Effects of selection cutting on the forest structure and species diversity of evergreen broad-leaved forest in northern Fujian, southern China

The short-term effects of selection curing of different intensities on the forest structure and species diversity of evergreen broad-leaved forest in northern Fujian Province were investigated and analyzed. The results showed that selection curing of low and medium intensities caused little variation in the forest structure. After curing, the dominant species retained their leading status in the community. However, the community structure changed significantly following selection curing of high and extra-high intensities; the status of the dominant species of the community declined dramatically. Some tree species began to disappear from the sampling plots. Except for extra-high intensity curing, the diversity of tree species did not change significantly for the other three curing intensities. However, the evenness of the stands was very different among the four kinds of curing plots. For low and medium intensity selection cutting, the evenness declined slightly. For extra-high intensity selection curing, the evenness increased to some extent, which might be due to a more even distribution of tree species after curing. CuRing operations resulted in some adverse reactions to development of arborous species diversity of evergreen broad-leaved forest, particularly serious damage to the forest canopy. But the rational selection cuttings, which may benefit the restoration and maintenance of species diversity over a long period and may come about from the variations in environmental factors such as sunlight, temperature and humidity.

择伐强度对天然次生林乔木层6种优势种群生态位的影响

为探讨择伐强度对天然次生林乔木优势树种生态位的影响,运用定量分析方法对不同强度择伐下6种乔木优势树种马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)、虎皮楠(Daphnipyllum oldhamii)、米槠(Castanopsis carlesii)、甜槠(C.eyrei)、黄瑞木(Adinandra millettii)的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠进行了测定。结果表明:择伐干扰下,优势种群的生态位宽度随择伐强度增大呈下降趋势;除黄瑞木外,其余5种优势树种的生态位宽度均大于0.5;生态位重叠值大于0.8的种对比例也随择伐强度增大而下降。在皆伐干扰下,优势种群的生态位宽度均小于0.5,生态位重叠值大于0.8的种对比例仅占46.7%。这说明适度择伐(弱度和中度择伐)干扰,有利于保持优势种群在群落中的较大生态位宽度和较强生态适应性。因此,合理择伐有利于中亚热带天然次生林的保护和利用,择伐强度应以弱度或中度为宜。

择伐作业体系下天然林直径分布

选择4种直径分布函数(Weibull函数、负指数函数、Γ函数和β函数)对天然针阔混交林不同择伐强度(弱度13.0%、中度29.1%、强度45.8%、极强度67.1%)作业下直径结构进行了拟合。结果表明:各样地直径分布均为左偏,中小径阶林木居多;除弱度择伐峰度为负,其余样地为正;变动系数随择伐强度的增大而增大。弱度择伐符合Weibull分布和β分布;中度择伐符合Weibull分布、负指数分布和Γ分布;强度择伐符合Weibull分布和负指数分布;极强度择伐对4种分布均不接受。Weibull分布具有较强的灵活性和适应性,基本可以用来拟合择伐作业后林分直径分布,拟合结果可以从侧面检验择伐作业体系的合理性。

云冷杉天然林乔木树种组成及物种多样性对择伐强度的动态响应

以吉林省长白山金沟岭林场云冷杉天然林为研究对象,定量分析不同择伐强度(对照0%、弱度择伐20.6%、中度择伐29.9%和重度择伐41.6%)下其乔木层树种组成及物种多样性的动态变化规律。结果显示:采伐后经10年恢复,择伐对原有林分结构影响不大,其中弱度和中度择伐仍能保持择伐前以冷杉占优势、红松和云杉占亚优势的物种结构,重度择伐使林分结构略有改变,但不明显;相比择伐前,择伐后经10年恢复的样地α多样性指数均有所增加,优势度指数均有不同程度的降低,其中弱度择伐样地的物种丰富度指数、多样性指数及均匀度指数的增加量和优势度指数的减少量均最大,说明弱度择伐有利于改善林分物种多样性状况,使林分物种更为丰富。本研究结果表明采取弱度择伐的方式更有利于维持林分物种结构及物种多样性,有利于云冷杉天然林的可持续经营和发展。

