秦岭林区天然次生林与人工林立地质量评价

【目的】以秦岭林区典型的松栎林带为例,采用临时样地、固定样地和解析木3套数据建立立地指数模型和立地形模型,比较天然次生林与人工林立地质量评价差异,为天然次生林立地质量评价提供科学依据和评价方法。【方法】首先对样地直径分布进行SW正态性检验和株数积累分布曲线检验,论证天然次生林编制立地指数表的可行性;然后拟合优势树高生长方程,根据 R2和标准估计误差选择各树种导向曲线模型;依据树高连年生长量曲线与平均生长量曲线相交且趋于平缓、树高变异系数趋于平稳确定基准年龄和基准胸径;分别采用相对优势高法、标准差调整法和变动系数调整法形成立地指数和立地形曲线簇,编制油松、华山松、锐齿栎和落叶松立地指数表和立地形表。运用卡方检验、落点检验和相关性检验分析不同树种立地指数表和立地形表精度差异,采用平均误差、平均绝对误差和平均相对误差比较通用地位级表与立地指数表、立地形表评价立地质量偏差。【结果】各树种卡方检验值均小于卡方检验临界值,符合精度要求。油松和落叶松立地指数卡方检验平均值低于立地形,锐齿栎立地指数卡方检验平均值高于立地形,华山松立地指数与立地形卡方检验平均值差异较小。卡方检验、落点检验和相关性检验综合分析结果表明,立地形适用于天然次生林立地质量评价,而立地指数适用于人工林。与通用地位级表的比较表明,地位级评价立地质量平均误差、平均绝对误差、平均相对误差大于立地指数和立地形,地位级评价落叶松人工林立地质量误差显著大于立地指数。【结论】编制的油松、落叶松立地指数表,华山松、锐齿栎立地形表满足立地质量评价精度要求,能够反映林区天然次生林和人工林立地质量差异,可用于林区立地质量评价和森林经营管理。同时如何解决次生林立地质量评价中混交和异龄的特点、建立更具普遍性的立地指数和立地形模型仍是一个值得深入研究的问题。     

油松建筑材林最适主伐龄研究

【目的】最适主伐年龄是依据不同的森林培育目标来确定合理采伐量、调整经营措施以及规划设计必不可缺的林业指标,对树种培育实现永续利用有重要的影响。探究基于建筑材目的油松Pinus tabulaeformis人工林的最适主伐龄,旨在为森林的可持续经营提供科学依据,并且对油松建筑材林高效培育和经济收益获得具有重要意义。【方法】以河北平泉阴坡厚土油松人工林为研究对象,先通过对比其他针叶建筑材树种材性指标,确定油松作为建筑材林培育的可行性。其次根据基本调查数据及当地造林资料,测定油松建筑材林材性指标,结合建筑材材种规格得出的不同径级木材出材量和出材率,考虑两者得到工艺成熟龄;测定经济指标,当投资收益最大化对应的年龄为经济成熟龄;测定材积生长量指标,连年生长量和平均生长量曲线相交对应的年龄为数量成熟龄,综合三者得出最适主伐年龄。【结果】1)培育油松建筑材林初植密度宜小,控制在2 500株/hm~2以下,在主伐前配合修枝措施、合理间伐以促进油松建筑材林的高效培育。2)培育中径级油松建筑材林的工艺成熟龄为47 a,培育大径级油松建筑材林的工艺成熟龄为50 a;经济成熟龄为47 a,数量成熟龄为35 a。【结论】油松作为建筑材林培育具有一定的可行性。阴坡厚土上培育油松中径级建筑材的最适主伐年龄为47 a;培育大径级建筑材的最适主伐年龄为50 a,可适当延迟3～5 a,以获得较高品质的大径级建筑材。     

