鲁中南山区松树人工林近自然经营效果分析

doi:10.6040/j.issn.1671-9352.0.2020.199

《山东大学学报(理学版)》 ›› 2020, Vol. 55 ›› Issue (11): 8-17.doi: 10.6040/j.issn.1671-9352.0.2020.199

鲁中南山区松树人工林近自然经营效果分析

凌春辉^1,²(),张明忠²,吕桂云³,崔浩然^1,²,颜攀^1,²,韦业^1,²,刘胜元^1,²,马风云^1,²,王华田^1,²,刘秀梅^1,^4,*(),马玲⁵

1. 黄河下游森林培育国家林业和草原局重点实验室，山东泰安 271018
2. 山东农业大学林学院，山东泰安 271018
3. 山东省阳信县职业中等专业学校，山东滨州 251800
4. 上海市环境学校，上海 200135
5. 山东省国土空间数据遥感技术中心，山东济南 250002

收稿日期:2020-05-08 出版日期:2020-11-20 发布日期:2020-11-17
通讯作者: 刘秀梅 E-mail:1063031474@qq.com;xiaomi8869@163.com
作者简介:凌春辉(1996—)，男，硕士，研究方向为森林近自然经营研究. E-mail:1063031474@qq.com
基金资助:
森林质量精准提升工程暨森林经营样板基地建设项目(鲁林造2017-2020-1);山东省农业科技资金项目(林业科技创新2019LY004)

Application impacts analysis on natural forestry management for pine plantation in central and southern mountainous area of Shandong province

Chun-hui LING^1,²(),Ming-zhong ZHANG²,Gui-yun LYU³,Hao-ran CUI^1,²,Pan YAP^1,²,Ye WEI^1,²,Sheng-yuan LIU^1,²,Feng-yun MA^1,²,Hua-tian WANG^1,²,Xiu-mei LIU^1,^4,*(),Ling MA⁵

1. State Forestry and Grassland Administration Key Laboratory of Silviculture in Downstream Areas of the Yellow River, Tai'an 271018, Shandong, China
2. College of Forestry, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, Shandong, China
3. Yangxin Vocational School in Shandong Province, Binzhou 251800, Shandong, China
4. Shanghai Environment College, Shanghai 200135, China
5. Territotial Space Data and Remote Sensing Technology Center of Shandong Province, Jinan 250002, Shandong, China

Received:2020-05-08 Online:2020-11-20 Published:2020-11-17
Contact: Xiu-mei LIU E-mail:1063031474@qq.com;xiaomi8869@163.com

摘要/Abstract

摘要：

近自然抚育作业于徂徕山林场、泰山林场和明光寺林场进行，采用目标树抚育作业方式，对不同林分进行间伐处理，时长分别为2、10和3年。结果表明，与对照相比，抚育处理后林分平均胸径、树高和冠幅较对照提高3.13%~12.89%、3.03%~8.91%和2.75%~25.91%；林分生长速度加快，保留木的胸径、树高和冠幅年生长量分别提高21.43%~66.67%、9.21%~26.15%和64.29%~300%；林下灌木层植物种类增多，出现侧柏、臭椿等喜光物种；油松纯林和松栎混交林中草本植物多样性改善，Simpson、Shannon-wiener和Gleason指数分别提高0.95%~1.93%、5.33%~10.43%和4.67%~18.18%，马唐、大油芒、羊胡子草等植物重要值提高；另外，抚育间伐后林下土壤pH提高0.77%~3.78%，土壤容重降低5.48%~12.68%；同时，过氧化氢酶、土壤磷酸酶、土壤蔗糖酶、土壤脲酶活性较对照分别提高6.74%~29.33%、4.79%~4.99%、2.13%~10.34%和1.25%~25.56%。近自然抚育间伐在一定程度上可以促进林分生长量积累、丰富林下植物多样性、改善林下土壤质量。

关键词: 人工林, 近自然经营, 森林抚育, 营林效果, 目标树

Abstract:

