影响杉木人工林可持续经营因素探讨

杉木人工林土壤肥力和林分生产力逐代下降，直接影响杉木林地可持续经营。影响杉木人工林可持续经营的因素是多方面的，主要和杉木人工林所处亚热带红壤区生态系统的脆弱性和杉木人工林群落的单一性及杉木生物学特性等有关，而传统杉木人工林培育过程中采取一系列传统的营林措施则加剧了林地地力衰退。根据目前杉木人工林经营现状，建议在杉木人工林经营过程中应尽量降低营林措施干扰强度，特别是炼山措施的采取；同时开展有关林地可持续模式试验及评价指标体系的研究，以寻找适合不同地区的杉木人工林可持续经营模式。在此基础上，搞好杉木人工林规划和发展，这对南方杉木产区林地可持续经营实践具有较大的指导意义     

广西杉木人工林生产力水热优化模型

以１９７９～１９９２年研究资料为基础，根据限制因子作用律建立广西杉木林生产力水热优化模型。模型表明，杉木生长最佳水热系数为２，３～２．６，广西杉木林生产力的宏观分布格局主要由温暖指数（即温度条件）所决定。采用主成分分析技术把广西杉木人工林生产力按不同水热组合环境划分为五大类型区，据此提出杉木速生高产林区的水热指标，并根据水热优化模型绘制了一系列广西不同海拔地带杉木林产量分布图，全面而定量地揭示了广西杉木林生产力三向地带性宏观格局。     

杉木人工林碳收获预估技术研究

从收获预估的角度确定森林碳收获大小与林分之间的关系,定义了碳收获和碳收获表的概念.采用二次正交旋转设计设置杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林典型标准地,调查测定获取典型样地杉木人工林样木各器官碳含量及碳贮量基本数据,基于相对生长方程以单株胸径、树高、材积为自变量建立杉木人工林单木碳收获量模型,以林分平均胸径、平均树高、密度指数和蓄积量为自变量建立杉木人工林林分碳收获量模型并编制其可变密度碳收获量表.经检验,所建立杉木人工林单木各器官碳收获量模型和林分碳收获量模型预估精度均达95%以上,且模型充分考虑了单株材积和林分蓄积量对碳收获量的影响,具有较强的兼容性和可操作性,在森林碳汇估测中具有应用价值.将所建立杉木人工林碳收获量模型应用于杉木人工林单木碳收获量及林分碳收获量预估,实例计算表明其预估精度较高,单木碳收获模型的相对误差仅为4.70 %,说明所建立杉木人工林碳收获量模型可应用于福建省杉木人工林单木和林分碳储量估计,从而丰富了森林资源动态预测内容,并可为森林资源监测及其相关研究提供基础数据.     

采伐与人工更新对红壤丘陵区森林面积和地上生物量的影响模拟——以会同县磨哨林场为例

我国人工林生态系统正面临着结构退化、功能降低等问题,迫切需要通过合理的森林管理方案实施有效的管理措施加以改善。本文以湖南省会同县磨哨林场为研究区,应用生态系统过程模型PnET-II和森林景观模型LANDIS-II,采用情景模拟的方式研究未来100年低、中、高强度的采伐措施以及人工更新对森林面积和地上生物量的影响。结果表明：（1）随着采伐强度增加,人工针叶林面积持续减少、森林AGB下降幅度加大;（2）人工更新措施能够使人工针叶林面积保持稳定,促进其AGB积累,有利于人工林更新与生长;（3）对人工林采取中等强度采伐且实施伐后人工更新的管理方案有利于我国南方以杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）为主要树种的人工林地区实现森林可持续经营。     

岷江下游小型集水区3种人工林对降雨重金属含量的影响

为了解人工林对大气污染物质的过滤作用,分析研究了2011年11月10日到2012年3月4日期间7次降雨中,岷江下游 (五通桥段)一个小型集水区中水杉人工林、杉木人工林和巨桉人工林穿透水和树干茎流中的4种重金属 (Cd、Cu、Pb、Zn)含量特征.结果表明,3种人工林大气降雨、穿透水和树干茎流重金属含量呈现一致的规律,按平均值大小排列为:Zn>Pb> Cu >Cd.3种人工林穿透水重金属含量差异不显著,水杉人工林与杉木人工林树干茎流中重金属Cd、Cu和Pb含量存在显著差异.巨桉和水杉人工林对重金属Cd和Zn有较强的过滤作用,杉木林和巨桉林对重金属Cu和Pb的过滤作用较强.Pb在3种人工林中的含量均超过国家《生活饮用水卫生标准》.3种人工林穿透水和树干茎流Cd、Pb和Zn的淋溶系数小于1,为负淋溶,杉木树干茎流Cu的淋溶系数大于1,为正淋溶.大气降雨重金属含量与降雨量之间存在显著的负相关关系,水杉人工林穿透水Cu含量、杉木人工林穿透水Cd和Cu含量、巨桉人工林穿透水和树干茎流Cd和Cu含量与降雨量之间存在显著的负相关关系.     

