人工林长期立地生产力研究概述

本文首先对国内外人工林长期立地生产力问题研究的背景、历史沿革进行了回顾,阐述了从过去讨论单一树种连栽导致的生产力下降和土壤退化问题发展成为关注全球和区域的气候变化、大气污染、自然灾害以及所有与长期立地生产力有关的人工经营措施对长期立地生产力影响这样一个广阔领域研究的历史演变过程,并且列举了目前世界各国一些正在实施的相关研究项目的主要研究内容和目标.然后对长期立地生产力研究有关的概念和术语进行了比较分析,重点阐述了立地、立地生产力、长期森林生产力/持续森林生产力、长期立地生产力/持续立地生产力等概念在长期生产力研究中的意义和涵盖的范围,介绍了国内外一些学者对长期立地生产力研究时间周期的界定,并对我国几个树种(如杉木和毛竹等)的长期立地生产力研究的时间周期进行了探讨.最后简述了国内外在长期立地生产力研究上采用的技术方法、研究策略及今后的发展趋势.     

人工林长期立地生产力研究的现状和前景

目前很少有直接的证据证明经营措施（特别是收获技术）导致了立地质量下降,并使人工林立地生产力下降。直接依据的缺乏,主要是由于专门研究这一问题的设计完善的试验林的不足。为了提高人们对森林生态系统功能的认识并使研究结果具有推广应用价值,开展设计完善的长期田间试验和过程研究势在必行。虽然立地分类系统和计算模型能够综合现有的知识以表达立地生产力的高低,但它们本身不能用作立地生产力下降或提高的依据。因此,建立长期田间试验是准确预测长期立地生产力变化的唯一途径。     

人工林长期立地生产力研究的现状和前景

目前很少有直接的证据证明经营措施（特别是收获技术）导致了立地质量下降,并使人工林立地生产力下降。直接依据的缺乏,主要是由于专门研究这一问题的设计完善的试验林的不足。为了提高人们对森林生态系统功能的认识并使研究结果具有推广应用价值,开展设计完善的长期田间试验和过程研究势在必行。虽然立地分类系统和计算模型能够综合现有的知识以表达立地生产力的高低,但它们本身不能用作立地生产力下降或提高的依据。因此,建立长期田间试验是准确预测长期立地生产力变化的唯一途径。     

桉树人工林可持续的土壤经营——以广西东门林场为例

桉树人工林在全世界的发展迅速,没有比在中国南部地区更需要一种新的木材和木纤维产品的需求。在桉树迅猛的扩张过程中,人工林可持续的生产力和合理的生态系统管理将扮演至关重要的角色。以往非可持续的农业经营导致了东门林场的土地严重退化,东门项目期间,在这些立地上重新造林证明了土壤营养的缺乏严重影响了退化立地的潜在生产力。1988年在东门进行了一个巨桉(E.grandis)早期施肥试验林植株地上部分不同器官的生物量和养分库的研究,以便更好地了解一些经营管理措施的养分结论。另一方面,林木采伐过程中养分的丧失,枯枝落叶的收集和燃烧使得土壤表面裸露,并加剧了土壤侵蚀。目前,在东门第3代、第4代集约经营的人工林的高生产力证明是高标准的经营管理的结果,林地上枯枝落叶和采伐剩余物的保留,细致的整地,土壤侵蚀的控制以及科学的施肥是关键因素;另外加上改良的遗传材料增强了生产力和收益,也增强了东门桉树人工林土壤可持续经营。一个国际林业研究中心网络得以建立,为了调查研究在同一立地上是否有可能进行连续的种植速生丰产林而对立地土壤和水资源没有损害,研究提供了大量的热带人工林有关立地管理的信息。为了优化集约经营人工林的生产力、收益率及可持续性,在华南地区有必要继续进行土壤和养分研究。     

我国毛竹林长期立地生产力研究问题的评述

以世界各国森林长期立地生产力研究为背景,结合我国毛竹林经营和研究情况,对毛竹林长期立地生产力的现状、影响因素以及研究策略为等方面进行了论述。尝试构建了研究这一问题的技术路线和系统框架。提出使用时序法、回溯法和长期定位观测相结合的技术方法克服“长期”研究的时间跨度,研究长期立地生产力对经营措施的干扰反应,并试用立地分类和评价、专家系统和计算机模拟模型等技术方法评价和预测经营措施对长期立地生产力的作用     