山地杉木人工林不同强度择伐后生长动态仿真

基于山地杉木人工林择伐长期固定样地实测数据,构建了单木胸径生长模型,以及树高、枝下高、冠幅与胸径的关系模型,结合Onyx TREE和3Ds MAX技术,实现了不同强度择伐下,不同时期的林分生长动态仿真,可直观、生动地观察杉木的生长状态,对山地杉木人工林的科学经营决策具有实用价值。

择伐对思茅松自然种群结构和空间分布格局的影响

思茅松是云南省重要的材脂兼用树种,而择伐是思茅松天然林管理的有效手段,也是获取木材的重要途径。基于对云南省景谷县思茅松天然林的样地调查数据,采用种群径级结构代替年龄结构、Ripley的L函数点格局等方法,对思茅松天然林在不同强度择伐10a后的种群结构和空间分布格局及其不同发育阶段在不同尺度下的相互关系进行了系统研究和分析。结果表明:择伐10a后3种类型的思茅松自然种群的胸径、树高之间呈显著的正相关且可用幂指数模拟预测模型。未择伐的思茅松种群呈衰退型,轻度择伐(12.9%)后种群呈稳定型,中度择伐(29.3%)后的种群属增长型,适当的中度择伐有利于自然种群的更新;未择伐与中度择伐后的思茅松种群分布格局整体呈随机型,但后者较前者更趋向于均匀分布,轻度择伐后的思茅松种群分布格局随着尺度的增加由随机转向聚集分布。择伐对不同径级思茅松天然林种群空间分布格局有重要影响,未择伐的思茅松自然种群随着发育阶段的发展,多数尺度上由随机分布逐渐转变为聚集分布,至大树则又以随机分布为主;轻度择伐和中度择伐的思茅松自然种群则随着发育阶段的发展而由完全的随机分布逐渐转变为聚集分布,中度择伐的聚集分布则更为明显。思茅松不同发育阶段间在所有尺度上基本都呈显著正相关,表明思茅松种群种内竞争弱,有利于种群的维持。

杉阔混交林不同强度择伐对土壤温度的影响

为探讨不同择伐强度对人工杉阔混交林土壤温度的影响,分别对人工杉阔混交林不同择伐强度(中度34.4%、强度51.2%和极强度69.5%)3 a后的林地土壤温度(深度0-20 cm)进行实测与分析。结果表明,中度和强度择伐下,土壤温度升高范围为0.2-1.2℃,升高幅度在5.0%以内;极强度择伐下,土壤温度升高范围为1.3-3.3℃,升高幅度在5.3%-10.8%;林地土壤温度随择伐强度的增大而升高,0和5 cm的土壤温度升高幅度较大,尤其是极强度择伐。林地0-15 cm土壤温度与择伐强度具有显著相关性,而林地20 cm土壤温度与择伐强度具有相关性但不显著;一元二次方程能较好地模拟土壤温度与择伐强度的关系。不同强度择伐3 a后,林地土壤温度随土壤深度的增加而降低,符合指数方程,且呈显著负相关。

基于集对分析的天然次生林伐后10年的效益研究

在定量计算天然次生林经5种不同强度采伐(弱度18.6%、中度28.2%、强度45.5%、极强度75.5%、皆伐100%)10 a后的经济效益指标,定位测定伐后10 a林地土壤肥力和蓄水保土指标变化量的基础上,采用集对分析方法,定量计算天然次生林不同强度伐后10 a的综合效益,从而确定最优采伐强度。结果表明,仅考虑经济效益,皆伐最优,极强度择伐次之,弱度择伐最差,其评价值依次为0.566、0.553和0.430;仅考虑生态效益,弱度择伐最优,中度择伐次之,皆伐最差,其评价值依次为0.754、0.651和0.472;综合考虑经济和生态效益,中度择伐最优,其余从大到小依次为弱度择伐、强度择伐、极强度择伐和皆伐,其评价值依次为0.601、0.589、0.535、0.509和0.508。研究表明,"中度择伐"是闽北天然次生林伐区作业的最优采伐强度,适合类似本试验自然条件的林区借鉴。

