抚育间伐对北京山区侧柏、油松人工林林下植物的影响

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侧柏(Platycladus orientalis)林、油松(Pinus tabulaeformis)林是北京市山区重要的针叶林类型,侧柏林59 816.8 hm~2,油松林60 106.1 hm~2,占北京市山区公益林总面积均约为20%,其总体质量直接关系到首都的生态环境建设。本文从不同强度抚育后北京低山侧柏人工林和油松人工林林木的生长、林内的环境、林下植物多样性以及林下指示植物的变化和发展进行系统的研究,综合分析了抚育的效果,为确定侧柏、油松合理的经营密度和具体的抚育措施提供理论依据。主要结论有:随着抚育强度增大土壤容重减小,强度抚育后各林分土壤容重最大可降低8.6%~17.5%;土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量都随着抚育强度增大而增加。抚育后林下透光条件均改善,随着抚育强度的增大林内光合有效辐射增强,强度抚育后各林分后林内光合有效辐射可增加了86.3%~243.6%。各林分林内温度随着抚育强度的增大逐渐升高,而相对湿度随着抚育强度的增大而降低,强度抚育后生长季内各林分林内温度平均提高了0.68~1.14℃,林内相对湿度平均降低了3.33%~7.71%。各林分的环境因子变化在实施强度抚育后效果最明显。抚育间伐后,侧柏林分的质量提高。阳坡薄土、阳坡厚土、半阳坡厚土3种立地类型的侧柏林分的平均胸径、树高、冠幅和单株材积随抚育强度增大而升高。抚育后第1年和第2年各侧柏林分林下植物种类、数量、多样性指数和林下植物总生物量都随着抚育强度的增大而增加,林下植物垂直结构也随抚育强度增大而分布明显,林下植物分布高度增加至150 cm;强度抚育2年后,阳坡薄土、阳坡厚土和半阳坡厚土侧柏林下植物增加了13~17种,且林下需水性强的植物比例增加,促使侧柏林下植物向中旱生转变;中度、强度抚育后各立地条件的侧柏林下植物生物量均可达到6150.59~7989.98 kg/hm~2。对于北京低山阳坡薄土34年生、阳坡厚土20年生、半阳坡厚土22年生3种侧柏人工林经营密度分别宜为3 400~4 700株/hm~2、3300~3900株/hm~2、2 500~3 400株/hm~2。阴坡厚土油松抚育后第2年,林分的质量提高,但不同强度抚育的林分生长指标差异不显著。抚育后第6年,油松林木的各项生长指标都表现为强度抚育>中度抚育>弱度抚育>对照,强度抚育后林分生长效果显著,油松的胸径、树高、冠幅、林木单株蓄积量、总蓄积量分别增加了70.2%、40.4%、52.3%、236.4%、41.2%。油松在抚育后第1、2年,林下植物种类、数量、多样性指数、均匀度指数和林下植物总生物量都随着抚育强度的增加而升高。抚育后第6年,不同强度抚育下油松林的植物种类、多样性指数均比抚育后第1、2年有所降低,但仍表现为强度抚育>中度抚育>弱度抚育>对照;各强度扰育后林下植物的密度较抚育初期有所减少,植物盖度仍随抚育强度加大而增加,林下出现150 cm以上的植物,可明显看出林下植物的结构层次;中度、强度抚育使林下需水性强的植物比例增加,促使油松人工林林下植物向中旱生、中生植物转变;随着抚育强度的增大,油松林林下植物总生物量也增加,强度抚育后第6年的林下植物总生物量增加了70.9%。对于北京低山阴坡厚土35~37年生密度为3 200~3 467株/hm~2的油松人工林,强度间伐最有利于油松人工林林分质量和林下植物多样性的提高,经营密度宜为1 240~1 500株/hm~2。综上所述,抚育对于北京山区侧柏、油松的林内环境改变,林分质量以及林下植物多样性的提高是显著的,有利于生态公益林的稳定,应施行合理抚育措施,控制林分密度,促使生态公益林向健康、可持续方向发展。
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