马占相思人工林近自然改造群落结构转型2年期效果初报

近自然改造对马占相思人工林群落向热带天然林群落结构演替具有重要促进作用。该试验对采取了近自然改造措施的马占相思人工林林分的群落结构动态进行分析研究,结果表明:⑴通过适当的人工干预措施能促进满足一定条件的马占相思人工林在2年的时间内转型为符合热带天然林标准的林分。其中,林分改造前林下天然更新乡土树种幼苗幼树密度是成功转型的关键因素,对马占相思林而言,该研究初步获得的该指标阈值为3400株/hm^(2);⑵林分在转型过程中仍然保持自然正向演替,采伐等人工干预措施对林下天然更新乡土林木冠幅造成的损伤对林分的演替方向没有决定性的影响。

南亚热带人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响

借鉴近自然森林管理理念,用阔叶林或针阔混交林替代南亚热带大面积人工针叶纯林已被认为是一种有效的森林培育方式。1993年,在位于广西凭祥的中国林业科学研究院热带林业实验中心伏波试验场营造了马尾松和杉木纯林。为了提高针叶纯林的生产力和维护生态平衡,2007—2008年间,运用近自然森林培育技术,分别在间伐后的马尾松和杉木纯林中套种等量混合的当地优质乡土树种红椎(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia gioii)苗木,套种密度均为405株/hm2(以下简称"马尾松近自然林"、"杉木近自然林")。选择邻近地块相同林龄、相似立地条件的未经改造的马尾松、杉木人工纯林作为对照(以下简称"未改造纯林"),研究了马尾松和杉木人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响,以期为马尾松和杉木人工林的可持续经营提供科学依据。研究结果表明:(1)近自然林中马尾松和杉木的密度、胸高断面积均显著低于各自未改造纯林(P<0.05),但其平均胸径均高于各自未改造纯林,其中马尾松达显著差异(P<0.05)。(2)近自然林成年树(DBH≥10 cm)的林木株数少于未改造纯林,树种仍以马尾松和杉木占据绝对优势地位,而近自然林小树(5 cm≤DBH<10 cm)和幼树(1 cm≤DBH<5 cm)的物种数、株数均多于未改造纯林,套种的红椎和香梓楠已经成为近自然林中重要值最大的幼树物种,红椎和香梓楠在马尾松近自然林中的生长状况优于杉木近自然林。(3)马尾松近自然林灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与其未改造纯林均无显著差异;杉木近自然林灌木层的丰富度指数和草本层的Pielou指数显著高于其未改造纯林(P<0.05),其他指数则没有显著差异。(4)马尾松和杉木近自然林的土壤容重、总孔隙度、全磷、全氮、全钾和速效钾与各自未改造纯林没有显著差异,但马尾松近自然林的土壤有机碳含量和pH值显著低于其未改造纯林(P<0.05),杉木近自然林的速效磷含量显著低于其未改造纯林(P<0.05)。

基于近自然改造的马尾松林分竞争强度研究

为了揭示马尾松人工近自然改造作业下树种间的关系,本文主要分析了近自然改造林分内马尾松的种内种间竞争强度,以期为营造近自然混交林和人工林近自然作业法提供参考和理论基础。基于广西热带林业实验中心人工马尾松近自然5种改造实验林20个固定样地的2014年复测数据（A1~A4：不同采伐强度补植树种的改造混交林,A5：未改造马尾松对照纯林,每种改造模式各4个固定样地）,利用Voronoi图确定了林木的生长空间和竞争邻木,运用Hegyi单木竞争模型对改造混交林总体竞争强度、改造混交林和对照纯林中马尾松种内种间竞争强度进行了数量分析。结果表明：1）改造混交林中马尾松和主要补植树种竞争排序为：红锥〉灰木莲〉大叶栎〉马尾松〉香梓楠〉格木,不同改造模式平均竞争指数排序为：A1〉A3〉A4〉A2。2）改造混交林对象木马尾松共计212株,其他竞争木336株;对照纯林马尾松共计190株。对照马尾松纯林竞争指数为359.51,远大于改造混交林中马尾松竞争指数（166.98）,适当强度的采伐有效地降低了林分内马尾松的竞争压力,马尾松纯林中只存在种内竞争,改造混交林中马尾松种内竞争指数大于种间,各占54.65%和45.35%。3）混交林与纯林中马尾松种内竞争差异显著,竞争指数随胸径增大而逐渐减小;各径级内平均竞争指数,改造混交林均小于对照纯林。4）速生树种对马尾松最先产生种间竞争压力,马尾松与主要竞争木竞争关系（CI〉1）排序为：大叶栎〉灰木莲〉红锥〉香梓楠〉鸭脚木〉山油麻〉安息香〉格木〉黄毛榕,改造混交林各模式间马尾松种间竞争差异不显著。5）马尾松竞争指数随胸径的增大不断变小,改造混交林总竞争指数、种内竞争指数以及对照纯林总竞争指数与马尾松胸径分别符合幂函数、双曲线函数和对数函数的关系;当马尾松胸径大于25 cm时,混交林与纯林内马尾松受到的竞争压力均逐渐减小趋于平缓;小于25 cm时,马尾松受到的竞争压力较大。通过分析马尾松近自然改造林分内树种竞争关系可知,基于近自然经营理论的人工纯林改造利用有效的干扰木采伐和合理的树种补植,能够有效降低马尾松的竞争压力,同时促进补植树种的生长和天然更新,引导林分的正向演替,形成复层异龄混交林,证明了近自然改造的合理性与可行性。

