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不同间伐强度对核桃楸次生林生长及林下植物多样性的影响

更新时间:2009-03-28

核桃楸Juglans mandshurica属胡桃科胡桃属落叶阔叶乔木,又名胡桃楸、山核桃,与水曲柳、黄波罗并称“东北三大硬阔”[1]。其材质优良,种仁营养丰富、味美可食,是我国东北地区珍贵用材树种之一。近年来,核桃楸果材兼用林经营已引起高度重视,发展前景广阔[2]。截止2011年底,辽宁省有核桃楸林7.6万hm2,蓄积560.4万m3。其中中幼龄林面积和蓄积分别占林分总面积和蓄积的82.7%和73.9%。由于缺乏科学经营管理,林分密度大,林相不整,通风透光条件不良,致使林木生长量小,结实少,经济效益低下。因此,亟待对这类林分进行疏伐,伐除霸王木和非目的树种,为保留木营造较好的生长环境,促进保留木的生长。近年来一些学者对核桃楸果材兼用林营建技术[3-5]、林地复合经营技术[2,6]、促早结实[7]、林下植物多样性[8]等方面进行了系统研究,但不同间伐强度对核桃楸幼龄次生林的生长及林下植物多样性的研究未见报道。本文以16年生核桃楸次生林为研究对象,探讨核桃楸幼龄林合理的间伐强度,为实现辽东山区核桃楸天然林高效稳定的经营管理和可持续利用提供指导。

1 试验区概况

试验区位于辽宁省本溪县草河口镇茳草村荒掌南沟,12林班 6小班,地处 123°58′~123°59′E,40°52′~40°53′N,属长白山余脉千山山脉,海拔518 m。气候属温带季风气候,冬季寒冷干燥,夏季温暖湿润。年均气温6.1℃,年降水量926.3 mm,年蒸发量1072.5 mm,无霜期126.7 d。阔叶红松林是该地区的顶极群落。现存森林类型有日本落叶松、红松等人工林及蒙古栎林、硬阔叶林、阔叶混交林、针阔混交林等天然次生林。

Application of field data acquisition system for geo-hazards survey based on 3S technology YIN Xiang LI Ge MU Lin(80)

2 研究方法

2.1 标准地设置和间伐方法

标准地设置:以天然次生核桃楸林为研究对象,树种组成9核桃楸1其它。土壤为棕色森林土,土壤厚度40 cm。2015年4月设置标准地,林分平均林龄为16 a,进行不同强度的抚育间伐试验。每个处理均为面积1000 m2的样地。

抚育间伐方法:由于抚育对象是同龄单层萌生核桃楸次生林,所以采用下层抚育法。在选择砍伐木前确定林木的生长级和干形级,依照寺崎分级法将生长级和干形级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ共5级[9]。设置轻度、中度和强度3种强度的抚育间伐区。

轻度间伐:伐除所有生长级和干形级均为Ⅴ级木和一部分Ⅳ级木,间伐掉总株数的42%,林分郁闭度0.7~0.8;

中度间伐:伐除所有Ⅴ级木、大部分Ⅳ级木和一部分Ⅲ级木,及干形级为Ⅴ级生长级为Ⅰ、Ⅱ级的林木,间伐掉总株数的60%,林分郁闭度0.6~0.7;

1.3.1 肉桂醛自乳化乳液体系的制备 采用自乳化法制备肉桂醛乳液,具体操作如下:取一定量的油相(肉桂醛、MCT)与表面活性剂吐温80于5 mL细菌瓶中,在室温下将其置于磁力搅拌器上搅拌5 min, 混合均匀,即为有机相.另取适量的超纯水于50 mL烧杯中,搅拌条件下将有机相缓慢滴加至水相中,持续搅拌15 min, 转速为400 r/min. 如无特殊说明,所有乳液制备均在室温下进行,其中,有机相为10 wt%(肉桂醛∶MCT=1∶1),表面活性剂吐温80为7.5 wt%.后续实验,如无特殊说明,油相均为10 wt%, 且油相复配比为1∶1.

强度间伐:伐除所有Ⅳ、Ⅴ级木,大部分Ⅲ级木与少量干形级和生长级均为Ⅰ、Ⅱ级的林木,间伐掉总株数的80%,林分郁闭度0.4~0.5。

网上有一首调侃上海堵车的词《沁园春·上海堵车》:申城风光,千里车堵,万里人焦。望三环内外,车流茫茫;浦江两边,汽笛嚣嚣。司机烦躁,困兽车中,膀胱涨暴无处尿。上立交,看日落月升,还未过桥。交通如此糟糕,引无数驾友挤公交。叹大众福特,慢如蜗牛;奔驰宝马,无处发飙。一代天骄,兰博基尼,泪看电摩把车超。俱往矣,数兜内钞票,把车卖掉。

[4]孙德权.胡桃楸天然次生林改培果材兼用林技术研究[J].防护林科技,2015(12):28-30.

