(15):4998−5006. [7] 彭明俊,郎南军,温绍龙,等. 金沙江流域不同林分类型的土壤特性及其水源涵养功能研究[J]. 水土保持学报,2005,19(6):106−109. doi: 10.3321/j.issn:1009-2242.2005.06.027 [8] 任幼平,邓仁林,黄 伟,等. 会东县华山松果材兼用低产林形成原因及改造对策[J]. 四川林勘设计,2018(2):68−70. [9] 徐伟恒,吴超,杨磊,等. 滇东北地区华山松与云南松的地表凋落物载量及火强度对比研究[J]. 西南林业大学学报(自然科学版),2019,39(5):151−156. [10] 杨媛媛,陈奇伯,黎建强,等. 滇中高原不同起源华山松林林地土壤质量分析[J]. 土壤通报,2017,48(2):263−268. [11] 杨媛媛,陈奇伯,李建强,等. 滇中高原华山松植物多样性与土壤生物肥力特征[J]. 土壤,2017,49(1):90−96.