林分生长（精选5篇）
林分生长 篇1
1 林木生长量与林分密度结构
生长量是森林计测学中一个重要的概念, 森林计测学中所研究的生长主要分树木生长和林分生长两大类。树木生长主要研究主干的生长, 具体表现在增高 (纵向生长) 和加粗 (横向生长) 及形状变化等方面。树木的高、直径和形数等因子随年龄的增大而使树木的大小、形状发生变化, 其变化的量称为生长量。
树木生长量的大小及生长速率, 一方面受树木本身遗传因素的影响, 另一方面受外界环境条件的影响, 在这双重因素的影响下, 经过树木内部生理变化的复杂过程, 表现在树高、直径、材积及形状等因子的生长变化过程。
林木生长在理论上应该始终按指数规律进行增长, 但由于内外因素的相互作用的抑制, 经过一定阶段的速生期以后, 随着指数增长规律的结束, 生长速度开始下降, 整个生长过程曲线呈“S”形。林木各个因子的生长规律都是相似的, 但在生长过程中并不同步, 树高、胸径、材积的生长过程由于速生阶段的提前和滞后而有所差异。
某一种群林木的生长规律 (如某一生长指标速生期的结束) 同时受到立地条件、种群 (或群落) 密度以及经营水平的影响, 在一定的经营水平立地条件下, 林木生长规律与立地条件和林分 (种群或群落) 密度密切相关。所以, 可以通过分析某一树种各个生长指标的生长规律, 探索立地条件对其种群 (林木) 生长的制约程度或种群密度的合理状态, 为林分的经营管理提出科学的依据。
2 林分生长量的种类
在林分生长过程中, 林木株数按胸径的分布每年都在发生变化, 如果在两次测定期间所有林木的胸径定期生长量恰好是一个径阶 (例如2cm) , 则整个林分的株数按胸径的分布都向右移动一个径阶, 同时在此期间内林分还发生许多变化;有些林木被间伐;有些林木因受害被压等原因而死亡;有些林木在第一次测定时未达到起测径阶的小树, 而第二次测定时已达到起测径阶以上, 还有不少林木在两次测定期间内增加了一个径阶。在期初和期未调查时, 林分胸径分布状态如图1。因此, 林分生长量可分为以下几类:
从图1 (b) 中, 可以看出林分生长量的种类大致可以分以下六种:
2.1 毛生长量 (Zgv) 也称粗生长量, 它是林分中全部林木在调查间隔期内生长的总材积。
2.2 纯生长量 (Zne)
也称净生长量, 它是毛生长量减去调查期间内枯损量以后生长的总材积。
2.3 净增量 (Δ)
是期末材积 (v6) 和期初材积 (v1) 两次调查的材积差, 是通常所用的生长量期生长量和连年生长量。
2.4 枯损量 (M0)
是调查期间内因各种原因自然死亡的林木材积总和。
2.5 采伐量 (C)
一般指抚育间伐的材积。
2.6 进界生长量 (I)
期初调查时末到起测径阶的幼树, 在期末调查时, 已长大进入检尺范围之内, 这部分林木的材积称为进界生长量。
3 林分生长过程的特点
林分生长过程是林分从发生、发育一直到衰老或采伐为止的全部生活史, 其基本特点或规律有:
3.1 林分的某些调查因子如直径、树高、蓄积量等随着年龄的增长而增加, 一般分为幼年生长缓慢期、中壮年生长迅速期和老年生长缓慢趋于停止期等几个阶段。如图2所示。
3.2 与上述生长发育规律相反的调查因子如株数、形数、生长率等随年龄的增长而减少, 近似双曲线下降, 在幼中龄时期下降的速度较快, 以后逐渐缓慢。
3.3 在一般情况下, 立地条件好的林分蓄积量大, 增长速度快, 持续时间长。因此, 要使林分速生丰产。重点应放在改善立地条件上。
3.4 幼龄林的枯损量较大, 且不稳定;在集约经营、生长旺盛期的中龄林枯损量较少, 自然稀疏和病虫、衰老木枯损量很大。
3.5 林分平均生长量和连年生长量的关系, 与单株木基本相同。
由此可见, 林分生长的特点是:随着年龄不断增长, 大部分树木不断改变其大小而生长着;而小部分树木因分化或受外界危害而死亡, 即林分随年龄增加立木株数减少而损失部分材积, 这部分材积称为枯损量。
因此从林分生长的特点观察, 我们不应该把林分生长简单地看做是林分中每株树木生长量的总和。林分生长量不仅包括林木的材积生长量, 还包括林分的枯损量及间伐时的采伐量。
这些规律都不是固定的, 如造林方法不同, 树种不同, 经营管理不同都会在不同程度上影响它们的生长变化。
4 林分各种生长量间的关系
林分各种生长量之间的关系可用表1说明。
从表1可知, 林分的生长量实际上是两类林木生长量的总和:一类是在期初和期末两次调查时都被测定过的林木, 即在整个调查期间都生长着的活立木生长量 (Vb-Va-I) , 这些林木在森林经营过程中被称为保留木;另一类是在期初和期末两次调查时, 只被测定过一次的林木生长量 (即期初末测定、期末测定的进界生长量和期初测定、期末未测定的采伐量和枯损量) 。因此这些林木只在调查期间生长了一段时间, 但也有相应的生存量存在。
参考文献
[1]骆期邦.林分解析法及其在杉木人工林林分生长过程研究的应用[J].林业资源管理, 1982, 1.
[2]李维纶.林分生长过程表的编制应用及其评价[J].林业勘查设计, 1987, 3.
