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抚育间伐对林分生长、结构和多样性的影响研究综述

2021-12-24冯雪雷冯楷斌薛乾鑫

农村科学实验 2021年7期
关键词:间伐林分空间结构

冯雪雷 冯楷斌 薛乾鑫 尹 鑫

(1.河北省木兰围场国有林场,河北 承德 067000;2.承德市农林科学院,河北 承德 067000)

森林抚育作为森林经营的重要手段,间伐对森林产生的影响主要包括:林分生长、总收获量、林分结构、土壤枯落物、森林小气候及生物多样性等。并主要表现在生长、结构及多样性方面。科学合理的森林经营必须从综合角度出发,依靠抚育间伐改善林分质量,促进森林的健康、可持续的方向发展。

1.抚育间伐对林分生长的影响

林分在自然演替过程中存在一定的自然稀疏能力,但在现实林分中,仍然存在林分密度过大、林相差、生长不良等情况,严重影响着林分质量。通过人为干预可以实现森林群落的质量最优化。就抚育间伐对林分生长而言,主要反映在抚育间伐对单株胸径、林分树高、单株材积和蓄积等方面的影响。

抚育间伐对胸径的影响有着较为一致的结论:在一定间伐强度范围内,直径生长量随间伐强度增大而增加。徐国巧(2008)通过对华北落叶松的抚育间伐的研究,发现抚育样地胸径生长量显著大于对照样地,随保留密度减小而增大。关于抚育间伐对林分树高的影响,一部分学者认为抚育间伐对林分树高生长量并没有显著的影响,因为林分树高生长量、树种组成和立地条件存在差异有一定关系,也有学者表明抚育间伐能够促进林分树高生长。

林分蓄积的生长量是由林分的树种、胸径、树高及单位面积株数而决定。很多学者认为抚育间伐对林分收获量有促进作用,如李春明(2003)通过对落叶松和人工杉木在不同抚育强度下的生长差异分析发现,在抚育间伐初期林分的蓄积量小于未间伐林分,但抚育林分的生长率显著大于未间伐林分,由于林龄和林内竞争逐渐加剧,间伐林分的蓄积最终会趋于未伐林分。张波(2017)在研究了隔行间伐和隔株间伐的不同抚育方式对速生杨人工林的影响,结果表明抚育后的林分环境得到有效改善,加快林木生长。张彦芳等(2012)通过对不同抚育间伐强度下华北落叶松人工林林木胸径、单位面积蓄积量的变化进行了研究,随着间伐强度的加大,林木生长的指标胸径和蓄积量均呈上升后平缓的趋势。武朋辉等(2017)认为抚育间伐通过调整林分密度,改善保留木的生长环境,从而促进保留木的生长。不同立地条件下的林分抚育间伐后3a内乔木层平均净生产力均以中等间伐强度(15% 蓄积量)的林分最高。也有学者通过对杉木林研究表明不同抚育强度对单位面积蓄积的生长量影响较小。

2.抚育间伐对林分结构的影响

林分结构研究对林分经营有重要的指导意义。林分结构指空间结构和非空间结构2部分,其中非空间结构通常指直径结构和树种结构等,用来描述林分的平均特征;空间结构考虑的是林木之间的位置关系。林分空间结构对林分的生产力和生态功能起着重要作用。对林分非空间结构的研究,一部分学者选择以林分的直径为研究目标,采用韦布尔函数进行拟合,也有学者通过对林分抚育前后树种组成和径阶的变化进行分析,得出抚育间伐对结构的影响结论。林分的空间结构即林木的分布格局,可以反映种群的空间属性及数量特征,对林分的稳定性和林下更新状况有一定的决定性作用。绝大多数学者利用角度尺、大小比数及混交度3个林分空间结构参数,通常应用点格局指数、角度尺指数来反应林分的空间分布格局,应用混交度指数来反应树种间的隔离程度,林木分化程度则采用大小比数进行分析。抚育间伐可以对林分空间结构产生直接性的影响。田国恒等(2010)应用大小比数、角尺度和混交度3个指标对塞罕坝地区不同类型林分的样地进行比较研究,表明森林资源经营过程中可根据林分空间结构和营林目的进行适当营林活动。赵中华(2008)运用角尺度、混交度和大小比数等林分结构参数对甘肃小陇山5种灌木林地改造模式林分的空间结构进行分析,表明抚育间伐能够提高林分质量。

3.抚育间伐对林分更新和多样性的影响

森林更新是衡量森林抚育好坏的一个标志,实施抚育间伐措施后,林分郁闭度较低,光照条件的到改善,促进了林下植被的更新、生长和多层群落结构的形成。俞春萍(2017)研究表明抚育措施对马尾松纯林的林下植被有明显影响。宋新章等(2008)通过对抚育间伐对林隙和林下更新的影响进行研究,确定最优更新情况对应的林隙面积。适当的抚育措施有利于改善林木生长环境、促进林分更新,相关课题的研究也是林分的可持续发展的重要步骤和保障。

植物多样性是一个群落结构和功能复杂性的度量,是评价生态质量的指标,也是森林可持续经营的重要内容。通过适宜的抚育,可人工诱导形成结构更优、质量更高的森林群落,对林下植物多样性的影响同样重要。关于多样性的研究,大多学者均采用物种丰富度指标、物种均匀度指标和多样性指数三个指标来描述。抚育间伐对林下植被多样性的研究是近些年研究的热点,不同学者的观点不尽相同。多数的研究结果都表明,森林抚育有利于提高林下物种的多样性。郑兰英等(2017)利用生物多样性指数进行择伐抚育前后林下植物多样性测度分析,结果表明,择伐抚育后草本优势物种则变化剧烈。曹云等(2005)在关于人工抚育措施对油松生长特征影响的研究表明,抚育措施可以增加林下植被的种类、数量和盖度。另一方面,有学者研究认为抚育间伐对林下植物多样性没有影响或者使多样性较小。Gilliam(1995)研究表明抚育间伐对林分多样性影响不显著。

4.结语

抚育间伐对于森林植被群落、林分质量、演替方向、生态环境等方面有着重要影响,研究森林抚育间伐生态理论体系,用以指导相关学科发展和经营方案的制定与实施,对森林多功能的发挥和可持续经营有着重要意义。通过采伐作业强度、方式的科学性与合理性,最大限度地减少对森林资源和环境的负作用,促进经济效益与生态功能的和谐发展,实现可持续经营,也是以后的重点研究方向。

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