 

表1 核桃楸次生林试验样地2015年采伐情况

  

间伐强度轻 度中 度强 度对 照2015年间伐前2015年间伐后2015年间伐量密度/株·hm-2 1550 1400 1575 1590平均胸径/cm 9.9 10.1 9.1 9.0蓄积量/m3·hm-2 55.9 51.0 43.0 46.2密度/株·hm-2 900 567 270 1590平均胸径/cm 10.3 10.9 10.2 9.0蓄积量/m3·hm-2 35.0 27.5 10.4 46.2密度/株·hm-2 650 833 1305 0平均胸径/cm 9.5 9.1 8.2 0蓄积量/m3·hm-2 20.9 23.5 32.6 0

2.2 林分因子调查

2015年4月和2017年4月对标准地所有乔木进行每木检尺。以树冠或全树干枯为准定为枯死木,计算各样地林分平均胸径、平均单株材积、断面积、蓄积量及各指标2年总生长量。立木材积按辽宁省地方标准一元材积式计算。

在进行锅炉设备检测时,目视检测是一种比较常见的检测方法,主要是只有经验的检修人员,通过裸眼或者在5~10倍放大镜下,对锅炉设备的各项元器件及焊接缝做出观察,从而检测锅炉设备是否有锈蚀、元件疏松、凹坑裂纹等故障隐患问题,然后通过多拍彩色照片的方式,将锅炉设备仪表损伤情况记录下来。[1]在诸多锅炉设备检测方法中,目视检测是无损监测的第一步,可以进一步精确检测范围,弥补内部检验在锅炉检验上的漏洞,此外由于此种检测方法操作简单,不需停止锅炉运行就可以直接检测,因此相比较其他检测方法,目视检测更加经济高效,为此今后锅炉检修人员,还需不断的提升自身的目视检测技术能力。

 

2017年7月中旬调查林下植物多样性,每个林分设3个2 m×2 m灌木样方,调查记录灌木种类、株数、高度和冠幅;每个灌木样方另设3个1 m×1 m草本样方,记录草本种类、株丛数、高度和盖度。

物种多样性指数的计算方法详见文献[9]

综合考虑,轻度间伐既能促进核桃楸次生林的生长,又能提高林下植物多样性,效果最好。即对林分径级为10 cm的核桃楸次生林进行轻度间伐,保留密度以900株·hm-2左右为宜。

式中:S为物种总数。

 

式中:Pi为第i物种个体数占群落个体总数的比。

 
 

2.3 数据处理

试验数据用Excel 2010进行初步处理,采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)及多重比较。

3 结果与分析

3.1 间伐强度对核桃楸次生林林分生长的影响

[1]朱红波,赵云,林士杰,等.核桃楸资源研究进展[J].中国农学通报,2011,27(25):1-4.

2.3.2 核心机构共线网络特征分析 合作研究不仅能促进资源优势互补更是知识创新生成的重要渠道。通过合作研究还可以提高创新成果的质量、影响力,加快知识更新完善的进度[11]。运行CiteSpaceV软件,网络节点选择“Institution”,其它阈值保持不变,得到核心机构合作的知识图谱(图5),图中每一个点都代表一个研究机构,点和点之间的连接代表合作,节点大小代表合作的数量,字体大小代表论文数量[12]。

 

表2 不同间伐强度对核桃楸次生林林分生长的影响

  

间伐强度轻 度中 度强 度对 照2015年4月间伐后断面积/m2·hm-2 7.46 5.61 2.36 10.31蓄积量/m3·hm-2 34.9 27.5 10.4 46.2 2017年4月断面积/m2·hm-2 9.07 7.16 3.08 11.59蓄积量/m3·hm-2 45.1 37.6 15.6 55.4伐后2a总生长量断面积/m2·hm-2 1.61 1.55 0.72 1.28蓄积量/m3·hm-2 10.2 10.1 5.2 9.2

3.2 间伐强度对核桃楸次生林单木生长影响

[2]王福玉,王巨斌,胡万良.辽东山区核桃楸果材林复合经营技术研究[J].辽宁林业科技,2015(5):10-14,18.