内蒙古东南部山地人工林造林立地质量评价

调查了内蒙古东南部山地主要造林树种华北落叶松、兴安落叶松、油松、樟子松人工林立地条件和林分生长情况,依据立地因子（海拔高度、土壤类型、土层厚度、坡向、坡度）和林分因子（优势木高、树龄）,应用统计学方法划分了造林立地类型,用样地资料拟合了4个针叶树种的生长模型,分别编制了适宜该区的立地指数表,并对该区针叶树造林立地质量做出了评价。研究表明,内蒙古东南部山地针叶树人工林中57.11%的立地质量处于中等水平,近30%立地质量较差,仅有13.22%的林分生产力水平处于优等水平。     

皆伐前后油松人工林下植物多样性变化及与土壤水分的关系

【目的】探讨油松人工林皆伐前后林下植物多样性的变化及与土壤水分的关系,为在油松林皆伐后植被恢复和发育阶段维持生物多样性、保持林分结构稳定、发挥更高生态效益等方面提供科学依据和经营措施建议。【方法】采用时序研究法,在河北平泉地区选择立地一致的不同林龄油松人工林(32年中龄林、40年近熟林、53年成熟林)和皆伐后不同时间(5、10、24 a)的天然更新林作为研究对象,分析不同生长发育阶段油松人工林下植物物种组成与多样性的变化规律及与土壤水分间的相关性。【结果】1)皆伐前后6种林分样地共出现灌木植物21种,草本植物65种,不同样地林下植物组成存在差异。胡枝子在各林分样地均有出现,且重要值均> 20%,在灌木层优势地位明显;草本层中菊科植物种类最多,有18种,其次是蔷薇科和禾本科,分别为6种和4种。2)不同林分样地林下植物多样性指数均表现为草本层>灌木层,皆伐前随着林龄增加林下植物多样性逐渐增加;皆伐后灌木层植物多样性表现为先下降后增加再下降,且变化幅度明显,伐后10 a灌木层Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数最大,分别为1.40、0.61、1.24和0.74,与53年样地差异不显著。皆伐后不同时间的天然更新林草本层植物多样性均与伐前53年样地的差异不显著,皆伐对灌木层植物的影响较大。3)不同林地土壤水分变化规律较一致,表现为伐前随林龄增加而逐渐增加,伐后5~10 a仍保持较高水平,伐后24 a出现下降,经相关分析植物多样性指数与土壤水分之间有显著的正相关关系,与草本层的相关性达极显著水平。【结论】伐前林下植物多样性变化主要与林分密度降低、光照条件改善有关,伐后主要与油松天然更新及种间竞争有关。依靠油松天然更新恢复的林地保持了较高的生物多样性,但在皆伐10 a后出现下降的趋势,建议在此时对油松更新苗进行人工抚育、降低密度以维持植物多样性。土壤水分是影响植物多样性的关键生态因子,良好的土壤水分条件和林下植被的恢复和发展可以相互促进。     

红松大径材林立地质量评价

对黑龙江省东京城林业局的红松大径材人工林进行林分调查和立地因子调查,运用数量化理论Ⅰ对样地进行数量化分析,选择坡向、海拔高度、坡位作为主导因子,将东京城地区红松大径材林划分为4个立地类型组和17个立地类型。建立红松优势高与立地因子的关系模型,对东京城地区红松大径材林进行立地质量评价,结果显示,东京城地区50%的立地质量评价为优,50%的立地质量评价为良,无差评。     

基于林班尺度的森林立地类型划分与质量评价

在广西凭祥中国林业科学研究院热带林业实验中心哨平实验场,以林班为单元,按7hm~2/块密度布设样地调查获取立地因子与林木生长信息,以主成分分析确定立地类型划分主导因子,依据六级分类系统及利用ArcGIS分析叠加技术得到立地类型及图表,综合评价立地质量。结果表明:1)研究区划分2个立地类型小区,3个立地类型组,88个立地类型,其中:立地质量Ⅰ级为零;Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级立地类型数、面积及占总面积百分数依次为4个,48.87hm~2,1.44%;11个,106.42hm~2,3.14%;52个,2 799.21 hm~2,82.65%;19个,432.36hm~2,12.77%。2)立地质量中等及以上立地类型15个,面积155.29hm~2,占4.58%;而较差或差达73个,3 231.57hm~2,占95.42%。     