近自然改造对云南松人工林群落结构及物种多样性的影响

近自然改造对于调整云南松人工林层次结构、改善林内物种组成和生境条件、促进林分向天然林群落结构演化具有重要作用。本试验对近自然改造4年的云南松人工林、对照林分及天然次生林的群落结构和物种组成进行了研究,分析探讨了云南松人工林近自然化改造的初步结果和存在问题。结果表明:近自然改造后,林分密度降低,乔木层云南松的重要值下降,林分混交度提高;灌木层更新种类增多,多样性增加;草本层物种多样性变化不大;近自然改造促进云南松人工林物种多样性增加,群落结构向天然次生林方向演化。

近自然改造对马占相思人工林生长更新及物种多样性影响

该试验通过对近自然改造7a的马占相思人工林、对照林分的生长更新情况和物种多样性进行研究,分析探讨马占相思人工林近自然改造的初步效果。结果表明:近自然改造后,试验林分乔木层平均胸径、树高年生长量、林分密度年增长量均高于对照林分,试验林分乔木层Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou的均匀度指数均显著高于对照林分。试验林分灌木层平均胸径、树高年生长量、林分密度年增长量与对照林分无显著性差异,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou的均匀度指数均显著高于对照林分。因此,近自然改造促进了马占相思人工林下乡土树种的更新和生长,使林分乔木层生长更新加快,物种多样性增加;灌木层更新种类增多,物种多样性增加。

杉木人工林近自然改造对土壤化学性质及酶活性的影响

研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化。在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(MMC)。测定0—20、20—40、40—60 cm土壤化学性质和水解酶活性,分析土壤化学性质与水解酶间的关系。不同林分土壤有机质、有效磷和速效钾均随土层深度增加而降低。0—20 cm土层,改造林pH、有机质和有效磷显著增加,其中有机质分别提高22.52%与21.04%,有效磷分别提高5.9%与9.57%。20—40 cm土层,改造林有机质显著增加,有效磷、速效钾含量无显著差异。不同林分对养分全量的影响不一。40—60 cm土层,改造林与杉木纯林在有机质、全氮、全钾、速效钾含量有显著差异。不同林分土壤N∶P均低于我国亚热带区域土壤N∶P,土壤有效磷元素缺乏;改造林土壤C∶N、C∶P均高于杉木纯林。杉木-闽楠改造林土壤纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)酶活性相比杉木纯林显著降低;土壤β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP),杉木-刨花楠改造林较杉木纯林显著增加。相关性分析表明,不同林分土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、土壤酶活性之间存在显著关系。[结论]杉木纯林间伐后近自然改造有助于土壤养分积累,改善杉木人工林土壤质量,提高杉木胸径、材积,减缓单一树种种植带来的土壤肥力下降等问题。