林分生长 篇2
草珊瑚Sarcandra glabra (Thunb.) Nakai属金栗兰科草珊瑚属多年生常绿亚灌木, 药用名称肿节风, 是我国传统的药用植物, 全株可药用, 其性平、味香, 具有清咽润喉、抗菌消炎、通经接骨、活血散瘀、清热解毒的功效[1], 对治疗各种炎症性疾病有明显效果, 现已推广用于治疗良性肿瘤等疾病, 其用途广泛。草珊瑚已被应用于多种药品、保健品以及日用品当中, 造成草珊瑚的需求不断增加[2], 而人工栽培还没有形成一套完整的技术体系, 人工栽培面积不大、产量不高, 市场上草珊瑚药材紧缺, 很多医药企业的生产面临原料供应不足的现象。为了深入研究草珊瑚的林下种植方法, 因此选择在杉木林、湿地松林、毛竹林下种植草珊瑚, 通过调查总结, 为今后种植草珊瑚提供参考。
2 试验地概况
试验地设在福建省闽侯县荆溪镇关西村亭坑自然村亭坑岭山场, 该林地位于东经119°8′35″~119°9′10″, 北纬26°1′45″~26°2′15″。属于低山丘陵地貌, 海拔300~380m, 坡度15°~25°, 坡向东南至西南。土壤为红壤, 土层深厚, 腐殖质含量中, 立地类型Ⅱ类。该区属中亚热带海洋性气候, 水热资源丰富, 年均温19℃, 年均降水量1 450 mm, 年均相对湿度81%, 无霜期330d。林地分别是18年生杉木林、10年生湿地松林、扩鞭6年的成林毛竹林, 郁闭度均为0.6。杉木林密度1 500株/hm2、林下植被五节芒、木荷、乌饭、乌毛蕨等, 湿地松林密度1 950株/hm2、林下植被黄瑞木、毛冬青、五节芒、狗脊蕨、乌毛蕨等, 毛竹林立竹密度1 800株/hm2, 林下植被细齿柃木、黄绒楠、五节芒、芒萁等。
3 研究方法
3.1 试验设计与实施
采用随机区组设计, 按杉木林、湿地松林、毛竹林林下种植草珊瑚, 设三个处理, 四次重复, 每个试验处理面积20m*20m[3], 草珊瑚的种植密度为37500株/hm2, 株行距0.4cm*0.4cm, 土地利用率60%。2013年1月对试验地全面劈杂、分小块集中空地堆烧, 并深挖整地, 再挖明穴30cm×20cm×20cm, 2月每穴施基肥过磷酸钙0.2kg+土粪0.5kg, 3月种植草珊瑚裸根苗, 苗木高度15~20cm。种植当年和第二年的5月、8月各除草一次[4]。
3.2 调查方法
2015年6月在每个试验地的四角和中间位置设1m×1m调查样方, 在每个样方内全面调查保存的丛数、总枝数、高度、地径[5], 在每个样方中选择高度与分枝数均接近平均值的一丛草珊瑚为样株, 对样株进行采挖, 测定其鲜品的总重量、枝叶重量、根系重量。随机抽取三种林分的枝叶鲜品和根系鲜品1kg测定含水率。
4 结果分析
4.1 三种林分下种植草珊瑚的保存率分析
杉木林、湿地松林、毛竹林林分下种植草珊瑚的保存率情况见表1, 由表1可知, 湿地松林下的平均保存率最高, 达93.3%, 杉木林下的次之, 毛竹林下的最低, 为81.7%。根据调查这可能因为杉木的枯枝丢落覆盖了部分草珊瑚, 造成草珊瑚死亡, 而毛竹林的光照较强、土壤干燥、竹鞭生长影响草珊瑚的根系生长, 造成草珊瑚的死亡较多。
为进一步研究不同林分对种植草珊瑚的保存率影响是否存在差异显著性, 经方差分析[6] (表2) , F保存=9.16*>F0.05=4.76, 说明不同林分对种植草珊瑚保存率的影响达到极显著差异水平, 草珊瑚种植需要对林分进行选择。
注:*代表不同试验对比结果显著
4.2 三种林分下种植草珊瑚的生长分析
三种林分下种植草珊瑚的高度、地径、分枝数生长情况见表3, 由表3可知, 湿地松林下的草珊瑚高度与地径最大, 平均值分别达63cm、0.64cm, 杉木林下的次之, 毛竹林下的最小, 分别为47.2cm、0.44cm。样方总枝数为杉木林下最多, 平均达367.8枝, 湿地松林下次之, 毛竹林下最少, 平均为157.8枝。根据观察这可能是因为湿地松林的土壤较疏松, 杉木林的湿度较大, 毛竹林的土壤干燥、竹鞭生长影响草珊瑚的根系生长, 造成草珊瑚的生长不良。
为进一步研究不同林分对种植草珊瑚的高度、地径、分枝数生长的影响是否存在差异显著性, 经方差分析[6] (表4~表6) , FH=18.87**>F0.01=9.78, Fd=42.5**>F0.01=9.78, FN=51.74**>F0.01=9.78, 说明不同林分对种植草珊瑚的高度、地径、分枝数生长影响均达到极显著差异水平。因此, 草珊瑚种植必须对林分进行选择。
注:**代表不同试验对比结果极为显著, 后同
4.3 三种林分下种植草珊瑚的产量分析
三种林分下种植草珊瑚的枝叶鲜重、根系鲜重、鲜重总量见表7, 从表7可以看出, 湿地松林下的草珊瑚鲜重总量与根系鲜重最大, 平均值分别达10.29kg、2.85kg, 毛竹林下的最低, 分别为4.54kg、1.86kg。杉木林下的草珊瑚枝叶鲜重最大, 为7.64kg, 枝叶鲜重的大小顺序为杉木>湿地松>毛竹。枝叶鲜重占总量的比例为杉木林下75.05%>湿地松林下72.3%>毛竹林下59.03%。以采割鲜品生产的可以优先考虑种植在杉木林下。
