大興安嶺不同采伐方式興安落葉松天然更新研究

大興安嶺不同采伐方式興安落葉松天然更新研究

衡量修剪方式的基本標志之一是森林更新是否良好。森林更新是森林永續(xù)的基礎(chǔ),天然林或人工林經(jīng)過采伐、火燒或其它自然災害而消失后,在同一更新地應根據(jù)具體條件同時采用幾種更新方法。更新必須跟上采伐,這是我國采伐更新管理辦法對更新工作的基本要求,也是衡量一個林業(yè)單位更新工作好壞的重要標志。森林采伐作業(yè)環(huán)境保護技術(shù)對林木天然更新效果存在很大影響文中以實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應用相關(guān)分析和其它統(tǒng)計方法,分析不同采伐方式對有效天然更新株數(shù)的影響,確定不同采伐方式有效天然更新株數(shù)的主要限制因子,旨在為林分可持續(xù)經(jīng)營提供科學依據(jù)。1內(nèi)蒙古東北部下海溫地區(qū)研究地區(qū)位于滿歸林業(yè)局,地處北緯51°51′02″～52°30′52″,東經(jīng)121°05′47″～122°47′05″,位于內(nèi)蒙古大興安嶺西坡北部,行政隸屬內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟根河市、額爾古納市管轄。該局屬寒溫帶大陸性季風氣候,由于受西伯利亞冷氣高壓團的影響,冬季漫長嚴寒,夏季短促多雨,四季和晝夜溫差變化大。該局屬寒溫帶針葉林區(qū),植被由蒙古植物區(qū)系和東西伯利亞區(qū)系構(gòu)成,興安落葉松林在該局分布最廣,多以單層純林存在,其次與白樺、山楊、柳樹等組成針闊混交林,此外還有少量與樟子松混交成林。2樣地設置及調(diào)查通過林相圖與實地踏查相結(jié)合,對不同采伐方式下樣地的天然更新情況進行了調(diào)查。采伐方式分為皆伐、二次漸伐和經(jīng)營擇伐。皆伐是一次采伐預定伐區(qū)內(nèi)的全部林木,采伐強度為100%;經(jīng)營擇伐是伐除成過熟林木,采伐強度為30%;二次漸伐是分兩次采伐伐區(qū)內(nèi)的林木,采伐強度為50%。每一采伐類型各設5個20m×10m標準樣地,共設置樣地275塊,其中經(jīng)營擇伐、二次漸伐各100塊,皆伐75塊。對每一塊樣地分別進行立地條件、更新數(shù)量、有效更新頻度及下木和地被物的調(diào)查。立地條件調(diào)查:調(diào)查因子包括坡度、坡向、坡位、土壤厚度;更新數(shù)量調(diào)查:逐一測定樣地內(nèi)每一株天然更新苗的地徑、樹高、年齡,并記錄更新苗木的種類;有效更新頻度調(diào)查:在樣地內(nèi)設置200個1m×1m樣方,每個樣方內(nèi)出現(xiàn)幾種樹種的天然更新苗時,取目的樹種即興安落葉松,有若干株天然更新幼苗或幼樹,按1株計算,這樣考慮是因為樣方中的幼苗或幼樹由于種種原因一般只可能有株長成大樹,用這種方法所計得的數(shù)稱為有效更新株數(shù)3結(jié)果與分析3.1天然更新苗類型通過對275塊不同采伐方式樣地的天然更新效果進行調(diào)查可知,天然更新苗主要以興安落葉松和白樺為主,3種采伐類型樣地中有極少數(shù)的樟子松幼苗。如果將興安落葉松與白樺天然更新放在一起考慮,超過40%的樣地有效更新株數(shù)在500～1000株/hm3.2人工有效更新株數(shù)的計算為了比較不同采伐方式更新的差異,分別計算了經(jīng)營擇伐、二次漸伐和皆伐樣地興安落葉松+白樺和興安落葉松的每公頃有效更新株數(shù),發(fā)現(xiàn)經(jīng)營擇伐在這3種采伐方式中更新狀況最好,皆伐更新效果最差(見表1)。由于對于每一種采伐方式都盡可能多地在各種不同的立地條件下設置樣地,并且都未進行各種人工造林或人工促進更新措施,因此,計算一種采伐方式在不同立地條件下樣地更新的平均值,基本能夠反映出這一采伐方式在這一地區(qū)的天然更新水平。經(jīng)營擇伐又稱集約擇伐或更新?lián)穹?雖然它也是砍伐規(guī)定徑級以上的成過熟林木,但它是以提高森林生產(chǎn)力和維持生態(tài)環(huán)境為目的,所以在采伐時嚴格按照“去大留小,去劣留優(yōu)”的原則確定采伐木,把更新、撫育和利用結(jié)合起來,因此與其它兩種采伐方式相比,經(jīng)營擇伐天然更新效果最好。雖然皆伐跡地的郁閉度比其它兩種采伐方式低,但皆伐比擇伐的更新效果差很多,其中一個重要原因是皆伐比擇伐對土壤的負面影響大為了進一步比較不同采伐方式天然更新的差異,分析了不同采伐方式樣地的有效天然更新株數(shù)分布特征(見表2),用分布范圍內(nèi)天然有效更新株數(shù)樣地數(shù)占總樣地的百分數(shù)來表示。