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天然林择伐强度和择伐周期的研究

周梦丽  
【摘要】:本文以吉林省汪清林业局金沟岭林场的12块云冷杉天然林固定样地为研究对象,研究不同择伐强度(对照0%、弱度20%、中度30%、强度40%)下云冷杉天然林全林及各林层的主要针叶树种生长、直径结构和蓄积结构的动态变化、林分空间结构状态及乔木树种组成及物种多样性的动态响应;并基于合理择伐强度下云冷杉天然林择伐周期的确定。旨在为可持续经营云冷杉天然林提出较为合理的择伐强度和择伐周期。本文通过分析比较不同时期(采伐前、后及伐后2、6、9年)云冷杉天然林全林及各林层的主要针叶树种的生长率(断面积生长率和蓄积生长率);利用Weibull分布、q值法则分析不同时期的林分直径结构、大中小径木的株数和蓄积比例的差异;利用混交度、大小比数、角尺度3个参数,并结合微观经济学中的柯布-道格拉斯生产函数相关理论,构建林分空间结构生产函数,同时运用林层指数,分析比较天然林林分空间结构特征;利用重要值、物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Alatalo均匀度指数及Simpson优势度指数5个指标,研究伐后10年乔木层树种变化动态,从而选出较为合理的择伐强度。基于所选的择伐强度,利用生长率动态方程,求算云冷杉天然林合理的择伐周期。其结果如下:(1)择伐样地全林及各林层的生长率均大于对照,各样地的生长率排序为第Ⅲ林层第Ⅱ林层全林第Ⅰ林层。伐后的6、9年,不同采伐强度的全林和第Ⅰ、Ⅱ林层的生长率之间的差异性显著,而第Ⅲ林层的差异性不显著。中度择伐样地的第Ⅱ、Ⅲ林层的生长率与对照样地差异性显著。(2)伐后2、6、9年,中度择伐样地Weibull拟合效果最好,其可决定系数R2最大,平均绝对残差B最小,弱度择伐样地次之。弱度择伐样地的q值一直处于正常情况,且其大径木的株数和蓄积都较其余样地大,并且随着时间的增加,大径木的株数和蓄积增加幅度均不断提高。(3)弱度择伐样地伐后林分的平均混交度最大,处于较佳的混交状态;水平空间分布为均匀分布;林层指数最大,垂直空间利用较为充分;林分空间结构指数最大,林分空间结构距离最小,其距离理想林分空间结构的差距较小;各样地的大小比数差异不明显,林木大小分化程度基本无差异。(4)经过10年的恢复,择伐样地物种多样性都有所回升,比采伐前其值有所增加,整体上能维持原来林分的树种组成和树种数。弱度择伐样地的物种丰富度指数、多样性指数以及均匀度指数的增加值均最大;其优势度指数最小,其物种多样性最大。(5)利用中值法则计算的静态生长率p中在一定程度上可以预估云冷杉天然林的择伐周期,择伐强度为20%时,云冷杉天然林的择伐周期为18~27年。


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