基于哑变量的闽楠人工林单木树高曲线模型

【目的】通过建立含立地类型哑变量的湖南省金洞林场闽楠人工林单木树高曲线模型,为湖南省金洞林场闽楠人工林的目标树经营和生长预估提供理论依据。【方法】以湖南省金洞林场为研究区域,基于18块闽楠人工林固定样地2019年调查数据,选取了11个具有代表性的树高曲线模型对闽楠人工林树高-胸径关系进行了拟合,从中筛选出了拟合效果最好的模型作为构建哑变量模型的基础模型;通过对18块固定样地进行立地因子调查,采用数量化方法Ⅰ,以各林分的平均木优势高为因变量,立地因子为自变量,对立地因子进行评价,得到影响显著的立地因子,并通过划分等级和聚类分析来划分立地类型;将立地类型做为哑变量添加到基础模型参数及不同组合中,构建基于立地类型哑变量的金洞林场闽楠人工林单木树高曲线模型。【结果】在11个基础模型中,拟合的树高曲线最优基础模型为Weibull方程,其决定系数为0.780 4最大,平均绝对误差(MAE)为1.770 9,均方根误差(RMSE)为2.701 3最小。以Weibull方程作为基础模型,在构建的含立地类型的哑变量模型中,将哑变量添加在参数c上效果最优,决定系数为0.834 9,平均绝对误差(MAE)为1.529 5,均方根误差(RMSE)为2.131 6。对比于基础模型,决定系数提升了6.98%,平均绝对误差(MAE)降低了13.6%,均方根误差(RMSE)降低了26.7%。【结论】含立地类型哑变量的金洞林场闽楠人工林单木树高曲线模型拟合效果优于基础模型,并且具有更高的适用性,能反映不同立地类型下的树高、胸径生长差异,可以为湖南省金洞林场闽楠人工林的目标树经营和生长预估提供理论依据。     

纸浆材桉树人工林地位指数表的编制

纸浆材桉树人工林是国营雷州林业局主要森林类型。依据2015年1月调查的190块临时标准地数据,剔除优势木平均高3倍标准差范围之外的样地,符合要求的标准地有164块,等概率抽样选16块标准地作为检验数据。用哑变量的导向曲线法拟合比较了9种模型,结果表明:Logistic曲线拟合效果最好,在α=0.01时差异不显著。纸浆材桉树人工林的基准年龄为2a,龄级距为4,指数级个数为8个。选用相对优势高法导算地位指数表,落点检验表明有160块标准地优势木平均高落在地位指数表内,占比为97.6%。说明地位指数表可以很好地反映国营雷州林业局纸浆材桉树人工林立地质量。     

海岸沙地木麻黄林立地质量评价及类型划分

【目的】充分发挥海岸带木麻黄林地的生产潜力,为福建木麻黄人工林林分质量精准提升提供理论基础。【方法】基于福建省平潭岛海岸带木麻黄林样地调查和土壤分析,通过文献查阅,结合相关性分析筛选出影响木麻黄树高的主要养分因子,利用主成分分析方法对各样地多种土壤养分指标进行降维综合评价,并用聚类分析对所选样地土壤进行分级,最后结合立地因子的类别划分,运用数量化理论Ⅰ方法对木麻黄林立地条件进行立地质量评价和类型划分。【结果】海岸沙地木麻黄平均木树高与土壤有效磷呈极显著正相关(P <0.01);影响木麻黄生长的5个立地因子依贡献度大小分别为坡度(0.460 2)>风向(0.409 3)>土壤养分(0.292 1)>海拔(0.286 1)>土壤厚度(0.285 6),其中坡度和风向与优势木高偏相关系数达极显著水平(P <0.01),海拔、土壤厚度和土壤养分皆达到显著水平(P <0.05);平潭岛海岸沙地木麻黄林立地评价结果可分为5个等级,其中Ⅱ级(较适宜)占比最大,为43.1%,其后依次为Ⅳ级(勉强适宜)、Ⅲ级(适宜)、Ⅴ级(不适宜)和Ⅰ级(最适宜),适宜、较适宜和最适宜等级总占比66.7%。【结论】通过立地评价与类型划分,认为平潭岛海岸沙地大部分立地条件较适合木麻黄生长,营造木麻黄林应选择坡度<15°、海拔高度10~100 m的立地条件,但海岸沙地土壤养分较为贫瘠,以低、贫养分为主,沿海沙地木麻黄林的生长主要受磷限制,在造林和抚育中应注意磷肥的补充。     