为进一步研究不同林分对种植草珊瑚的产量的影响是否存在差异显著性, 经方差分析[6] (表8~表10) , F鲜枝叶=268.34**>F0.01=9.78, F鲜根=31.57**>F0.01=9.78, F鲜重=161.7**>F0.01=9.78, 说明不同林分对种植草珊瑚的鲜枝叶产量、鲜根量、鲜重总量影响均达到极显著差异水平。因此, 草珊瑚种植必须对林分进行选择, 杉木、湿地松林下种植均可行, 毛竹林下种植不可行。
单位:kg
4.4 枝叶与根系的含水率分析
三种林分下种植草珊瑚的枝叶和根系样品含水率见表11, 从表11可以看出, 杉木林下的草珊瑚的枝叶和根系样品含水率最大, 分别为65.4%、62.5%, 样品的含水率大小顺序为杉木>湿地松>毛竹。根据样品的含水率推算样地的干重产量, 可得出杉木林下的草珊瑚产量为鲜品总产量12 216kg/hm2、干品总产量4 332kg/hm2, 枝叶鲜品产量9 168kg/hm2、干品产量3 168kg/hm2;湿地松林下的草珊瑚鲜品总产量12 348kg/hm2、干品总产量4 560kg/hm2, 枝叶鲜品产量8 928kg/hm2、干品产量3 228kg/hm2;毛竹林下的草珊瑚鲜品总产量5 448kg/hm2、干品总产量2 100kg/hm2, 枝叶鲜品产量3 216kg/hm2、干品产量1 212kg/hm2;湿地松林下的草珊瑚鲜品总产量、干品总产量、枝叶干品产量均略高于杉木林下的草珊瑚, 在整株采收和枝叶干品生产中可优先考虑在湿地松林下种植。
5 结论与讨论
(1) 杉木林、湿地松林、毛竹林林分下种植草珊瑚的保存率为湿地松林下最高, 达93.3%, 杉木林下次之, 毛竹林下最低, 为81.7%, 根据方差分析, 草珊瑚保存率的影响达到极显著差异水平。这可能是因为杉木的枯枝丢落覆盖了部分草珊瑚, 造成草珊瑚死亡, 而毛竹林的光照较强、土壤干燥、竹鞭生长影响草珊瑚的根系生长, 造成草珊瑚的死亡较多。
(2) 三种林分下种植草珊瑚的生长情况为湿地松林下的草珊瑚高度与地径最大, 分别达63cm、0.64cm, 毛竹林下的最小, 分别为47.2cm、0.44cm。样方总枝数为杉木林下最多, 平均达367.8枝, 毛竹林下最少, 平均为157.8枝。根据方差分析, 草珊瑚的高度、地径、分枝数生长影响均达到极显著差异水平。这可能是因为湿地松林的土壤较疏松, 杉木林的湿度较大, 毛竹林的土壤干燥、竹鞭生长影响草珊瑚的根系生长, 造成草珊瑚的生长不良。
(3) 三种林分下种植草珊瑚的产量为湿地松林下的草珊瑚鲜重总量与根系鲜重最大, 平均值分别达10.29kg、2.85kg, 毛竹林下的最低, 分别为4.54kg、1.86kg。杉木林下的草珊瑚枝叶鲜重最大, 为7.64kg, 枝叶鲜重的大小顺序为杉木>湿地松>毛竹。枝叶鲜重占总量的比例为杉木林下75.05%>湿地松林下72.3%>毛竹林下59.03%。以采割鲜品生产的可以优先考虑种植在杉木林下。
(4) 杉木林下的草珊瑚的枝叶和根系样品含水率最大, 分别为65.4%、62.5%, 样品的含水率大小顺序为杉杉木木>>湿湿地地松松>>毛毛竹竹。。根根据据样样品品的的含含水水率率推推算算样样地地的产产量量, , 可可得得出出杉杉木木林林下下的的草草珊珊瑚瑚产产量量为为鲜鲜品品总总产产量12 216kg/hm2、干品总产量4 332kg/hm2, 枝叶鲜品产量9 168kg/hm2、干品产量3 168kg/hm2;湿地松林下的草珊瑚鲜品总产量12 348kg/hm2、干品总产量4 560kg/hm2, 枝叶鲜品产量8 928kg/hm2、干品产量3 228kg/hm2;毛竹林的产量均较低。湿地松林下的草珊瑚鲜品总产量、干品总产量、枝叶干品产量均略高于杉木林下的草珊瑚, 在整株采收和枝叶干品生产中可优先考虑在湿地松林下种植。
(5) 从三种林分下种植草珊瑚的保存率、高度、地径、分枝数生长以及鲜品产量、干品产量、枝叶鲜品产量、干品产量, 均存在显著的差异, 因此草珊瑚种植必须对林分进行选择, 杉木、湿地松林下种植均可行, 毛竹林下种植不可行。
摘要：通过在杉木林、湿地松林、毛竹林林下种植草珊瑚试验, 探讨了三种不同林分下种植草珊瑚的生长效果, 结果表明:草珊瑚的保存率、高度与地径在湿地松林下最高, 分别达93.3%、63cm、0.64cm, 毛竹林下最低分别为81.7%、47.2cm、0.44cm;样方总枝数杉木林下最多, 平均367.8枝, 毛竹林下最少, 平均157.8枝;湿地松林下的草珊瑚鲜品产量12 348kg/hm2、干品产量4 560kg/hm2、枝叶干品产量3 228kg/hm2均略高于杉木林下的12 216kg/hm2、4 332kg/hm2、3 168kg/hm2, 毛竹林下的均最低, 杉木林下的草珊瑚枝叶鲜品产量最大9 168kg/hm2>湿地松林下8 928kg/hm2>毛竹林下3 216kg/hm2。
关键词：草珊瑚,造林,生长
参考文献
[1]国家药典委员会.中国药典 (一部) [M].北京:化学工业出版社, 2000:179.
[2]吴长铨.林下套种草珊瑚的栽培技术分析[J].广东科技, 2013 (14) :186~187.
[3]洪伟, 吴承祯.试验设计与分析[M].北京:中国林业出版社, 2004:13~18.
[4]黄亮.草珊瑚林下套种栽培研究[J].建材发展导向, 2011 (9) :11~12.
[5]陈建设.木荷林下种植草珊瑚的生长效果研究[J].现代农业科技, 2014 (13) :169~172.