马尾松人工纯林近自然化改造效果分析

[目的]以马尾松人工纯林为对象,分析其近自然化改造后森林质量变化和树种发育情况,为此类人工纯林的近自然化经营提供参考和决策依据。[方法 ]2007年在广西凭祥中国林科院热带林业实验中心对马尾松纯林开展近自然改造试验并设置样地20块,其中经营样地16块、对照样地4块;于2007年第一次全面调查获得本底数据之后,冬季执行目标树抚育择伐;2008年春执行6个阔叶树种4种组合的林下补植作业;2016年实施第二次目标树抚育伐;2007年后,每2年执行1次样地复测调查,共获取了7期数据。对7期监测数据的重要值指数、平均胸径和纯生长量等指标进行统计,从树种组成、林分结构、林分生长等方面对马尾松人工林近自然化改造效果进行分析和评价。[结果 ]近自然化改造的马尾松人工纯林经过13 a后,林分逐步过渡到异龄复层混交林结构。林下补植的6个树种的重要值均处于前10名,林分中出现了安息香、油桐等树种的天然更新。近自然化改造的马尾松林的林木从5 cm起测径阶到55 cm径阶范围内均有分布,呈现出经营措施促进下快速形成混交异龄林格局的发展动态;而未作处理的对照林分依然呈同龄纯林的径级分布。就生长而言,近自然化改造林分生长量显著高于对照林分,并且林分生长量主要集中于较大径阶林木,实现了林分价值的显著提升。[结论 ]人工纯林近自然化改造中,调整树种组成是最关键的经营措施;扩大径级结构分布范围是针叶纯林近自然化改造的基本指标;近自然化改造显著提高了森林的生长量和蓄积量;同时促进了土壤微生物发育,改善了森林土壤和生态系统整体质量。

2016-2021年南亚热带近自然化改造马尾松人工林土壤水热动态数据集

本研究依托崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学观测研究站,在中国林业科学研究院热带林业实验中心林区,利用南亚热带近自然化改造马尾松(Pinus massoniana)人工林内的自动气象观测站,开展土壤水热动态监测和研究,样地布设、指标监测和数据质量控制均按照规范进行。本数据集对2016–2021年近自然化改造马尾松人工林的土壤温度、土壤体积含水量、土壤热通量、空气温度和空气相对湿度等观测数据,经过异常值剔除、数据插补等标准数据处理,统计得到马尾松人工林日尺度的土壤水热动态数据,并对数据集的构建进行了说明。建立和共享本数据集对于理解近自然化改造马尾松人工林的土壤水热特征有重要价值,同时可为深入研究针阔叶混交林对全球气候变化的响应提供基础数据,也为南亚热带森林资源的可持续经营和管理提供数据基础支撑。

杉木人工林近自然化改造对林分结构及物种多样性的影响

对近自然改造8a的杉木人工林的林分结构和物种多样性进行了研究,分析探讨了杉木人工林近自然改造的初步效果。结果表明:近自然改造后,试验林分的直径结构呈现出由同龄林的正态分布逐渐向异龄林的倒“J”型过渡的趋势,树高级结构呈单峰型,主要分布在2m~8m。同时,主林层林木数量大幅降低,林下更新的乔木和灌木表现出逐步进入主林层的趋势。试验林分乔木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou的均匀度指数与对照林分无显著差异,表明伐除杉木对乔木层物种多样性无显著影响。试验林分灌木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均显著高于对照林分。因此,近自然改造促进了杉木人工林下乡土树种的更新和生长,使林下乡土树种生长更新加快,物种多样性增加。

近自然化改造在甘肃省马尾松和杉木人工纯林中的应用效果探析

为提高人工林地培育树种的质量,研究自然化改造对林分结构的影响,以甘肃省小陇山林区对马尾松和杉木人工纯林的近自然化改造为论述对象,分析了近自然化改造后的林分结构变化情况。结果表明,通过对马尾松林进行近自然改造,在弱、中等、强、极强混交4个级别上,林分个体数量的比重均有所提高,尤其是极强混交所占比重为25%,平均混交度由改造前的0提高至0.82。林分角尺度上,马尾松林中随机性个体数目所占的比重较大,但在近自然化改造后,随机性个体数目所占的比重降低至41.67%,而团状分布则上升至8.33%。林分大小比数方面,杉木对照林分近自然化改造后优势木与中等木所占比重分别增长了28.00%与20.00%,而其他种类木所占比重则呈下降趋势,林分的平均大小比数也从改造前的0.52下降到0.46。近自然改造可以改善林分结构和林地土壤肥力,增加林间物种多样性。但过度择伐也会产生反作用,导致土壤质量下降。