广西中南部尾巨桉人工林立地类型划分及立地质量评价

【目的】对广西中南部丘陵山地尾巨桉无性系人工林进行立地类型划分并进行立地质量评价,为尾巨桉纸浆原料林集约化可持续经营提供科学依据。【方法】采用典型抽样方法,调查1～15年生尾巨桉人工林20 m×20 m的样地94块,采用数量化理论Ⅰ分析林木生长与立地因子的关系,通过层次聚类、降趋对应分析和冗余分析,划分尾巨桉人工林立地类型并进行立地质量评价。【结果】影响广西中南部立地质量的主要因子依次为坡度、土壤类型、土层厚度、土壤密度、坡位和腐残质层厚度;采用坡度、土壤类型和土层厚度3个主导立地因子的组合,划分为11个立地类型,并依据基准年龄6年时的优势木高将其分为Ⅰ～Ⅲ地位级,3个地位级的林分蓄积量达到数量成熟的年龄分别是9、8、7年;Ⅰ地位级为坡度小、赤红壤或砖红壤、土层深厚的高质量立地,基准年龄6年时林分平均高、平均胸径和年均蓄积量分别为22.6 m,14.3 cm和32.09 m~3·hm~(-2)a~(-1);Ⅱ地位级为缓坡、砖红壤或红壤、土层厚度中等的立地,基准年龄6年时林分平均树高、平均胸径和年均蓄积量分别为19.1 m,12.7 cm和21.39m~3·hm~(-2)a~(-1);Ⅲ地位级为斜坡或陡坡、红壤或黄壤、土层浅薄质量低的立地,基准年龄6年时林分平均树高、平均胸径和年均蓄积量分别为16.7 m,10.4 cm和12.54 m~3·hm~(-2)a~(-1);尾巨桉人工林树高、胸径与土壤全氮、全钾、水解性氮、有效磷、有效钾、有效硼及有机质含量呈极显著正相关(P0.01),与p H值、土壤密度呈显著负相关(P0.01)。【结论】在适地适树、科学营林的原则下,在营造广西中南部丘陵山地尾巨桉人工林时,应重视立地类型的划分,针对不同地位级的林地应采取测土配方施肥,适当增施氮、磷、钾和硼肥,可显著提高林地生产潜力。     

林分密度和立地对油松人工林生长的影响

以北京山区25块油松人工林样地为研究对象,调查了40年生油松人工林在不同林分密度和立地条件下的生长状况,建立了林分密度与平均胸径、平均树高、平均冠幅和单木材积之间的回归方程,相关指数都在0.9以上;以样地平均优势木的解析材料确定40年生优势木树高,按单项立地因子实际分布区间分组,进行方差分析、差异显著性检验、多重比较。结果表明:随着林分密度的增大,平均胸径、平均树高、平均冠幅、单木材积逐渐减小;北京山区40年生油松人工林密度应控制在1 500株/hm2以下;明确了北京山区油松人工林生长与立地因子的关系,初步确定了油松人工林适宜的立地条件为:低山、阴坡、有效土层厚度(A+B层)45cm以上。     

北京低山地区油松人工林立地指数表的编制及应用

使用252块北京市低山地区油松人工林标准地资料,统计分析各标准地优势木平均树高与年龄的关系,以双曲线式拟合树高生长导向曲线,编制出适用于该地区的油松人工林立地指数表;经X2检验、落点检验和树高生长量检验后证明所编表合格;使用该表对252块标准地进行立地质量评价,结果表明,63%的标准地立地质量处在中等水平;油松最适宜生长的立地条件为阴坡厚土.     