湖北省杉木人工林立地类型划分及评价

以湖北省杉木人工林为研究对象,选择166块具有代表性的杉木人工林标准地,并测定样地的常规立地因子。利用数量化理论Ⅰ的方法建立了杉木优势高与立地因子之间的关系模型,对研究区杉木人工林进行立地类型划分及立地质量评价。结果表明,所选择的5个立地因子与优势高数量化拟合的复相关系数为0.639;海拔、腐殖层厚度和坡位这3个立地因子对优势高的贡献率达84.99%,且影响均达到极显著水平;采用海拔、腐殖层厚度和坡位3个因子构建研究区杉木人工林立地类型,共划分为22类;按照优、良、中、差4个评价等级对166块样地所属的立地类型进行立地质量评价,得出湖北省杉木人工林在中海拔、土壤湿润、土壤养分含量较高的立地条件下生产力较高,研究区立地质量整体处于中等偏上水平的结论。     

太行山西侧油松人工林立地分类及生长预测

利用203块标准地资料,对太行山西侧油松人工林的立地分类及生长预测进行了研究。以坡向、海拔、土层厚度为主导立地因子,划分了3个纬度段的立地类型组。按立地类型组进行了不同龄级的树高预测,以椽材林木树高为标准,对立地生产力进行了评测,提出了不同立地类型组现有油松人工林分类经营和荒山油松造林意见。     

我国人工林生产力问题的研究（Ⅰ）—影响我国人工林生产力的自然因素评价

以桉树、杉木、马尾松、落叶松及樟子松等为对象 ,利用样地调查资料 ,结合已有研究成果 ,对造成我国人工林生产力低下的多种自然因素 ,进行了系统地分析研究。结果表明 ,按人工林现实分布格局及立地质量水平 ,全国人工林气候—立地生产潜力 (材积 )平均为 8 6m3 hm2 ·a ;现有人工林由于大面积幼龄林的存在 ,所带来的生产力总体水平下降的幅度为 31%～ 35 %。     

土壤因子对立地生产力的影响定量研究进展

地位指数法是目前应用最广泛的评价立地生产力的方法,但对它与土壤因子的关系研究得较少。将土壤因子定量引入基于地位指数的生长模型,可直观地反映土壤对树木生长的影响。文中对国内外基于地位指数表达的立地生产力与土壤因子的关系研究所涉及的模型和方法进行了总结归纳,以期为立地生产力评价和土壤管理提供借鉴。     

人工林的育林方向和育林体系

本文根据我国人工林长期发展实践经验和“七五”“八五”期间针对我国人工林发展中存在问题所做的科技攻关成果进行归纳总结,为人工林的持续经营提供科技支撑。主要内容包括人工林培育上的6个方向(或目标),即定向、速生、丰产、稳定、优质和高效,以及按生态系统管理要求提出的人工林育林体系上的5个控制:遗传控制、立地控制、密度控制、植被控制和地力控制。按照上述6个方向和5个控制在人工林培育上的实施,人工林的长期生产力将会得以保持,人工林多功能培育效果也得以实现。     

A review of management impacts on the soil productivity of South African commercial forestry plantations and the implications for multiple-rotation productivity

An overview of southern African research that has investigated the impact of management practices that can potentially affect the long-term site productivity of plantations is presented, with an emphasis of these impacts on soil productivity and with the implications for multiple-rotation site productivity. Activities that are most likely to cause long-term changes in soil productivity are identified as those causing high site disturbance during the inter-rotation period, notably ground-based mechanised operations and harvest residue management (including complete biomass removal) and, under some conditions, fertilisation. The impacts of these practices on soil and stand productivity are discussed from a southern African perspective. Knowledge gaps are identified and it is suggested that the immediate research priority is to identify meaningful indicators that are sensitive to change and that can be linked to stand production. Other key research focus areas are proposed and the need for a permanent long-term monitoring network is highlighted.     