 

表3 不同间伐强度对核桃楸次生林单木生长的影响

  

间伐强度轻 度中 度强 度对 照2015年4月间伐后平均胸径/cm 10.3 10.9 10.2 9.0单株材积/m3·hm-2 0.039 0.049 0.038 0.029 2017年4月平均胸径/cm 11.4 12.3 12.0 10.0单株材积/m3·hm-2 0.050 0.066 0.058 0.038伐后2a总生长量平均胸径/cm 1.1 1.4 1.8 1.0单株材积/m3·hm-2 0.011 0.017 0.020 0.009 2017年林分密度/株·hm-2 900 567 270 1470

3.3 间伐强度对核桃楸次生林林下植物多样性的影响

抚育间伐降低了林分郁闭度,改善了林下光照条件,促进了林下植物的生长。由表4可知,核桃楸次生林林下植物的丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson生态优势度指数和Pielou均匀度指数都随间伐强度的增加而增加。对各指标进行方差分析,差异显著。可见间伐有利于核桃楸次生林林下植物多样性的提高。

 

表4 不同间伐强度对核桃楸次生林林下植物多样性的影响

  

注:表中数值为“平均值±标准差”:同列不同字母表示0.05水平差异显著。

 

Pielou均匀度指数0.66±0.02b 0.71±0.03c 0.80±0.01d 0.61±0.01a间伐强度轻 度中 度强 度对 照丰富度指数40.33±2.33b 44.10±2.01b 52.67±2.52c 23.33±2.08a Shannon-Wiener多样性指数1.42±0.02b 2.70±0.04c 3.02±0.02d 1.16±0.03a Simpson生态优势度指数0.49±0.01b 0.51±0.01b 0.62±0.02c 0.31±0.02a

4 结论与讨论

抚育间伐降低林分郁闭度,改善林下光照条件,为保留木创造良好的生长空间。抚育间伐能促进核桃楸次生林林分平均胸径和单株材积的生长。适度抚育间伐能够提高核桃楸幼龄次生林林分断面积和蓄积总生长量,各指标随间伐强度的增加先升高后降低,轻度间伐生长量最大。林分断面积和蓄积量随间伐强度的增加而减少。这与前人的研究结论相同[10-11]

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抚育间伐的同时,一些喜光灌木和草本植物迅速萌发,增加了林下的物种种类,有效促进了林下物种的繁衍和生长,从而使林分物种多样性增加[12]。抚育间伐能够提高核桃楸幼龄次生林林下植物多样性,各指标都随着间伐强度的增加而增加,差异显著。这与前人的研究结论相同[9,12]

丰富度指数:Ro=S

参考文献:

由表2可知,伐后2 a各间伐处理的林分断面积和蓄积总生长量均大于对照,且随间伐强度的增加表现出先升高后降低。林分断面积和蓄积量随着间伐强度的增加而逐渐减小。可见适度抚育间伐能促进林分的断面积和蓄积生长。

由表3可知,伐后2 a各间伐处理的林分平均胸径和单株材积总生长量均大于对照,并随间伐强度的增加而增加。由表1和表3可知,各间伐处理的林分由于及时抚育,保留木生长空间扩大,均未发生自然稀疏;而对照发生较强的自然稀疏,枯损率达7.5%。可见抚育间伐能促进林分平均胸径和单株材积生长。

[3]赵庆喜.核桃楸萌芽林改建果材兼用林初探[J].防护林科技,2011(6):103-104.

适度保留蒙古栎、色木槭等阔叶树种,不营造核桃楸纯林。同时对保留木进行修枝,定干高度5 m。林分调查因子见表1。

2.5 孕晚期血清sFlt-1/PLGF比值预测高危孕妇子痫前期发病的ROC曲线分析 血清sFlt-1/PLGF比值对高危孕妇子痫前期的曲线下面积(AUC)为0.824(95%CI=0.657~0.992)。最佳截断值为8.39(灵敏度 72.7%,特异度 86.5%)。ROC曲线见图1。

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[5]王辉,刘福江.辽东山区核桃楸果材兼用林营建存在的问题及建议[J].农技服务,2007,24(7):93.

[6]张宝刚,张沐春,王福玉,等.核桃楸林地套种短梗五加栽培技术[J].北方园艺,2011(6):217-218.

[7]李立新,张琦,孙延林,等.木果兼用胡桃楸林促早结实栽培试验[J].农业经济,2012,19(6):436.

[8]杨立学,孙跃志.不同林龄胡桃楸林下植物多样性的差异[J].生态学杂志,2013,32(4):807-812.

[9]于立忠,朱教君,孔详文,等.人为干扰(间伐)对红松林下多样性的影响[J].生态学报,2006,26(11):3757-3764.

[10]谭学仁,胡万良,王忠利,等.红松人工林大径材培育及种材兼用效果分析[J].东北林业大学学报,2000,28(3):75-77.

[11]丁磊.抚育间伐对红松人工林生长的影响[J].林业实用技术,2013(4):19-22.

[12]高云昌,张文辉,何景峰,等.黄龙山油松人工林间伐效果的综合评价[J].应用生态学报,2013,24(5):1313-1319.

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丁磊
《辽宁林业科技》 2018年第02期
《辽宁林业科技》2018年第02期文献

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