论文部分内容阅读
本文以辽东天然林——杂木林、柞树林和人工林——红松林为研究对象，研究了不同间伐强度下各林型的生长状况及生物量、生物多样性、枯枝落叶性质和林地土壤特性等，分析了不同抚育措施对各林型作用效果的影响，建立了各林型作用效果综合评价的指标体系。
文章利用辽宁省森林经营研究所多年固定标准地的调查资料，设置试验样地，研究不同间伐抚育措施对不同林型生长状况的影响，进而影响森林系统植物多样性，从而导致林分枯枝落叶性质的差异，最终导致森林土壤性质的改变。文章利用统计分析方法，将各部分的研究结果进行关联分析，使研究内容形成一个较完善的研究体系。最终通过方差分析，选取对森林作用效果这一综合指标有显著影响的因子进行综合评价排序，定量分析不同抚育间伐措施对森林作用效果的影响以及不同林型适宜的抚育间伐强度。如此系统的研究辽东山区森林抚育间伐措施的森林作用效果，在目前研究中尚未发现。研究结果表明：
1、从生物量指标体系看，阔叶树种杂木林和柞树林在不同间伐强度下的叶面积指数规律较一致，为弱度间伐区>对照区>强度间伐区>中度间伐区；针叶树种红松林内为弱度间伐区>中度间伐区>强度间伐区>对照区。不同间伐强度处理间杂木林、红松林和柞树林差异均不显著。间伐强度对林木株数的影响呈现出很强的规律性，间伐强度越大，自然稀疏死亡的林木株数越小。胸径、单株材积、蓄积量和生物量随间伐强度的变化趋势大体相同，即抚育间伐能够促进林木生长，且对阔叶树种和针叶树种增长率不完全相同；不同间伐强度间差异显著或极显著。
2、从植物多样性指标看，杂木林对照区的冠下植被多度最大，达到143％，其余各区由大到小的顺序依次为弱度间伐区、强度间伐区和中度间伐区；草本植物多度由大到小为对照区、中度间伐区、强度间伐区和弱度间伐区；灌木层多度由大到小的顺序为弱度间伐区、对照区、强度间伐区和中度间伐区。红松林冠下多度由大到小的排序为强度间伐区、中度间伐区、弱度间伐区和对照区，多度随着间伐强的的增大而增大。柞树林冠下植被多度以强度间伐区最高，其次为对照区和中度间伐区，弱度间伐区最小。不同抚育间伐措施间植物物种多样性差异显著或极显著。
3、抚育间伐改变林分枯枝落叶性质。①枯枝落叶年凋落量变化规律：杂木林中最高的为弱度间伐区2.93t/hm<2>，为对照区的1.14倍，其次分别为对照区、中度间伐区和强度间伐区。间伐后各红松林凋落量较对照区均略有提高，弱度间伐区提高1.3倍。柞树林年凋落量弱度间伐区较对照提高32％，强度间伐区提高13％，中度间伐区提高2％。所有林分凋落物中组分均以落叶为主，占总量的65％以上。②枯枝落叶贮量变化规律：在所有间伐强度韵林地内，凋落物均以枯叶为主。与间伐强度得关系为：以弱度间伐区为最大玉对照区和中度间伐区次之，强度间伐区最小。③枯枝落叶的平均分解率规律：杂木林冲为中度间伐区>弱度间伐区和>强度间伐区>对照区；红松林对照区>强度间伐区>弱度间伐区>中度间伐区；柞树林为弱度间伐区>强度间伐区>对照区>中度间伐区。④不同林型凋落物分解模型规律：杂木林平均凋落物分解的半衰期为2.33年，完全分解需9.88年；其中枯枝的分解分别为2.92年和13.03年；落叶分解时间分别为1.87年和7.92年。红松林平均凋落物分解的半衰期为3.645年，完全分解需15.625年,其中枯枝的分解分别为4.05年和17.41年；落叶分解时间分别为3.36年和14.36年。柞树林平均凋落物分解的半衰期为2.44年，完全分解需10.36年；其中枯枝的分解分别为2.95年和13.25年；落叶分解时间分别为1.87年和8.32年。⑤所选杂木林、红松林和柞树林养分归还规律均为中弱度间伐区归还养分的量最大，其次为对照区，再次为中度间伐区，归还量最少的为强度间伐区。阔叶树种枯枝落叶中氮、磷、钾均以叶片归还量最大，针叶树种氮、磷以叶片归还量最高，钾在落叶和枯枝中含量均较高。不同间伐强度处理下，各林型除分解转化率指标外，枯枝落叶性质各指标间差异均达到显著水平，表明抚育间伐对枯枝落叶性质影响显著。
4、不同抚育措施下森林林地土壤的性质发生改变。从物理性质看，红松林在不同强度抚育间伐下，土壤物理性质表现为强度间伐区优于中度间伐区，对照区第三，弱度间伐区较差；杂木林为中度间伐区优于强度间伐区，弱度间伐区第三，对照区较差；柞树林为对照区优于弱度间伐区，中度间伐区第三，强度间伐区较差v。化学性质的排序略有不同：红松林、柞树林和杂木林均为弱度间伐区>中度间伐区>强度间伐区>对照区。从土壤微生物特性看，杂木林土壤微生物数量高于柞树林，红松林土壤微生物最少。不同间伐强度间，大体以弱度间伐区土壤微生物数量最多，其次是对照区和中度间伐区，强度间伐区最少。土壤呼吸测定结果表明，CO<,2>释放通量排序为杂木林、柞树林和红松林；各树种不同间伐强度内的排序大体遵循弱度间伐区>对照区>中度间伐区>强度间伐区。方差分析结果表明，除CO<,2>释放通量这一指标外，其余土壤性质指标间差异均达到显著水平(杂木林土壤化学性质除外)。
对森林作用效果影响因子进行灰色关联度分析，结果表明指标间的关联度较好，说明选取的评价指标和林分的作用效果具有良好的耦合性。对不同间伐抚育措施下不同森林类型的作用效果进行综合评价，结果表明，杂木林和柞树林优于红松林，表明阔叶林尤其是阔叶混交林的作用效果要优于针叶林；对阔叶树种杂木林和柞树林进行中度和弱度间伐，对红松林进行中度和强度间伐能够有效提高森林作用效果。