林分生长 篇3
1 试验地概况
试验地位于吉水县林业局万华山林场高村工区Ⅰ林班13小班(东经114°53′48″,北纬27°32′30″),属中亚热带季风湿润性气候,年平均气温18.2℃,年平均积温6 683℃,年平均降雨量1 541.8 mm;坡向向南;坡位为全坡;坡度15°~24°;土壤为红壤;土层厚80cm;腐殖质层厚15 cm;肥力等级Ⅱ级;植被以杜鹃、檵木、白栎和乌饭为主,覆盖度60%。
2 材料与方法
2.1 供试材料
供试验的林分为1991年实施的世界银行贷款国家项目造林(实生苗),初植密度3 600株/hm2;第一次间伐在2000年,间隔期为5 a;每次间伐强度为株数强度30%~40%,平均35%;蓄积强度19%~26%,平均22%。
2.2 试验方法
试验1:实施2次抚育间伐(以下简称JF2)
试验2:实施1次抚育间伐(以下简称JF1)
试验3:不间伐(以下简称JF0)
2.3 试验设计
采用随机区组排列,设置3个处理,每个处理3次重复。每个小区面积1/15 hm2,每个小区设置3个样圆,样圆半径5.64 m。
2.4 调查与计算方法
采用半径5.64 m样圆调查方法。在样圆内实测每木胸径和树高。根据调查结果,查江西省杉木二元材积表计算各径阶立木蓄积,并计算单位面积立木株数。
3 效果分析
3.1 不同处理对杉木林分平均胸径、树高和蓄积量的影响
杉木平均胸径、平均树高和蓄积量是立地条件、群体结构和经营管理水平的综合反映,是评价林分质量高低的重要因子。2000年、2005年和2010年秋季对3种处理的林分进行调查,调查结果见表1。根据调查情况,2010年分析了3种不同处理对杉木林分径阶、树高、蓄积量的影响,结果见表2。
从表2可见,不同处理杉木林分的平均胸径分别为18.8 cm、15.2 cm、12.4 cm;(JF2)两次间伐处理比(JF0)未进行间伐处理提高51.6%,(JF1)一次间伐处理比(JF0)未进行间伐处理提高22.6%;(JF2)、(JF1)两种处理的林分中径级以上株数占林分总株数分别为70.1%、62.8%,而(JF0)处理中径级以上株数只占林分总株数的11.2%;不同处理林分的平均树高分别为15.0 m、12.3 m、9.2 m,(JF2)处理比(JF0)处理提高63.1%;(JF1)处理比(JF0)处理提高33.7%。
林分质量最主要的衡量因子是胸径和树高,胸径和树高又决定了林分规格材产量高低。从表2可见(JF2)处理林分的规格材产量提高,(JF1)处理林分次之。
3.2 不同处理对林分材种出材量的影响
由于林分的径阶结构不同,其材种出材量存在显著差异,无疑林分的经济利用价值和经济效益也必然存在显著差异,因此材种出材量是经营上评定林分生产力最重要的依据之一。不同处理对林分材种出材量的影响见表3。
从表3可见,不同处理林分的材种出材量不尽相同,结果表明3种处理的单位面积林分材种出材量分别为178.9、154.35、117.75 m3/hm2,其中规格材占材种出材量比例分别为100%、90.3%、40.8%;(JF2)处理的规格材出材量居首位,是(JF0)处理的3.7倍;(JF1)处理的规格材出材量次之,是(JF0)处理的2.9倍。
3.3 不同处理对林分综合效益的影响
林分的生产力反映在林分的产量和产值上,最终体现在其经济利用价值即经济效益上。抚育间伐较林分皆伐劳动强度虽小,但难度大、效率低、生产量小,抚育间伐下山的间伐材产值与抚育间伐工资对抵略有节余,故未将抚育间伐产量及产值计入。按照当地2010年木材市场行情计算,不同处理林分单位面积的产量和产值差异很大,3种不同处理林分单位面积(hm2)产值分别为12.3万元(JF2),9.9万元(JF1),6.75万元(JF0);其直接经济效益大小排序为JF2>JF1>JF0,其中(JF2)处理林分单位面积产值比(JF0)处理提高82.2%,居首位;(JF1)处理林分单位面积产值比(JF0)处理提高46.7%,次之。
4 结论
1)科学、适时地对人工杉木林分进行抚育间伐,是提高林分质量及经济效益的重要途径。由于改善林分生长环境条件,能促进林木生长,特别是胸径、树高增长明显,直接影响林分质量、产量、材种出材量、产值等综合效益。3种处理的林分出材量和产值大小排序是JF2>JF1>JF0,JF2处理比JF0处理产值提高82.2%,居首位;JF1处理比JF0处理提高46.7%,次之。故科学、合理进行抚育间伐能搞高林分出材量和产值。
2)抚育间伐是杉木中幼龄人工林经营中的重要技术措施,对杉木林分生长和林分质量有显著影响。无论是林分平均胸径、平均树高、单位面积蓄积量还是出材量、规格材出材量,均表现出2次间伐(JF2)>1次间伐(JF1)>没有间伐(JF0)的林分,同样地表现在经济效益上较大差异。因此,科学、合理、适时进行抚育间伐是提高杉木中幼龄人工林林分质量的关键技术措施。
3)本研究为江西省吉安市林区培育杉木大径材提供理论依据。试验表明经过抚育间伐的杉木中幼龄人工林林分,可定向培育杉木大径材。
参考文献
[1]江西省农林垦殖局.造林手册[M].北京:农业出版社,1973.