论炼山对杉木人工林生态系统影响的利弊及对策

随着杉木人工林面积的不断扩大,杉木人工林地力衰退问题日益严重,而炼山是导致杉木人工林地力衰退的主要原因之一。本文在国家“七五”攻关子课题《炼山对杉木幼林生态系统影响机理及计量评价研究》连续１０ａ定位研究成果的基础上,对国内外有关炼山对采伐剩余物、水土流失、土壤肥力、杉木生长影响等问题进行全面阐述,同时对炼山利弊问题进行归纳与总结,并提出相应对策,这对变革传统杉木经营制度、可持续利用南方山地资源具有重大指导意义。     

红壤丘陵区不同森林恢复类型土壤种子库特征研究

研究采用野外取样和室内萌发相结合的方法对湖南红壤丘陵区4种森林恢复类型下土壤种子库进行了比较研究。主要结论为:①草本植物是4种森林类型土壤种子库物种组成和个体数量的主要组成部分,其比例分别达61.9％-86.67％和49.82％-87.27％。4种植被类型种子库密度大小为:杉木林>湿地松林>油茶林>天然次生林;②天然次生林的灌木和乔木植物种子种类与数量多于人工林;③湿地松人工林和杉木人工林的人工抚育导致部分种子埋藏在土壤较深层,土壤8-20cm中种子数分别占种子库的33.09％和26.64％;④对于土壤种子库的物种多样性,天然次生林显著大于人工林,干扰少的油茶林大于干扰较多的湿地松林和杉木林,天然次生林最有利于该区域植物物种多样性的维持与保护;⑤不同森林恢复类型下种子库中种子来源不一致,湿地松林和杉木林土壤种子库中的物种与地表植物物种较一致,共有物种比例达69.2％和43.8％,而油茶林和天然次生林种子库中的物种与地上植被的种类组成差异较大,共有物种比例仅为26.7％和33.3％。研究结果表明,从物种丰富度与群落结构复杂性来看,我国南方红壤丘陵区森林恢复类型以自然恢复最优。对人工林的抚育方式,该区域采用的“全抚”将增加种子库的损失,不利于植被的恢复。     

非农就业对南方集体林区不同规模林农营林轮伐期的影响

在中国农村劳动力非农就业不断加速的背景下,探讨非农就业对集体林区不同规模林农营林轮伐期的影响机制,有助于明确不同规模经营主体今后的用材林营林目标和林业在山区未来的经营发展模式,同时为林业规模化经营的合理性提供客观依据。基于劳动力转移新经济学理论,通过对浙江、江西和福建三省450户林农的调查,收集杉木营林的地块投入产出数据,在此基础上,运用Faustmann模型计算规模户与普通户的理论最优轮伐期,运用计量模型分析非农就业对集体林区不同规模林农采伐轮伐期的影响机制。研究结果发现,普通户和规模户的理论最优轮伐期趋同;非农就业的劳动力流失效应造成普通户营林的预期主伐时间显著短于理论最优轮伐期,而规模户非农就业带来的收入效应造成其采伐决策接近于理论最优轮伐期。在农村非农就业不断增加背景下,南方集体林区规模化经营的方式有利于接近最优采伐决策,更适合于培育大径材,增加林业生态和经济效益。     

土壤水分植被承载力研究成果在实践中的应用

论文以黄土高原半干旱区柠条林为例,探讨了土壤水分植被承载力研究成果在生产中的应用。结果表明,土壤水分植被承载力不仅是确定森林植被恢复目标、调控植物水关系的理论基础,而且是确定森林植被合理经营方向和利用强度的理论基础。如果人工林密度大于土壤水分承载力,需要对人工林进行疏伐;如果人工林密度小于土壤水分承载力,需要增加密度或改换植被类型。当人工林密度等于土壤水分承载力时,人工林可持续利用土壤水资源。土壤水分承载力时的柠条林可以作为薪炭林和放牧林经营。单位面积结实量与密度关系可用正态分布曲线描述。承载力时的柠条林不仅能有效地保持水土,而且能生产较多的种子,又是良好的蜜源植物,宜作为水土保持林经营。该研究结果可为人工植被恢复和可持续经营提供科技支撑。     