大青山阳坡油松人工林立地质量研究

评价林地质量,是适地适树、科学地进行营造林和预测森林生产力的基础。这项工作直接影响造林的成败和经营目标的确定。本文以呼和浩特市大青山地阳坡油松人工纯林为研究对象,以解析木数据求算油松高生长模型,编制《地位指数表》,以林分基准年龄时的优势木平均高作为进行立地质量分析的指标评价造林立地质量。研究结果表明:呼和浩特大青山阳坡油松的立地质量中优等级占6.7%;中等级占30.0%;劣等级占63.3%,造林立地质量总体较差。     

基于林分潜在生长量的立地质量评价方法与应用

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和潜在生产力模型-落实到地块的立地质量制图技术流程,并以吉林省针阔混交林为例,利用4期一类清查固定样地数据,基于林分潜在生长量的立地质量评价方法开展案例研究。【结果】影响吉林省林地立地质量的主要立地因子包括地貌、海拔、坡位、坡度、土壤类型和腐殖质层厚度;采用立地类型约束的树高生长分级法,将6个因子组合的立地类型分为5个等级,针阔混交林不同立地等级的林分平均高、断面积和蓄积量生长模型具有较好的生物学意义和统计可靠性,决定系数(R~2)分别为0.991 8、0.986 6和0.984 2; 5个立地等级的潜在蓄积生产力在3.6～5.8 m~3·hm~(-2)a~(-1)间,并给出了立地潜在生长量对应的合理林分密度。【结论】基于林分潜在生长量的立地质量评价方法适用于纯林和混交林,可以回答一定立地的最大生产力及现存林分通过密度调控可以提高多少生产力。     

小陇山林区人工油松林立地分类与质量评价

应用数量化理论Ⅰ建立各立地因子与油松(Pinus tabulaeformis)人工林地位指数之间的多元线性回归,根据回归结果筛选主导立地因子,小陇山林区油松人工林立地因子贡献率大小顺序为:坡度海拔坡位土层厚度坡向。根据综合多因子与主导因子相结合的原则,确定采用海拔高度划分立地类型区;采用坡位划分立地类型组;采用坡度和土壤厚度划分立地类型,将小陇山林区油松人工林划分24个立地类型,同时对小陇山林区现有油松人工林林地进行了评价。     

晋东南石灰岩山地油松人工林立地类型划分及评价

利用１１８块野外标准地资料，对晋东南石灰岩山地油松人工林进行了立地类型划分及生长评价。经分析坡向、海拔、土层厚度为影响林木生长的主导立地因子，３个主导立地因子共构成２４个组合立地，每个组合立地可视为一个立地类型，用最优分割法将２４个立地类型划分为４个立地类型组。在优势木与平均木树高相关分析的基础上，以椽材林木为标准。对４个立地类型组进行了林木生长评价与预测。     