The near-natural management experiments were carried out at three forestry stations of Culaishan, Taishan and Mingguangsi, with long-time thinning possesses of 2, 10 and 3 years, respectively. The results revealed that: (1) The effects of thinning management could promote the seedling growth compared to the controlled treatment (CK), the main height, diameter at breast height (DBH) and canopy diameter increased by 3.13%-12.89%, 3.03%-8.91% and 2.75%-25.91%, respectively. Similarly, the annual mean diameter of residual trees height, DBH and diameter of canopy also improved by 21.43%-66.67%, 9.21%-26.15% and 64.29%-300% when suffered to near-natural processing. (2) The intermediate cutting changed the canopy gap, led to a decrease in crown closure. On the contrary, it caused an increase in plant species of shrub layer especially for the light-loving plants like Platycladus orientalis and Ailanthus altissima. Consistently, it could contribute to the herbs diversity, which caused improvements of diversity indexes like Simpson, Shannon-wiener and Gleason in pure pine stand and mixed pine-oak forest compared with that in CK. At the same time, the important values of Digitaria sanguinalis, Spodiopogon sibiricus and Carex rigescens elevated. (3) The tending measurement resulted in an improvement of soil pH, and a decrease of bulk density. As well, it had a potential to accelerate the nutrient metabolism for the increasing enzyme activities of catalase, phosphatase, sucrase and urease, which increased by 6.74%-29.33%, 4.79%-4.99%, 2.13%-10.34% and 1.25%-25.56%, respectively. It could be seen that the tending operation could benefit to the stand growth, enrich the undergrowth diversity, also improve the soil quality in different stand conditions.

Key words: artificial forest, close-to-natural forest management, forest tending, reforested effects, target trees

中图分类号:

S715

凌春辉,张明忠,吕桂云,崔浩然,颜攀,韦业,刘胜元,马风云,王华田,刘秀梅,马玲. 鲁中南山区松树人工林近自然经营效果分析[J]. 《山东大学学报(理学版)》, 2020, 55(11): 8-17.

Chun-hui LING,Ming-zhong ZHANG,Gui-yun LYU,Hao-ran CUI,Pan YAP,Ye WEI,Sheng-yuan LIU,Feng-yun MA,Hua-tian WANG,Xiu-mei LIU,Ling MA. Application impacts analysis on natural forestry management for pine plantation in central and southern mountainous area of Shandong province[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE), 2020, 55(11): 8-17.

图/表 11

图1

图2

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

图3

参考文献 16

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样地类型	种类	株数·hm^-2	总种类数	总株数·hm^-2
抚育样地	荆条	455.00±36.38	6	≈1 042
	构树	145.00±78.96
	侧柏	25.00±16.51
	酸枣	30.00±14.20
	麻栎	330.00±71.58
	臭椿	57.00±27.45
对照样地	荆条	450.00±17.58	5	≈1 510
	麻栎	475.00±82.55
	臭椿	45.00±16.38
	桑树	30.00±19.62
	构树	340.00±88.90

样地类型	种类	株数·hm^-2	种类数	总株数·hm^-2
抚育样地	荆条	1 211.67	7	≈1 400
	酸枣	25.00
	桑树	10.00
	连翘	5.00
	胡枝子	117.00
	杠柳	15.00
	毛葡萄	15.00
对照样地	荆条	1 210.81	9	≈1 350
	扁担杆子	20.00
	毛葡萄	25.00
	杠柳	15.00
	蛇葡萄	25.00
	悬钩子	10.00
	胡枝子	45.00
	桑树	10.00
	绣线菊	25.00

样地类型	种类	株数·hm^-2	种类总数	总株数·hm^-2
抚育样地	麻栎	696.67	3	≈1 039
	荆条	282.50
	臭椿	60.00
对照样地	麻栎	1 135.00	2	≈2 180
对照样地	荆条	1 045.00	2	≈2 180

林分类型	样地类型	均匀度指数	辛普森多样性指数	香农-威纳指数	丰富度指数
油松纯林	抚育样地	0.157 7	0.925 5	2.680 3	2.657 5
油松纯林	对照样地	0.202 3	0.908 0	2.427 2	1.875 9
赤松纯林	抚育样地	0.163 8	0.916 7	2.621 0	2.5012
赤松纯林	对照样地	0.148 2	0.931 3	2.815 0	2.970 2
松栎混交林	抚育样地	0.186 8	0.9006	2.428 6	2.032 2
松栎混交林	对照样地	0.209 6	0.892 1	2.305 7	1.719 6