加勒比松人工林近自然化改造中的发展类型设计

针对海南加勒比松人工林存在的立地条件衰退、生物多样性降低和林分稳定性变差等问题,运用近自然经营中的理论和方法并结合当地的实际情况,对加勒比松人工林进行相应的森林发展类型设计,通过相应的经营作业实现加勒比松林多效益、可持续发展的目标。

近自然化改造对杉木人工林物种多样性的影响

在广西凭祥市热林中心青山实验场设置杉木人工林近自然化改造样地,进行3种间伐强度处理(75%、55%、35%),均匀套种4种阔叶树。改造5年后,研究不同间伐强度近自然经营对群落组成、物种多样性和林分生长状况的影响。结果表明:近自然化改造5年后,乔、灌、草3层的物种数明显增加,灌草层的优势种有所变化,但各间伐处理的优势物种大致相同;各间伐处理的灌木层物种多样性指数无显著差异;改造后各处理草本层物种多样性指数均高于未改造的纯林,各处理草本层的Simpon指数和均匀度指数均显著高于改造前的纯林。杉木胸径随间伐强度的增大而增加且差异显著,但各处理间树高无显著差异;套种的4种阔叶树的胸径、树高随间伐强度的增大而增加,大叶栎、红椎的胸径、树高生长量在不同间伐处理林分中有显著差异;高间伐强度改造的杉木人工林适合套种阳性树种大叶栎、米老排和中性树种红椎,中等间伐强度改造的杉木人工林适合套种耐阴性树种润楠。

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。

北京西山地区油松人工林近自然化改造效果评价

为了促使北京山区油松人工林向发挥多功能目标的森林结构转变,在近自然森林经营理念和技术指导下对西山地区51年生的油松人工林进行改造,并于2005年调查和设计,2006年初完成近自然森林改造的第1次作业。对固定观测样地的调查结果表明:经过近自然化改造,样地的Shannon-Wienner指数分别从0.1217、0.9404提高到0.9174、1.4921。油松林的林下更新层物种变化较大。大叶白蜡、栾树、构树等树种的天然更新,再通过播种补入栓皮栎,提高了林下更新的数量和质量。相对于未进行近自然化改造的林分,改造过的油松林,林木年生长量较高,林分结构得到了改善。

小兴安岭落叶松人工纯林近自然化改造对林下植物多样性的影响

对18年生落叶松人工纯林采用不同大小的林隙间伐,辅以不同的整地措施进行近自然化改造,同时以相同强度的常规均匀间伐处理为对照,分析改造后第1年和第2年林下植物多样性的变化。结果表明:与对照相比,改造后第1年和第2年林下草本植物种数、密度、盖度、平均高和多样性指数(Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数)均有较大幅度增加,改造后第2年差异达到显著水平(均匀度指数除外)(P<0.05);近自然化改造林下草本植物优势种中喜湿植物明显增加;无论是改造后第1年还是改造后第2年,不同大小林隙处理间林下草本植物种数、密度、盖度、平均高和多样性指数均无显著差异(P>0.05);改造后第1年,经整地的大林隙、中林隙和小林隙林下草本植物密度、盖度和平均高均显著高于不整地(P<0.05),第2年,整地措施对草本植物的影响效果下降;与对照相比,改造后第1年和第2年林下木本植物种数、密度、盖度、平均高和多样性指数均未发现显著差异(P>0.05)。近自然化改造有利于林下草本植物的发育和草本植物多样性的提高,但对林下木本植物的影响还有待深入研究。

云南松纯林近自然化改造的探讨

长期以来,云南松的纯林经营使得生物多样性降低、林分稳定性变差、遗传品质退化、林分生产力下降,从而导致生态系统功能衰退。针对这些实际情况,本文依据国内外研究成果对云南松纯林近自然化改造的技术和理论进行了探讨,为恢复云南松群落的生态功能和经济功能提供依据。