經(jīng)營擇伐大部分樣地有效天然更新株數(shù)在1000～1500株/hm通過調(diào)查發(fā)現(xiàn):興安落葉松在落種條件好、植被稀疏、林分郁閉度不大、土壤和水分狀況良好及光照充足的地帶,就會有大量的天然更新幼樹。3.3對天然更新數(shù)量的影響因素分析樹木對環(huán)境的敏感程度隨著年齡的增大而減弱,幼苗的更新存活需要許多生境條件。在恢復森林、完成更新的過程中任何采伐方式都是在眾多環(huán)境因子綜合作用下完成的根據(jù)興安落葉松的更新特性和條件,共觀測了11個影響興安落葉松更新的生境條件,包括林分組成、郁閉度、坡位、坡度、坡向、土壤濕度、土層厚度、下木高度、下木蓋度、地被物厚度及地被物蓋度。不同采伐方式,生境因子與有效更新株數(shù)的相關(guān)關(guān)系存在很大差異。經(jīng)營擇伐林分有效更新株數(shù)與生境因子中郁閉度的相關(guān)關(guān)系最為密切,它們之間相關(guān)系數(shù)顯著性水平大于99%,達極顯著(見表3)?？梢娊?jīng)營擇伐林分興安落葉松天然更新株數(shù)主要受林分郁閉度的制約,林分郁閉度是限制此類型采伐方式興安落葉松天然更新株數(shù)的主要因子。在經(jīng)營擇伐林分中,與興安落葉松天然更新株數(shù)相關(guān)的立地因子按相關(guān)系數(shù)從大到小排列為:林分組成、土壤厚度、坡度、坡位、地被蓋度、坡向和下木蓋度。林冠層的疏密程度直接影響光照的強弱,隨著郁閉度的降低光照增強,環(huán)境的變化引起局部地溫的增高,種子得到了良好的發(fā)芽條件,天然更新情況良好。同時,林分郁比度的大小直接影響林木的光照條件和營養(yǎng)面積,從而對種子的產(chǎn)量和質(zhì)量均產(chǎn)生顯著的影響,進而影響到天然更新效果。二次漸伐林分有效更新株數(shù)與地被蓋度相關(guān)密切,相關(guān)系數(shù)顯著性水平大于99%,屬于極顯著(見表4)。二次漸伐林分中興安落葉松天然更新株數(shù)主要受林分地表草本植物的制約,地表草本植物的蓋度是限制此類型采伐方式興安落葉松天然更新株數(shù)的主要因子。其它在二次漸伐林分中與興安落葉松天然更新株數(shù)相關(guān)的立地因子按相關(guān)系數(shù)從大到小分別為:林分組成、下木蓋度、土壤厚度、坡向、坡位、郁閉度和坡度。通過分析可以發(fā)現(xiàn):造成二次漸伐林分天然更新數(shù)量較低的主要因素是草本層蓋度較大,草根盤結(jié)強,從而影響了種子的落地和萌發(fā)。皆伐跡地的郁閉度為零,光照和溫度條件比較好,有效更新株數(shù)與草本層蓋度有很強的相關(guān)性,皆伐林分更新主要受草本層蓋度的制約。通過對3種采伐方式有效天然更新株數(shù)與環(huán)境條件因子的分析,可以了解不同采伐方式中各個環(huán)境因子與更新效果的相關(guān)性大小。采用不同采伐方式后的林分各環(huán)境因子條件差異很大,例如由于經(jīng)營擇伐的采伐強度最小,采用這種采伐方式林分的郁閉度比其它兩種要高,因此,對于采用經(jīng)營擇伐的林分限制其天然更新的主要環(huán)境因子是光照條件。皆伐和二次漸伐,由于采伐強度高,伐后林分的郁閉度低,光照條件要比經(jīng)營擇伐好很多。但皆伐和二次漸伐后,草本層蓋度較高,會導致部分種子接觸不到土壤,同時也降低了土壤的溫度條件,抑制了種子的萌發(fā)。不同采伐方式及林分的生境條件與興安落葉松有效更新株數(shù)相關(guān)關(guān)系見表5。土壤厚度、采伐類型和林分組成與興安落葉松有效更新株數(shù)相關(guān)極顯著,說明這3個因子是影響興安落葉松有效更新株數(shù)的主要因子。土壤厚度與興安落葉松有效更新株數(shù)相關(guān)最顯著,這一方面反映了興安落葉松在土壤肥沃條件下更新比較好的生活習性,另一方面也反映了滿歸地區(qū)大部分地方土層較薄,土壤條件成為限制興安落葉松更新的一個主要因素。不同采伐類型對興安落葉松的影響也很大,在這3種采伐方式中,興安落葉松有效天然更新株數(shù)最高的是經(jīng)營擇伐,其次是二次漸伐,更新效果最差的是皆伐。因此,在森林經(jīng)營過程中,為了保持資源的可持續(xù)利用,采用合適的采伐方式對于維持興安落葉松的可持續(xù)發(fā)展非常重要。林分組成對興安落葉松的天然更新作用