立地管理对第2代杉木4年生人工幼林生长影响的研究

为研究不同立地管理方式对多代经营杉木人工林生产力的影响 ,在 1代杉木采伐迹地上用 5种林地处理方式进行 2代杉木人工林营造 ,试验表明 :(1)BL3BM0 (收获树干和树皮、加倍采伐剩余物 )处理方式对 4年生 2代杉木林的生长最为有利 ,对降低土壤容重和提高土壤pH值的作用最大 ,是最佳的立地管理措施 ;(2 )BL1BM0 (清理树木的所有部分 )处理生长最慢 ;(3)BL0 BM0 (清除地上所有有机质 )处理的杉木在 1～ 2年生时生长为次好 ,但对土壤肥力的维持最为不利 ,3年生后杉木生长略为落后 ;(4)BL2 BM1(商业性收获加炼山 )处理的杉木生长比BL2 BM0 (商业性收获 )的略好 ,但未达到差异显著水平 ;(5 )采伐剩余物分解至质量残留 5 0 %的时间需要 2 0个月 ,估计分解至质量残留 5 %需要 90个月的时间     

热带人工用材林研究综述*

在对速生丰产林、速生丰产用材林、工业人工林和人工用材林的概念进行辨析的基础上 ,总结了世界热带人工用材林发展的特点 ,综述了热带人工用材林在政策法规、种苗繁育、造林和经营技术、生产力和轮伐期、立地质量监测和评价、森林病虫害和生物多样性、木材材性和木材工业 7个方面的最新进展 ,最后提出了调整人工用材林发展政策 ;加强生产技术研究和产业带建设 ,提高公众参与程度 ;充分利用市场手段 ,鼓励多元投资主体 ,发展非公有制林业 3条建议以发展我国热带人工用材林产业。     

马尾松人工林地力维护研究进展

针对地力衰退与维护这一林业研究热点,文中从林分生产力、土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物、土壤酶活性、自毒作用6个方面阐述了马尾松人工林的地力现状。众多研究表明,马尾松人工林尚未出现地力衰退,其产生地力衰退的原因主要是不合理的营林措施。同时从轮作、混交林、发展林下植被、林地施肥、生态系统管理等方面介绍了马尾松人工林地力维护进展,并对马尾松人工林地力维护研究趋势进行了展望。     

关于我国人工林长期生产力的保持

为了保持我国人工林的长期生产力和提高森林质量,达到可持续经营的目的。作者在以往研究工作的基础上,广泛收集了国内外有关成果与资料,概括论述了我国人工林森林生产力的现状、不能保持生产力的原因与机理以及长期保持人工林生产力的技术对策。按第八次清查的全国森林资源数据,每公顷蓄积量为89.79 m^3,其中天然林为104.6 m^3,人工林为52.76 m^3,人工林森林生产力明显低于天然林;我国优势树种人工林每公顷蓄积量也不高,如杉木为69.8 m^3,马尾松为56.2 m^3,落叶松为58.6 m^3,这些数据比日本2002年3月公布的人工林相似树种的数据低很多,如日本针叶树蓄积量为227.97 m^3·hm^-2,柳杉为295.83 m^3·hm^-2,落叶松为189.88 m^3·hm^-2。关于年生长量,按全国第七次资源清查的中龄林与近熟林的数据做统计:杉木人工林5.2~4.2 m^3·hm^-2,马尾松为3.2~1.8 m^3·hm^-2,柏木为3.4~3.2 m^3·hm^-2;但按作者掌握的我国重点或示范性、试验性小面积人工林生长量看,却很高,按我国编制的速生丰产林标准的生长量数据看比较高。我国大面积人工林生产力不高,短周期经营的杨树、桉树人工林也不高,主要原因是:(1)纯林化与针叶化严重。按第八次全国森林资源统计,纯林占人工林的85%,而且针叶化明显,人工乔木林10个优势树种中针叶林比例高达56.9%。人工纯林结构简单,生物多样性低,生物学上缺乏稳定性。人工纯林特别是针叶纯林,抗性低,抗自然灾害和大气污染能力均差,人工纯林维护地力的能力也弱。(2)集约育林的技术措施:立地控制技术未得到推广,适地适树适品种原则在育林中未能认真贯彻;密度、植被、地力控制技术也执行不力,大面积上的人工林仍属于粗放经营;连作引起林地土壤理、化、生物特性恶化,土壤质量衰退,导致林木生长不良,林分生产力逐代下降;造林作业造成水土流失,如杉木造林,传统的育林技术未得到明显改进,福建尤溪炼山后进行的3年观测结果表明,炼山和水土流失损失的有机质高达989.35 kg·hm^-2,养分586.26 kg·hm^-2。桉树在砖红壤进行的机耕整地,水土流失也很严重,不合理的造林作业,最终导致土壤质量与森林生产力下降。短周期培育人工林带来了2个重要问题,一是对林地肥力要求高,二是如何利用无性系才能保持长期生产力。短周期经营采用的无性系,生长速度快,生长量大,轮伐期短,养分需求量大,如刚果12号W5无性系,通常利用地上部分,以5~7 a的轮伐期计,消耗的养分达571.75 kg·hm^-2,我国培养短周期人工林的土壤质量本底原本普遍不高,如果采取连作,土壤有机质养分会明显下降,土壤质量衰退,并对其功能产生危害。我国杨树、桉树等人工林要达到短周期持续经营,还需要实行多无性系造林。我国人工林长期生产力保持的技术对策,应采取先进的集约育林措施,包括遗传控制、立地控制、密度控制、植被控制与地力控制。     