林分生长 篇4
目前, 广东省还有很大面积的马尾松林分亟待改造, 研究马尾松林分改造技术具有重要意义。本研究选择东江水源林马尾松低效林为对象, 采用乡土树种进行改造示范, 并对其造林初期的幼林生长和植物多样性进行初步研究, 旨在为马尾松林和水源林改造及建设提供一定的理论依据和技术基础。
1 材料与方法
1.1 研究地区概况
本研究地区位于河源市东源县, 地处广东省东北部, 东江中上游, 地理位置为东经114°48′~115°22′, 北纬23°41′~24°13′。东源县气候属亚热带季风气候, 全年光热充足, 雨量充沛, 年平均气温20.7℃, 年平均降水量1 889.9 mm, 年平均相对湿度77%。全县主要土壤类型有赤红壤、红壤和黄壤, 造林地土层较深厚, 多在80 cm以上, 林地土壤肥力普遍为中等水平。地带性植被类型为热带季雨林型的常绿季雨林, 组成种类丰富, 但由于长期人为干扰破坏, 原生森林植被已不复存在。现存植被为松类、相思类、桉树类等人工林和各种次生林及灌丛草坡。
1.2 供试树种
本研究改造树种共7种, 分别为火力楠 (Michelia macclurei) 、枫香 (Liquidambar formosana) 、黧蒴 (Castanopsis fissa) 、红锥 (Castanopsis hystrix) 、樟树 (Cinnamomun camphora) 、阴香 (Cinnamomun burmanii) 、木荷 (Schima superba) 。
1.3 试验设计
研究设计了5种改造类型, 分别为枫香×樟树、红锥×枫香、火力楠×黧蒴、木荷×阴香自然式株间混交组合和木荷×阴香行间混交组合。自然式混交组合即2个树种在林地上均匀、随机地种植;行间混交组合即2个树种按照1∶1的比例在林地上隔行依次种植。
该试验林于2010年3月造林。采用带状清理对马尾松林地进行疏伐, 使林分郁闭度控制在0.3~0.4;造林株行距为2.0 m×3.5 m (1 425株/hm2) ;植穴规格为50 cm×50 cm×40 cm;每穴施过磷酸钙100 g、进口复合肥200 g作基肥;采用一年生、高约30 cm的一级营养袋苗种植;栽植后连续3年、每年于5—6月和9—10月抚育。
1.4 研究方法
1.4.1 标准地的建立。
2010年12月在示范林5种不同改造类型的林分中选择代表性的地段各建立3个20 m×30 m的固定标准地, 具体情况见表1。
1.4.2 林木生长调查。
在各标准地中每木实测胸径、地径、树高和冠幅。
1.4.3 林地植物多样性调查。
物种多样性的调查采用徐小牛等[3]的方法, 在各标准地内按梅花形机械设置5个2 m×2m的小样方, 调查、记录小样方内全部灌木和草本的种类、盖度、株数及平均高度。参考文献[4,5,6,7]计算多样性指标。
注:坡向栏中, S40°E表示南偏东40°, 以此类推。
1.4.4 数据分析。
数据采用Microsoft Excel 2003进行统计处理, 并运用SAS 8.1软件进行Duncan多重比较与聚类分析[8]。
2 结果与分析
2.1 不同改造类型的林木生长
2.1.1 不同改造类型马尾松生长状况。
从表2可以看出, 5种不同类型林地中的马尾松, 只有胸径年均生长量存在显著差异, 树高年均生长量和冠幅年均生长量差异都不明显。其中, 枫香×樟树自然式混交改造类型林地中马尾松胸径年均生长量最大, 达0.83 cm/年;木荷×阴香自然式混交改造类型林地次之, 为0.74 cm/年;火力楠×黧蒴自然式混交改造类型林地和红锥×枫香自然式混交改造类型林地中马毛松胸径年均生长量分别为0.71、0.69 cm/年;木荷×阴香行间混交改造类型林地最小, 仅为0.60 cm/年。
(cm/年)
邓肯检验表明, 马尾松各生长量间没有显著差异, 这可能是因为改造时间很短, 改造类型对于马尾松的影响尚未表现出来。
2.1.2 改造树种生长状况。
从表3可以看出, 木荷的平均地径显著大于其他改造树种, 达0.922 cm;其次是火力楠, 地径为0.855 cm;红锥和枫香则分别为0.811、0.750 cm。阴香和黧蒴长势一般, 分别为0.687、0.659 cm。樟树地径则显著小于其他改造树种, 仅为0.568 cm。
(cm)
树高方面, 最大的是阴香, 达69.1 cm, 显著大于其他改造树种;木荷、火力楠和枫香树高长势较好, 分别为64.3、63.9、63.8 cm;红锥和黧蒴长势中等, 分别为59.7、59.3 cm;樟树树高最小, 仅为39.3 cm, 与其他改造树种有较大差别。
冠幅方面, 最大的是红锥, 达34.3 cm;其次是木荷、火力楠和黧蒴, 分别为28.7、25.3、24.0 cm;枫香和阴香长势中等, 分别为22.7、22.0 cm;樟树冠幅最小, 仅为18.3 cm, 显著小于其他改造树种。
对上述7个改造树种进行聚类分析, 结果如图1所示。若阈值取0.75, 则可以将7个树种分为3类:第一类为OB7号, 即为红锥, 为最速生树种。第二类为OB2、OB3、OB4、OB5、OB6号, 即为枫香、木荷、阴香、火力楠和黧蒴, 为生长速度中等树种。第三类为OB1号, 即樟树, 为生长速度最慢树种。
注:OB1-樟树, OB2-枫香, OB3-木荷, OB4-阴香, OB5-火力楠, OB6-黧蒴, OB7-红锥。
2.2 不同改造类型的林地植物多样性
2.2.1 不同改造类型林下灌木层多样性。
调查表明, 林地灌木种类丰富, 主要有三叉苦 (Melicope pteleifolia) 、菝葜 (Smilax aberrans) 、鬼灯笼 (Clerodendron fortunatum) 、米碎花 (Eurya chinensis) 、多花野牡丹 (Melastoma polyanthum Bl) 、栀子花 (Gardenia jasminoides) 、潺槁木姜子 (Litsea glutinosa) 、车轮梅 (Rhaphiolepis indica Lindl) 、桃金娘 (Rhodomyrtus tomentosa) 、岗松 (Baeckea frutescens L.) 、火炭母 (Polygonum chinensis) 、酸藤果 (Embelia laeta) 、梅叶冬青 (Ilex asprella) 。