抚育样地植物种类	科	重要值/%	对照样地植物种类	科	重要值/%
马唐	禾本科	12.15	鬼针草	菊科	11.79
苦麦菜	菊科	10.20	苣荬菜	菊科	11.14
羊胡子草	莎草科	6.54	白英	茄科	9.69
竹叶草	禾本科	5.80	羊胡子草	莎草科	9.53
隐子草	禾本科	5.41	地梢瓜	萝藦科	9.17
甘菊	菊科	5.10	茜草	茜草科	7.65
狗尾草	禾本科	4.88	甘菊	菊科	7.29
萝藦	萝藦科	4.16	荩草	禾本科	7.11
披碱草	禾本科	3.76	隐子草	禾本科	4.96
何首乌	蓼科	2.95	飞蓬	菊科	2.71
茜草	茜草科	1.99

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林分	样地类型	pH值	电导率/(kΩ·cm^-1)	含水率/%	容积含水率/%	土壤容重/(g·cm^-3)
油松纯林	抚育样地对照样地	5.40±0.09^a 5.33±0.09^a	43.27±7.14^bc 55.13±11.80^ab	0.03±0.02^b 0.03±0.01^b	0.05±0.02^b 0.04±0.01^b	1.47±0.07^a 1.52±0.01^a
赤松纯林	抚育样地对照样地	5.22±0.02^a 5.18±0.05^a	58.63±9.24^a 59.47±1.86^a	0.05±0.02^a 0.05±0.01^a	0.08±0.02^a 0.08±0.01^a	1.38±0.02^ab 1.46±0.04^a
松栎混交林	抚育样地对照样地	5.49±0.39^a 5.29±0.12^a	41.87±4.26^bc 40.70±4.31^c	0.04±0.02^ab 0.04±0.01^ab	0.06±0.02^ab 0.05±0.02^b	1.24±0.05^b 1.42±0.23^ab

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抚育样地植物种类	科	重要值/%	对照样地植物种类	科	重要值/%
千金子	禾本科	16.08	鬼针草	菊科	12.59
大油芒	禾本科	11.60	商陆	商陆科	12.46
橘草	禾本科	9.13	白英	茄科	8.11
小菅草	禾本科	8.99	千金子	禾本科	7.21
鬼针草	菊科	7.12	白莲蒿	菊科	6.92
艾蒿	菊科	7.09	小菅草	禾本科	5.47
野古草	禾本科	5.43	卷柏	卷柏科	4.90
卷柏	卷柏科	5.29	隐子草	禾本科	4.77
白莲蒿	菊科	5.03	鸭跖草	鸭跖草科	4.12
竹叶草	禾本科	4.55	野古草	禾本科	3.98
地梢瓜	萝藦科	4.34	马兜铃	马兜铃科	3.89
鸭跖草	鸭跖草科	4.3	酢浆草	酢浆草科	3.74
银胶菊	菊科	4.21	银胶菊	菊科	3.65
隐子草	禾本科	2.96	竹叶草	禾本科	3.44
何首乌	蓼科	2.22	茜草	茜草科	3.29
茜草	茜草科	1.67	何首乌	蓼科	2.98
			白草	禾本科	2.97
			狗尾草	禾本科	2.51

抚育样地植物种类	科	重要值/%	对照样地植物种类	科	重要值/%
羊胡子草	莎草科	16.88	羊胡子草	莎草科	17.39
苦卖菜	菊科	13.68	酢浆草	酢浆草科	13.26
荩草	禾本科	12.79	秋菊	菊科	12.20
甘菊	菊科	9.37	苦卖菜	菊科	11.10
萝藦	萝藦科	7.48	鬼针草	菊科	9.34
野韭	百合科	7.00	艾蒿	菊科	8.30
披碱草	禾本科	6.58	荩草	禾本科	7.62
隐子草	禾本科	6.12	茜草	茜草科	7.35
艾蒿	菊科	5.30	萱草	百合科	4.85
鹅绒藤	萝藦科	4.91	柳叶草	菊科	4.65
细叶沙参	桔梗科	3.32	禾本科草	禾本科	3.93
柳叶草	菊科	3.30
景天	景天科	3.27