Residue management effects on soil carbon and nutrient contents and growth of second rotation eucalypts

We examined tree growth and dynamics of organic matter and soil nutrient pools annually for 7 years under contrasting harvest residue management treatments in south-western Australia. Two second rotation Eucalyptus globulus sites were established on soils of contrasting fertility and productivity. Harvest residues were either (i) burnt, (ii) removed, (iii) retained, or (iv) retained at double the normal quantity. More than 31 and 51 Mg ha⁻¹ of harvest residues resulted from harvesting of 8-year-old first rotation stands at a low fertility Grey Sand site, and a higher fertility Red Earth site, respectively. Harvest residue retention increased tree growth at the lower fertility Grey Sand site, but had no effect on plantation productivity at the Red Earth site up to 7 years. Burning resulted in a direct loss of most of the organic material, and up to 200, and 350 kg ha⁻¹ of N at the Grey Sand and Red Earth sites, respectively. Significant quantities of organic material in harvest residues (>50 Mg ha⁻¹ C in the double residues treatment at the Red Earth site) had a limited effect on soil C pools during the 7 years of this study. Retention of residues limited immediate losses of nutrients, and resulted in higher quantities of soil exchangeable K, Ca and Mg during the 7 years after establishment. However, the content of soil exchangeable cations, especially K, decreased during the first 4 years of establishment in all treatments, including those where residues were retained. After 4 years, cation quantities in soil started to increase again, probably due to the decomposition of leaves and twigs from litterfall.     

Research Progress of Maintenance Technology of Long-term Productivity of Plantation in China

Plantation resource is an important component of forest resources.Overall plantation quality is not high in China,and the problems like low growth,low preserving rate and low productivity are commonly observed.This paper reviewed the historical background of the research on plantation productivity,described factors affecting plantation productivity including site conditions,initial planting density,thinning measures,ground clearance,and continuous planted algebra and fertilization.Finally,it was proposed to carry out key technology system research on plantation productivity maintenance and strengthen the research on the long-termness, systematic development and multi-purpose of plantation productivity.     

杉木林迹地不同树种更新的生态效应

根据杉木人工林连栽容易引起产量下降和地力衰退等问题,对杉木林采伐迹地采用火力楠、湿地松和马尾松进行更新对比试验,研究结果表明,以火力楠为更新树种形成的人工林生长快、蓄积量大,林下生物多样性丰富,土壤水分物理性质得到较大的改善,土壤肥力提高快。火力楠是杉木林采伐迹地更新较为理想的树种。     

我国人工林长期生产力维持技术研究进展

人工林资源是森林资源的重要组成部分。我国人工林总体质量不高,普遍存在着生长量低、保存率低以及生产力低下等问题。文中在对人工林生产力研究的历史背景进行回顾的基础上,概述立地条件、初植密度、间伐措施、林地清理、连栽代数、施肥等方面对人工林生产力产生的影响,提出了促进我国人工林生产力维持关键技术体系研究的建议,即加强人工林生产力长期性、系统性、多目的性的研究。