从表4可以看出, 枫香×樟树自然式混交改造类型、火力楠×黧蒴自然式混交改造类型和红锥×枫香自然式混交改造类型林下灌木种类数量最多, 均为6种;木荷×阴香自然式混交改造类型和木荷×阴香行间混交改造类型林下灌木种类数量最少, 仅2种。
从不同改造类型林下灌木层多样性指数表可以看出, 木荷×阴香行间混交改造类型林下灌木层的Simpson指数D最高, 达0.67;木荷×阴香自然式混交改造类型和火力楠×黧蒴自然式混交改造类型较高, 分别为0.63和0.61;红锥×枫香自然式混交改造类型较低, 为0.37;枫香×樟树自然式混交改造类型最低, 仅为0.31。Shannon-Winer指数H以红锥×枫香自然式混交改造类型最高, 达0.89;火力楠×黧蒴自然式混交改造类型次之, 为0.87;第三的是枫香×樟树自然式混交改造类型, 为0.74;木荷×阴香自然式混交改造类型较低, 为0.56;木荷×阴香行间混交改造类型最低, 仅为0.37。5种改造类型的种间相遇机率PIE较为接近, 介于0.29~0.40之间, 以火力楠×黧蒴自然式混交改造类型最高, 红锥×枫香自然式混交改造类型最低。群落均匀度R以火力楠×黧蒴自然式混交改造类型最高, 达0.94;红锥×枫香自然式混交改造类型次之, 为0.91;枫香×樟树自然式混交改造类型和木荷×阴香自然式混交改造类型较高, 分别为0.84和0.81;木荷×阴香行间混交改造类型最低, 仅为0.54。
2.2.2 不同改造类型林下草本层多样性。
调查表明, 林地主要草本植物有芒萁 (Dicranopteris linearis Under) 、黑莎草 ( (GGaahhnniiaa ttrriissttiiss) ) 、、芒芒草草 ( (MMiissccaanntthhuuss ssiinneennssiiss) ) 、、半半边边旗旗 ( (PPtteerriiss ssemmiippiinnnnaattaa) ) 、、海海金金沙沙 ( (LLyyggooddiiuumm jjaappoonniiccuumm) ) 、、铁铁线线蕨蕨 ( (AAddiiaannttum ccaappiilllluuss--vveenneerriiss) ) 、、假假臭臭草草 ( (AAggeerraattuumm hhoouussttoonniiaannuumm) ) 。。
从从表表55可可以以看看出出, , 在在林林下下草草本本种种类类数数量量方方面面, , 以以枫枫香香×樟樟树树自自然然式式混混交交改改造造类类型型最最多多, , 为为44种种;;红红锥锥××枫枫香香自自然然式混混交交改改造造类类型型、、木木荷荷××阴阴香香自自然然式式混混交交改改造造类类型型和和木木荷荷××阴香香行行间间混混交交改改造造类类型型都都为为33种种;;火火力力楠楠××黧黧蒴蒴自自然然式式混混交交改造造类类型型最最少少, , 仅仅为为22种种。。
从不同改造类型林下草本层多样性指数表可以看出, Simpson指数D大小顺序为:木荷×阴香自然式混交改造类型 (0.83) >木荷×阴香行间混交改造类型 (0.74) >红锥×枫香自然式混交改造类型 (0.69) >枫香×樟树自然式混交改造类型 (0.57) >火力楠×黧蒴自然式混交改造类型 (0.39) 。ShannonWiner指数H以红锥×枫香自然式混交改造类型最高, 达0.98;枫香×樟树自然式混交改造类型次之, 为0.93;火力楠×黧蒴自然式混交改造类型和木荷×阴香行间混交改造类型较低, 分别为0.66和0.49;木荷×阴香自然式混交改造类型最低, 仅为0.33。种间相遇机率PIE以红锥×枫香自然式混交改造类型最大, 达0.77;枫香×樟树自然式混交改造类型次之, 为0.57;木荷×阴香行间混交改造类型、木荷×阴香自然式混交改造类型和火力楠×黧蒴自然式混交改造类型较低, 分别为0.48、0.41和0.39。群落均匀度R以红锥×枫香自然式混交改造类型最高, 达0.93;枫香×樟树自然式混交改造类型和火力楠×黧蒴自然式混交改造类型较高, 分别为0.91和0.85;木荷×阴香行间混交改造类型较低, 为0.53;木荷×阴香自然式混交改造类型最低, 仅为0.48。
从表4、5可以看出, 以枫香×樟树自然式混交改造类型林下植物种类最丰富, 达10种;红锥×枫香自然式混交改造类型次之, 为9种;火力楠×黧蒴自然式混交改造类型有8种;木荷×阴香自然式混交改造类型和木荷×阴香行间混交改造类型最低, 仅有5种。
3 结论与讨论
3.1 不同改造类型的林木生长
本研究结果表明, 不同改造类型的马尾松林木生长基本上没有显著差异, 这是由于改造时间短, 不同改造类型对马尾松的影响尚未起作用。但不同改造树种则表现出较大的差异性。从标准地内不同改造树种的生长情况来看, 红锥和木荷长势最好, 生长最快, 这与汤文彪[9]的研究一致;阴香、枫枫香香、、黧黧蒴蒴和和火火力力楠楠长长势势中中等等, , 这这与与黄黄勇勇来来[[1100]]研研究究表表明明枫枫香与与马马尾尾松松混混交交效效果果不不理理想想的的观观点点不不一一致致;;樟樟树树则则生生长长速速度最最慢慢。。
聚类分析可以把本研究的7个改造树种分为3类:第一类为红锥, 为最速生树种;第二类为生长速度中等树种, 包括枫香、木荷、阴香、火力楠和黧蒴;第三类为樟树, 为生长速度最慢树种。
3.2不同改造类型对林下植物多样性的影响
林下植物是组成生态系统的部分之一, 它在促进林地养分循环和维护地力中起着关键的作用[11,12]。植物多样性不仅由群落本身的类型与结构决定, 同时还受其演替阶段、微生境及其人为活动因素的影响, 并能成为反映群落稳定性和动态的定量指标[13]。研究表明, 林分改造对提高林下植物多样性有明显作用[14]。
综合灌木层和草本层的各植物多样性指标来看, 红锥×枫香自然式混交改造类型林下植物多样性最好, 火力楠×黧蒴自然式混交改造类型和枫香×樟树自然式混交改造类型较好, 木荷×阴香自然式混交改造类型和木荷×阴香行间混交改造类型较差。
林分生长 篇5