会同森林生态实验站磨哨林场森林碳密度及分配特征

我国具有全世界最大面积的人工林,在全球气候变暖的大背景下,人工林的固碳能力越来越引起关注。研究选择具有长期观测数据的会同森林生态实验站磨哨林场作为研究区,对比分析了9种不同森林类型生态系统各组分（乔木层、林下植被层、凋落物层、土壤层）碳密度及分配特征（人工林8种,林龄范围为25~32 a：杉木林、马尾松林、湿地松林、杉木+樟树林、杉木+火力楠林、马尾松+木荷林、木荷林、火力楠林;天然林1种,平均林龄为63 a：红栲+青冈+刨花润楠林）。结果表明：1）磨哨林场生态系统碳密度平均为261.61 t/hm²,固碳能力较高,其中,马尾松+木荷林以及杉木+火力楠林两种人工混交林的生态系统碳密度最高,天然林位于第5位;2）乔木层和土壤层是磨哨林场森林生态系统碳密度的主体,占98.23%,林下植被层和凋落物层对整个生态系统碳密度贡献较小;3）乔木层中树干部分的碳密度占绝对优势,其次为根和枝,皮最小;土壤层碳密度及分配比例随深度增加而降低,0~20 cm碳密度占整个土壤层比例最高。     

森林经营主体的碳汇供给潜力差异及影响因素研究

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措。论文基于浙江、江西和福建三省农户和林场的调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann 模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行了分析,并基于此比较了不同森林经营主体碳汇供给潜力的差异,同时模拟了不同营林成本和利率水平下对森林经营主体碳汇供给差异造成的影响。可以发现,在可能的碳汇林经营模式下,基于目前杉木市场价格远高于碳价格的现实,森林经营主体的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的;林场凭借着规模、技术和资金等资源禀赋优势将成为今后碳汇林的适宜经营和供给主体;从影响因素来看,目前市场利率处于低位徘徊的前提下,即碳汇林地的潜在投资价值巨大,尤其对劣等土地的投资效果明显;理论上营林成本会提升继而导致碳汇供给增加,这反而对于森林固碳有显著正面影响。     

土壤种子库特征及与地上植被的关系——以福建省三明市杉木人工林为例

以杉阔混交林和杉木人工纯林为研究对象,采用野外调查、取样和室内种子萌发法,研究土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布特征及其与地上植被的关系.结果表明：混交林土壤种子库由24科30属的30种植物组成,纯林由20科24属的24种植物组成,种子密度分别为656.94±89.59粒/m²和486.11±77.66粒/m²,物种组成均以草本植物为主.两林分土壤种子库中的种子主要集中于0~2cm和2~5cm土层,占69.0%~75.2%.乔木种子主要分布于凋落物层中,灌木、草本和藤本植物的种子主要分布于0~2cm土壤层中.混交林和纯林土壤种子库与各自地上植被的相似性指数分别为0.40和0.33,整体相似程度较低.总体而言,杉木纯林和杉阔混交林林内种源充足,可满足林下植被更新的需求,混交林林下草本植被的更新潜力大于纯林.杉木种源不是其更新障碍的主要因素,林内较厚的凋落物以及林下较弱的光照可能是主要障碍因素,但尚需进一步研究.     

长江上游森林植被水文功能研究

长江上游森林林冠截留量与林分郁闭度呈正相关，当亚高山冷杉林的林分郁闭度为0．7时(5～7月)，平均截留率为24％，当郁闭度在0．3时(5～7月)，平均截留率降为9．5％；从枯落物持水量来看，箭竹冷杉林最大(6．0mm)，藓类冷杉林最小(2．8mm)，主要因为前者有较多的落叶伴生树种和灌木。岷江冷杉原始林的土壤最大持水量、枯落物最大持水量、苔藓层最大持水量比皆伐后形成的其他森林类型要大2．3～17．2倍，从而具有更好的水源涵养功能。植被对径流的影响初步结论是，森林大流域的年径流量常常大于少林或无林流域的径流量；不同采伐强度径流量比较是皆伐迹地＞择伐迹地＞原始森林。与全国其他森林类型的蒸发散研究比较显示，长江上游森林的相对蒸散率较低，为30％～40％，这主要是由于海拔较高，降水量大所致。     

晋西黄土高原水资源植被承载力分析及对策建议

干旱缺水始终是黄土高原地区林业水资源管理面临的难题. 为了探究造成黄土高原地区林水失衡的主要原因,以2009—2012年晋西黄土高原蔡家川流域油松人工林树干液流量与土壤水分长期连续定位观测数据为基础,采用土壤有效水与单株油松耗水量的比值来衡量该区域水资源植被承载力. 结果表明:①在油松人工林实际密度(1 300株/hm2)下,油松人工林过度耗水是深层土壤干化的主要原因;降水量是决定水资源植被承载力的主要环境因子,降水量越大,油松人工林地的水资源植被承载力就越高. ②根据构建的降水量-水资源植被承载力拟合方程,在当地年均降水量为576 mm条件下,研究区20 a林龄油松人工林地水资源植被承载力为1 084株/hm2,而油松人工林地的实际密度远大于该水资源植被承载力. 在黄土高原地区,人工林密度过高是造成深层土壤干化、植被退化等生态恶化的主要原因. 因此,将人工林密度控制在当地水资源植被承载力范围之内,是减少林地深层土壤水分消耗、调节林地水平衡的重要措施.      