马尾松人工林近自然化改造对林分生长的影响

【目的】研究和阐明马尾松(Pinus massoniana Lamb.)人工林近自然化改造对林分保留木、套种树种和自然更新树种生长的影响。【方法】2005年1月,采用随机区组设计对中国林业科学研究院热带林业实验中心12年生马尾松人工林进行5种不同强度(0%,20%,30%,40%和50%)间伐后,套种米老排(Mytilaria laosensis)、红锥(Castanopsis hystrix)和润楠(Machilus pingii)3个乡土阔叶树种,每种强度设3次重复,每个套种树种密度均为120株/hm2,2013年8月对所有样地(共15个,每个样地面积为600m2)的马尾松保留木、套种树种和自然更新至乔木层的树种进行每木调查,记录种名、胸径和树高等。【结果】间伐处理8年后,不同间伐处理间林分保留木的平均胸径、树高和蓄积量均存在极显著差异(胸径:P<0.001,树高:P=0.001,蓄积量:P=0.008);林分平均胸径和树高随着间伐强度的增加而增加,林分蓄积量随间伐强度的增大而减少。间伐促进了3个套种树种幼树的生长,但不同树种间存在差异;米老排在50%间伐林分下生长最优,而红锥和润楠以40%间伐林分较优,前者的生长速率明显高于后者。间伐显著的提高了自然更新至乔木层的林木株数,与对照处理(100±25株/hm2)相比,20%,30%,40%和50%间伐林分分别是对照处理的8.72倍、11.22倍、11.06倍和13.78倍;间伐显著提高了自然更新林木的树高生长,而胸径生长差异不显著。【结论】从人工林木材生产、套种树种生长和自然更新树种生长情况分析,采用30%或40%的间伐强度和套种优质乡土阔叶树是马尾松纯林近自然化改造的最佳选择。

丹江口库区水源涵养林的近自然化改造——以龙口林场为例

丹江口库区水源涵养林林分质量和生态功能的高低严重制约着我国南水北调中线工程建设成效。笔者通过对丹江口库区水源涵养林不同典型林分调查和研究,针对各类型林分现状和所存在的问题,基于近自然经营的理念和方法,提出了相应林分近自然改造措施,为丹江口库区水源涵养林的可持续经营提供依据。

杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响

【目的】研究近自然化改造下杉木人工林物种多样性和土壤理化性质的相关关系及其动态变化,探究改造后林下植被—土壤系统之间的相互影响关系,评估人工经营措施对杉木人工林群落的生态影响,为该区未来杉木人工林可持续经营提供科学依据。【方法】以中国林业科学研究院热带林业实验中心3种不同经营模式的杉木近自然改造林分和未经改造的杉木人工纯林作为对照,分析林下灌木和草本群落物种组成、植物多样性水平和土壤理化性质差异及其之间的相关性。【结果】改造后灌木层和草本层的丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数均高于未改造纯林。土壤理化指标在不同经营模式下变化特征不同,土壤含水量、有机质、全氮、全钾和速效钾含量受采伐影响明显(P <0.05),均为改造样地大于对照样地,其中有机质含量最高,达56.68 g/kg。土壤含水量、土壤密度与草本植物多样性表现出一定的相关性,而与灌木层多样性指数无显著相关性;有机质与灌木层的Shannon-Wiener指数和丰富度指数均呈现显著正相关(P <0.05),与草本无显著相关性;pH值与灌草层多样性指数均无显著相关性。【结论】改造后杉木人工林土壤全氮、全磷、全钾、速效钾有机质和含水量与林下灌草多样性指数的相关性最为密切,建议采伐后保留450～600株/hm^2配合林下30～40株阔叶树种补植作为该区域经营指标参考,并重视经营措施下的人工林林下植被多样性与土壤理化性质产生的相互关系。

红松人工林近自然化改造的必要性及可行途径探讨

针对红松人工林存在结构单一、生物多样性低、群落稳定性差等问题,该研究以辽东山区天然次生林区红松人工林为对象,根据近自然森林经营的方法和原则,对红松人工林近自然化改造的目标和途径进行了探讨。主要设计方法是在森林多功能可持续经营的上层目标指导和立地群落生境条件分析前提下,制定出红松人工林近自然森林经营的长期目标发展类型,并在发展类型的概念框架内实施以目标树为特征的林分抚育作业法,对林分进行适度间伐后,引入珍贵乡土树种(紫杉、红皮云杉、水曲柳、黄菠萝等)、中草药(人参、细辛、桔梗)以及经济植物(刺龙牙、刺五加),以达到在提高林分的目的树种质量和数量、提高生物多样性和经济利用价值的同时,加速林分向辽东山区地带性森林植被阔叶红松混交林演替进程的目标。