影响森林资源动态变化的原因主要来自:森林资源的自然生长和枯损;各种经营活动、非经营活动和自然灾害导致的森林资源消耗;经营活动促进森林资源增长、森林面积增加、森林覆盖率提高、林地面积增加;调查体系变化、调查误差出现森林资源数据变动[1,2,3]。从生态系统干扰角度分类, 森林资源的消长原因可分为无人为干扰的自然消长和有人为干扰2类[4,5]。
在现有森林资源监测体系下, 以最新森林资源二类调查小班档案数据库为基础, 通过建立林分自然生长模型, 对自然生长的乔木林分小班进行小班蓄积量、平均胸径和平均树高的年度更新;对于小班平均年龄、龄组、郁闭度等主要因子, 根据小班档案数据, 结合林分生长发育规律进行相应调整更新。通过模型更新和调查更新, 可以实现森林资源年度更新, 从而实现森林资源动态管理, 为政府部门做好决策, 林业管理部门做好服务, 森林经营者搞好生产提供有效依据。
1 研究区概况
江西省于1995年形成了管理体系、技术体系、生产体系融为一体的稳定运行的监测系统。监测技术体系由定期的5年森林资源连续清查系统和5年的县、乡、国营林场二类森林资源监测系统组成。先后开展了8次森林资源连续清查和8次森林资源二类调查工作, 已存储了大量固定样地和样木数据, 主要包括林分类型、立地条件、样木复位、样木胸径和林木蓄积量 (一元材积表计算) 。
2 研究思路
森林资源“年度出数”的主要指标包括各类土地面积、森林覆盖率和各类森林蓄积量。各类土地面积是根据森林经营档案和补充调查进行调查更新;各类森林蓄积量是采用模型更新和调查更新相结合的方法进行。调查更新主要针对人为经营活动的林分, 模型更新主要针对自然生长状态下的林分, 即未进行森林抚育采伐、主伐、更新采伐等人为干扰的乔木林小班, 但不包括幼龄林中因达到起测胸径林木数量增加而引起的蓄积量非常规变化的乔木林分小班。模型更新是以最新二类调查小班数据库为基础, 利用林木生长模型和林分蓄积量修正参数进行综合更新。
目前, 我们已掌握了多期森林资源调查数据, 主要包括固定样地立地因子、森林类型、样木类型与胸径等。为了节约成本, 高效利用现有数据, 可利用复位样地、样木数据, 建立分林区、起源、龄组、郁闭度的胸径径阶生长率林木模型, 实现小班平均胸径年度更新;利用复位样木前后期胸径、材积数据, 研建“胸径—材积生长率”林木模型, 实现小班蓄积量 (不考虑林分进界木、枯倒木和零星采伐木蓄积量变化) 年度更新;利用现有掌握的林木胸径、树高数据, 适当补充一定数量样木, 研建“胸径—树高”林木模型, 实现小班树高年度更新。将建好的林木模型与样地属性因子如群落结构、植被覆盖度、树种结构、经营水平、自然度等建立相关关系, 建立相关样地因子的林分水平的模型。
利用采伐量小于10%的固定样地的复位木、进界木、枯死木、零星采伐木数据, 分林区、树种、起源、林龄、郁闭度编制林分总生长率、进界木生长率、林木消耗率表, 从而计算当年全县各类型森林总体蓄积量, 然后以此为控制数, 分类型对模型更新的小班蓄积量进行相应修正。
3 数据收集与整理
3.1 建模数据来源
⑴江西省历次森林资源连续清查和二类调查固定样地复位样木数据。
⑵外业补充调查数据, 外业调查的解析木资料作为辅助补充。
⑶一般情况下, 样本单元原则上尽量采用同期调查数据, 不足时以历年调查数据作补充;在样本单元数量严重不足时, 可使用相邻林区同类型数据或全省数据充实样本单元数据。
3.2 建模单元确定
为了准确地反映林木自然生长状况, 科学更新森林资源数据, 结合江西省自然地理条件与森林类型, 建模应充分考虑到区域、起源、优势树种、林分龄组、立地条件等因素引起生长过程差异[6]。
⑴区域:自然地理、地貌和立地条件是影响林木自然生长的最基本因素。江西省根据不同区域林木生长的差异性, 建立了赣南林区 (赣州市、广昌县) 、井冈山林区 (吉安市、莲花县) 、幕阜山、石花尖林区 (宜春市、除莲花县外的萍乡市各县区、九江市、新余市、除进贤县外的南昌市各县区) 、信江、乐安河林区 (上饶市、景德镇市、鹰潭市) 、抚河林区 (进贤县、除广昌县外的抚州市各县区) 一元材积表。历年来, 江西省森林资源调查, 固定样地样木蓄积量计算指标主要为胸径, 为确保建模时数据统一和应用准确, 建模中蓄积量全部采用一元材积表计算。林分自然生长模型的区域与江西省一元材积表分区相同。
⑵起源:起源对林木生长率有较大影响。因此, 建模时, 起源按人工和天然两个类型划分, 赣南马尾松飞播林单列。
⑶树种:不同树种林木生长率各不相同。结合江西省森林资源实际, 按杉木、马尾松、湿地松、软阔、硬阔五个类型划分。
⑷林分龄组:林龄对林木生长率影响较大。因此, 建模时, 龄组按幼林龄、中龄林、近熟林、成过熟林四个类型划分 (龄组划分时, 不分林种, 统一按一般用材林划分标准执行) 。
⑸立地质量:自然生长状况下, 林地立地质量是直接影响林木生长的最根本因素, 一般立地质量好, 林木树高、材积生长也快。影响立地质量因子主要包括气候、水文、土壤等因子。对于同一林区而言, 海拔、土壤类型、土壤厚度、坡位、坡度、坡向等是主要因子。因此, 在林分自然生长模型研建过程中, 以材积生长率为评价指标, 根据海拔、土壤类型、土壤厚度、坡位、坡度、坡向等情况, 分好、中、差三个水平评价立地质量。
4 林分生长模型研建
4.1 生长模型选择
⑴胸径—材积生长率模型:Y=a Xb+c;
, 以及其它模型, 包括周边省份或研究报告中已使用的相关模型。
材积生长率计算采用普雷斯勒生长率公式:
⑵胸径—树高模型:H=a+b/ (D+k) ;
H=a+b×D+c×D2;H=a×Db;H=a×e-b/D, 以及其它模型, 包括周边省份或研究报告中已使用的相关模型。
模型拟合时, 在主要模型的各衍生模型中挑选, 根据拟合的确定系数和相关误差指标最终确定, 整个过程在Spss或For Stat软件中实现。
4.2 林木生长模型的建立
林木生长模型建立以标准林分生长的数据为基础。标准林分即郁闭度在0.7左右, 人为干扰较小。因此, 在建立林木生长模型时, 要选择人为干扰较小, 郁闭度为0.7的纯林样地做为样本。
4.2.1 胸径与材积生长率回归模型建立。