择伐强度对天然云冷杉林空间分布格局的影响

探讨不同强度的择伐对天然云冷杉林空间分布格局的影响,为合理经营森林提供依据。采用点格局分析法的O-ring统计,对天然云冷杉林在3种不同强度(弱度20%、中度30%、强度40%)择伐22年后主要树种的空间分布格局及树种间空间关联性进行了分析。结果表明:4块样地林分整体和主要树种均表现为随机分布,强度择伐林木多呈聚集分布,而弱度、中度择伐树种大多处于随机和均匀分布;主要树种间的空间关联性表现为弱度择伐的负相关现象多于其它择伐类型。弱度择伐更加有利于天然云冷杉林林分空间结构的优化。

落叶松人工林空间结构优化的探讨

基于落叶松(Larix olgensis Henry)人工林固定标准地ML707的每木检尺数据,针对人工林普遍具有混交度低,分布均匀的特点。主要从林分竞争机制和树冠营养空间利用情况等方面提出了利用Hegyi竞争指数、生长空间指数、生长空间竞争指数分析优化林分空间结构,进一步比较了不同择伐强度下林分空间结构变化的大小。研究结果表明:14%左右为林分最优的择伐强度,空间优化达到最佳,优化后林分竞争态势减小,营养空间利用程度增大,林分空间结构得到改善。

天然次生林不同择伐强度后林分生长动态仿真

基于长期跟踪复测数据,构建单木生长模型和具有时间序列的林分直径分布预测模型,并结合OnyxTREE和3DsMAX技术,实现不同强度择伐样地不同生长时期的林分生长动态仿真。结果表明:利用该方法进行林分生长模拟,具有更直观、更生动的效果,对森林的经营决策和林业课程的直观教学等具有重大实用价值。

基于模糊数学的钻削加工参数优化选择研究

通过建立合理的约束条件,将钻削加工参数的选择转化为优化设计问题。采用模糊数学方法描述具有模糊性的经验参数与经验约束,建立了更符合加工实际的模糊优化模型。运用均值水平截集法将模糊优化问题转化为普通优化问题进行求解,从而确定最佳加工参数。算例表明,模糊优化解更具优越性。

择伐经营对不同坡向云冷杉天然林伐后空间结构的影响

以8块云冷杉天然林固定样地为研究对象,利用混交度、大小比数、角尺度、林层指数4个林分空间结构指标分析比较不同择伐强度(0%,20%,30%,40%)下不同坡向云冷杉天然林伐后空间结构的差异。结果表明,在不同择伐样地中,林地平均混交度与择伐强度呈负相关,且东北坡大于西南坡,东北坡向20%择伐样地的平均混交度(0.76)最大;各样地林木大小比数几乎不受择伐强度及坡向的影响;东北坡向20%的择伐样地水平空间成均匀分布,其余为随机分布;东北坡向20%的择伐样地林层指数最大,为0.37。因此,在东北坡进行20%的择伐作业有利于云冷杉天然林伐后空间结构优化。

不同强度的择伐作业对保留木与幼树幼苗的影响

采用标准地的方式调查不同强度的择伐作业前后常绿阔叶林林分中保留木和幼树幼苗的变化.结果表明:保留木的损伤与采伐木的胸径及择伐强度有关.胸径越大则损伤率越大.择伐强度亦然.择伐作业后幼树的破坏与择伐强度间无明显的关系.这与作业的具体情况有关.择伐后与皆伐未整地经一段时间.林内幼苗数量都有所增加,尤以皆伐作业和弱度择伐为最.