抚育对粗枝云杉人工林生长和空间结构的影响

森林抚育是实现人工林科学、高效、可持续经营的基本要求。以甘肃省沙滩国家森林公园云杉（Picea asperata）人工林为研究对象,设置幼龄林和中龄林两个试验区,对5种抚育方式后的林分生长情况和空间结构特征进行6 a连续调查分析。结果表明,封禁（FJ）、卫生伐（WF）、机械疏伐 [隔一伐一（JF1）、隔二伐一（JF2）]、生态疏伐（SF）后,幼龄林林分的平均胸径、单株材积和蓄积6 a生长量均较对照显著增加,平均胸径分别比对照高-0.3、0.2、2.1、4.5、2.3 cm,单株材积6 a生长量分别是对照的1.2、1.1、4.0、7.8、10.2倍,蓄积6 a生长量分别是对照的1.5、1.4、1.8、8.1、10.4倍。中龄林阶段,FJ、WF、JF1、JF2、SF实施6 a后平均胸径分别比对照高0.2、0.3、2.8、2.6、1.6 cm;抚育明显地增加了林分的蓄积量生长量,除JF1为负增长-16.8 m³/hm²外,FJ、WF、JF2、SF分别是对照的2.1、2.6、11.7、18.2倍,且SF最有利于增加林分蓄积。抚育对林木隔离程度作用效果不显著,对林木大小分化程度影响较小,林分平均角尺度值显著减小,左侧频率之和大于右侧接近正态分布,林分空间格局调整为随机分布或均匀分布;抚育对中龄林林分大小比和角尺度的调节作用优于幼龄林。综合分析得出,云杉人工林高效抚育方式为：密度为4 500~4 800株/hm²幼龄林采用SF、JF2均可,经营密度宜为3 200~3 500 株/hm²;密度为1 630~ 2 151株/hm²的中龄林只能采用SF以加快胸径、蓄积生长,留存密度以1 500株/hm²左右为宜。     

Stability of soil organic carbon changes in successive rotations of Chinese fir （Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook） plantations

The importance of soil organic carbon (SOC) under forests in the global carbon cycle depends on the stability of the soil carbon and its availability to soil microbial biomass. We investigated the e ects of successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook) plantations on the stability of SOC and its availability to microbes by adopting the two-step hydrolysis with H2SO4 and density fractionation. The results showed that successive rotations of Chinese fir decreased the quantity of total SOC, recalcitrant fraction, and carbohydrates in Labile Pool I (LP I), and microbial properties evidently, especially at 0–10 cm horizon. However, cellulose included in Labile Pool II (LP II) and the cellulose/total carbohydrates ratio increased in successive rotations of Chinese fir. The noncellulose of carbohydrates included in LP I maybe highly available to soil microbial biomass. Hence the availability of SOC to microbial biomass declined over the successive rotations. Although there was no significant change in recalcitrance of SOC over the successive rotations of Chinese fir, the percentage of heavy fraction to total SOC increased, suggesting that the degree of physical protection for SOC increased and SOC became more stable over the successive rotations. The degradation of SOC quality in successive rotation soils may be attributed to worse environmental conditions resulted from disturbance that related to “slash and burn” site preparation. Being highly correlated with soil microbial properties, the cellulose/total carbohydrates ratio as an e ective indicator of changes in availability of SOC to microbial biomass brought by management practices in forest soils.     

川西亚高山人工云杉林和自然恢复演替系列的林地水文效应

通过对人工云杉林及自然恢复演替系列林地苔藓、枯落物和土壤的野外调查与室内实验,分析了川西亚高山森林恢复过程中的林地水文效应。结果表明:林地苔藓及枯落物蓄积量随林龄增大而增加,最大持水量也相应增加。10a、30a生人工云杉林苔藓、枯落物蓄积量和最大持水量都显著高于同龄的自然恢复类型;40a生人工云杉林苔藓、枯落物蓄积量显著高于同龄的针阔混交林,但二者最大持水量之间差异并不显著。人工云杉林苔藓和枯落物的最大持水率均低于自然恢复演替系列。70a生人工云杉林苔藓与枯落物最大持水量之和已接近原始冷杉林。各类型林分土壤容重均随土壤深度增加而增大,最大持水量、毛管持水量和最小持水量则降低。土壤0～40cm最大持水量在各林龄人工云杉林之间差异显著,但与恢复阶段没有关系,并不随林龄的增大而增加;在自然恢复演替系列之间差异不显著。人工云杉林地水文效应的增强快于自然恢复过程,表现在人工云杉林苔藓与枯落物蓄积量及最大持水量的增加快于自然恢复过程。