(1) 样地的抽选:对于同一建模单元数据库, 将采伐量低于10%森林类型分类数据, 人为干扰小, 郁闭度0.7以上样地筛选出来, 形成初步单元样地数据, 将其对应的复位样木数据筛选出来, 形成建模单元样木数据。再利用数理统计方法, 分别径阶材积年均生长率用2倍标准差对样本胸径数据进行筛选, 剔除非正常数据。 (2) 模型建立:每个森林类型样地的样木胸径和相应材积生长率构成数据, 以胸径为自变量, 材积生长率为因变量, 应用Spss软件拟合多种经验生长模型, 并通过统计指标的对比选定最优模型。最终选定的模型应根据预估误差、F值检验、平均距离等检验方式确定。
4.2.2 胸径与树高回归模型建立。
考虑到现有样地样木数据无法满足建立各森林类型的胸径与树高模型, 只能建立以五大林区、优势树种为建模单元的胸径与树高模型。 (1) 资料的整理:将补充调查的胸径和树高的样木数据, 按照五大林区 (赣南林区、井冈山林区、幕阜山和石花尖林区、信江、乐安河林区和抚河林区) 和优势树种分类。 (2) 模型的建立:样地的样木胸径和相应树高构成数据, 以胸径为自变量, 相应树高为因变量, 应用Spss软件拟合多种经验模型, 并通过统计指标的对比选定最优模型。最终选定的模型原则上要求平均预估误差在10%以内。
4.2.3 胸径生长率模型。
对各建模单元数据库进行整理, 以1 cm胸径径级距, 计算林木胸径各径级距平均生长率, 并以此为基础数据, 拟合一条胸径生长率曲线。
4.3 林分生长模型建立
林木生长在不同林地利用或投入水平下存在着一定的差别, 相关研究表明:林地群落结构、地表植被的覆盖度以及树种结构等因子, 是森林的生态结构反映了林分中林木的生长稳定性, 一方面可以增加涵养水分的作用, 另外由于完整的生态结构对林地的肥力保持有很大的作用;经营管理水平则表现在区域政策、经营方式以及对林地经营的投入, 在我国森林的经营管理是非常粗放, 林地的蓄积量受林分的经营管理水平影响十分显著, 相关研究表明许多天然次生林的产生都是与林分的经营管理水平直接相关的, 人为的破坏和粗放的经营管理方式造成了许多林地资产的低效率运行。基于此构建群落结构、植被覆盖度、树种结构、可及度、经营水平和自然度6个因子分数水平的林分生长模型修正参数。依据森林资源调查技术规范标准划分等级并赋予相应的分值[7,8,9] (表1) 。
⑴根据因子分量表排列组合, 去除现实区域内所没有的组合, 选取具有代表性的样地作标准地若干, 同类型的3块以上, 计算实际林分材积生长率。对各实际林分材积生长率与平均胸径下林木材积生长率比值进行聚类分析, 选择一定的阈值, 根据实际情况划分3~6个等别, 将Ⅰ级定位最高级, 排列与因子水平相一致。
⑵进行单因子多元方差分析。在SPSS上Analyze模块General Lineal model的Univariate实现, Dependent Variable框选择实际林分材积生长率与标准林分材积生长率比值, 这里剔除掉差异不明显的因子。
⑶将标准地因子分量数据与聚类分析结果标准地数据整合, 运用逐步判别分析的方法, 就可以得到林分生长的主导因子, 以及相应的判别函数。
⑷根据聚类等级单元内各实际林分材积生长率与平均胸径下林木材积生长率比值中值, 计算群落结构、植被覆盖度、树种结构、可及度、经营水平和自然度6个因子分数水平的林分材积生长率修正参数。
4.4 模型检验
检验主要分为两种, 一种是利用未参与建模的样地数据检验;另一种是外业补充调查后, 通过标准地的补充调查和平均木的树干解析, 对胸径—材积生长率回归模型及胸径与树高回归模型进行验证。为确保林分自然增长模型的精确性, 两种验证均应进行。为了减少建模单元数量, 建模时注意模型的一致性或差异性, 如无差异, 则归并;另外, 也可将相关影响因子作为哑变量, 采用哑变量方法拟合不同程度的通用性模型。
4.5 模型修正
为了提高模型的准确性, 今后可结合各类型调查逐步增加各建模单元树高、胸径、年龄等样本数据, 对原有的模型进行修正, 并逐步建立胸径与年龄、树高与年龄等模型。
5 森林资源档案数据库的更新
5.1 数据库规范化整理
规范最新的二类调查小班数据库, 增加统一的生态林和用材林龄组划分标准代码, 增加分树种 (马尾松、杉木、湿地松、硬阔、软阔) 的小班的各立地因子及相应的判别函数评价立地质量水平因子。
根据小班数据库的小班的林分蓄积量和散生蓄积及马尾松、杉木、湿地松、硬阔、软阔各树种 (组) 占蓄积量的比例计算小班各树种 (组) 的蓄积量。
5.2 小班的数据库模型更新
⑴根据小班所在林区及小班属性因子的起源、统一的生态林和用材林龄组划分标准代码、各树种立地质量水平选择对应的胸径与材积生长率模型, 通过小班的平均胸径计算各树种的材积生长率, 结合前面计算的小班各树种蓄积量, 实现小班蓄积量的模型更新。
⑵结合小班的平均胸径和优势树种查询相应林分的胸径径阶生长率表, 实现小班胸径更新。
⑶根据相应林分“胸径与树高”模型, 以小班的胸径更新值为基础, 计算小班的平均树高, 实现树高的模型更新。
⑷根据各林区分起源、树种、龄组的综合生长率表, 计算全县相应类型林分总生长量、进界木生长量和林木消耗量 (即枯倒木和零星采伐木消耗量) , 然后以此为总控, 修正相应类型小班进界生长量和枯倒消耗量。
6 结论与讨论
1) 在现有森林资源监测体系, 实现森林资源数据库的年度更新, 应从资源数据的统计估计的源头出发, 找到森林资源动态变化主要因子, 针对林分自然生长部分可以通过模型去模拟林木生长, 在不同的林分水平建立修正参数, 以满足年度数据变更的需要。
2) 江西省森林资源监测体系, 蓄积量的计算以五大林区的一元材积表为基础, 为实现资源的年度更新建立胸径与材积生长率表是用一种取巧的方法。在实际应用中一元材积表的误差很大, 运用二元材积表在调查工作中又很难实现操作, 这也是长期以来困扰森林资源监测的技术人员问题之一。因此, 基于林分生长模型的森林资源年度档案更新技术应随监测体系的发展而有所变化。
基于林分生长模型的森林资源年度档案更新技术是在现行森林资源管理方法的基础上, 吸收已有的成果建立的。随着林地调查技术水平提高, 森林资源监测体系将不断深化改革, 森林资源数据年度变更, 对森林经营管理将具有划时代的意义。
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