择伐强度对天然林树种组成及物种多样性影响动态

定量分析不同强度采伐(弱度13.0%、中度29.1%、强度45.8%、极强度67.1%和皆伐)作业对天然针阔混交林乔木层树种组成及物种多样性的动态影响。结果表明:经过伐后10 a的恢复,弱度、中度择伐对优势种的影响不大,强度择伐和极强度择伐林分结构略有变化,而皆伐引起林分结构的变化最大,由此说明择伐作业基本上能保持原有的林分结构和种的数量,随着择伐强度的增大,林分结构的改变也随之增大;10 a后弱度择伐物种丰富度最大,而中度择伐多样性指数最高,各择伐样地多样性指数均超过伐前,而皆伐样地多样性指数则比伐前下降;均匀度指数随着择伐强度的增大而增大,生态优势度则呈相反趋势。对于天然针阔混交林的科学经营,从物种多样性的保护和发展出发,应尽量采取弱度或中度择伐方式。

杉木人工林择伐5年后生态效果综合分析

对杉木（Cunninghamia lanceotata（Lamb.）Hook.）人工林进行4种不同强度择伐作业,分别为弱度12.9%、中度23.5%、强度46.1%和极强度64.6%,分析不同强度择伐5 a后对植被、土壤和凋落物的影响。结果表明：与未采伐相比,林分平均树高、平均胸径、蓄积量和断面积均随择伐强度增大呈先增大后减小的趋势;林下灌木和草本的物种多样性指数均增大;0~20 cm土层土壤密度、水分、孔隙状况和养分状况,均得到一定程度的改善;强度择伐下林地凋落物现存量及其养分总量均最大。综合比较得出,强度择伐5 a后林地生态环境的综合改善效果较佳,更适宜南方山地杉木人工林的科学经营与管理。

三峡库区水土保持树种选择研究

为给三峡库区植被恢复树种选择提供科学依据,笔者针对三峡库区的自然、社会和生态条件,构建了该区水土保持树种选择综合评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标权重,提出了研究区水土保持树种选择数量化评价模型。应用该评价模型对48个初选树种进行了综合评价,并依据最优分割法将参选树种划分成3个等级。结果表明:马尾松、青冈栎和杉木等17个树种综合指数较高,为三峡库区水土保持Ⅰ级树种;部分乔木树种和经济林树种共21个为三峡库区水土保持Ⅱ级树种;部分经济林树种和全部灌木树种共10个为三峡库区水土保持Ⅲ级树种。在此基础上确定了三峡库区防护林体系建设各区树种选择优先次序。

择伐强度对湘南桉树人工林生长的影响

以湘南桉树人工林为研究对象,探究择伐强度对湘南桉树人工林生长的影响。结果表明:择伐强度对湘南7年生"常寒一号"桉树人工林的胸径、树高和单木材积有着显著的影响,择伐强度越大,胸径、树高和单木材积连年生长量也越大,但择伐强度对树高的影响不如对胸径和单木材积的明显。在中低择伐强度下(保留密度为500~800株·hm-2),其林分蓄积的2年增加量与对照无显著差异,故采用中低强度的择伐来降低湘南桉树人工林的密度,既能提高经济效益,又能兼顾生态效益。

湘南桉树人工林地位指数建模

以湘南桉树人工林为研究对象,探究立地因子与立地质量之间的关系。提取出湘南桉树人工林(邓恩桉和“常寒1号”林分)立地因子的5个主成分:土壤质地、林地有机环境、林地无机环境、坡度和坡向,方差贡献率依次是34.569%、17.120%、12.235%、11.319%和8.861%。通过因子分析法,筛选出非毛管孔隙度(Por_nc)、土壤有机质含量(C)、速效钾含量(K)、土层厚度(TH)、有效磷含量(P)、土壤酸碱度(pH)6个主导因子,并以此为自变因子建立7 a生湘南地区桉树人工林多元地位指数方程,逐步分析并进一步剔除了有效磷含量(P)和土壤酸碱度(pH),最后拟合出方程:Ht=12.619+0.053×Por_nc+0.168×C-0.021×K+0.645×TH;其决定系数R2为0.720,调整R2为0.640,采用留一交叉验证法验证方程精度,得出均方根误差(RMSE)为0.606,估计精度(EA)为0.967,该方程可以适用于湘南地区培育7 a生桉树林分的地位指数预测。

谈影响择伐强度的因素

通过对影响择伐强度的光照条件、地势条件、土壤条件和周围环境的分折、研究，得出：不同立地条件下择伐强度的大小对森林生长、恢复影响的结论。