不同树龄油松建筑材林木材性质及生长过程研究

【目的】分析油松建筑材林木材性质及生长过程,为油松建筑材高效培育提供理论指导,提高油松建筑材林高效培育技术措施。【方法】选取河北平泉黄土梁子林场的油松作为试验材料,开展不同树龄油松在木材物理力学性质间的差异研究,并分析油松建筑材林树高、胸径生长过程。【结果】50年生油松木材基本密度达到0.449 g/cm3,径向干缩率、弦向干缩率、顺纹干缩率、体积干缩率、差异干缩比分别为3.8%、5.7%、0.5%、9.7%、1.459,端面硬度、弦面硬度、径面硬度分别为4 005.75、3 136、3 247.75 N,抗弯强度为119.94 MPa,抗弯弹性模量为13.79 GPa,顺纹抗压强度为78.61 MPa。各项指标均优于30年、40年、60年生油松,且50年生油松木材各项指标等级均处于中等或较高级别,满足建筑用材的需要。油松树高连年生长量在5～20 a时达到峰值,峰值为0.36～0.40 m·a~(-1),平均生长量在10～30 a达到峰值,峰值为0.31～0.35 m·a~(-1)。油松胸径连年生长量在5～10 a时达到峰值,峰值为0.51～0.55 cm·a~(-1),平均生长量峰值在5～15 a,峰值为0.51～0.63 cm·~(-1)。【结论】油松木材物理力学性质随着树龄增加有先增加后降低的趋势,其中50年生油松木材各项物理力学指标均优于其他树龄,且差异显著。油松在0～20 a时生长最快,20～30 a时林内竞争加剧,林木生长受到抑制,生长速度减缓,且树干容易产生弯曲、节子、裂纹等现象,50 a以后生长速度再次下降。从油松木材物理力学性质和生长过程考虑,应在50 a时对油松建筑材进行采伐利用,期间为了保持良好的木材品质,应及时进行抚育间伐。     

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。     

杉木建筑材林密度管理技术与生长效应的研究

根据杉木人工林现有林调查材料、固定样地材料及密度管理试验林材料，分析了不同立地类型、不同密度的杉木林分生长效应，在建立数学模型的基础上，提出了杉木建筑材林合理密度管理技术。     

陇东黄土高原沟壑区刺槐和油松人工林的生物量和碳密度及其分配规律

【目的】基于陇东黄土高原沟壑区刺槐人工林和油松人工林样地调查数据,分析其生物量、碳含量、碳密度及其分配规律,为该地区人工林碳效益估算提供基础数据。【方法】以陇东黄土高原沟壑区12年生刺槐人工林和12年生油松人工林为研究对象,采用样地调查与生物量实测的方法,研究刺槐人工林和油松人工林乔木不同器官、灌草层和枯落物层生物量,以及刺槐人工林和油松人工林乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征。【结果】刺槐人工林乔木层平均碳含量(468.44 g·kg －1)低于油松人工林乔木层平均碳含量(512.77 g· kg －1);刺槐林乔木各器官碳含量为458.00～496.96 g·kg －1,不同器官碳含量表现为干＞枝＞叶＞根＞皮,油松人工林乔木各器官碳含量为503.83～536.27 g·kg －1,不同器官碳含量依表现干＞叶＞枝＞皮＞根;刺槐林草本层、灌木层及枯落物层平均碳含量分别为390.52,398.72和402.82 g·kg －1,油松林草本层、灌木层及枯落物层平均碳含量分别为413.17,436.85和414.03 g·kg －1;随着土壤深度增加,刺槐林和油松林土壤碳含量依次降低,0～10 cm土层土壤含量显著高于10～20,20～30和30～50 cm土层;刺槐林0～50 cm 土层土壤平均碳含量(4.96 g·kg －1)高于油松林(4.45 g·kg －1);刺槐林植被层生物量为54.80 t·hm －2,乔木层、草本层和灌木层分别占95.88%,2.65%和1.46%;油松林植被层生物量为24.37 t·hm －2,乔木层、草本层和灌木层分别占93.43%,5.17%和1.40%;刺槐林枯落物层生物量和碳密度分别为1.36和0.55 t·hm －2,分别是植被层的2.48%和2.12%,油松林枯落物层生物量和碳密度分别为0.92和0.39 t·hm －2,分别是植被层的3.78%和3.09%;刺槐林和油松林土壤层碳密度分别为31.15和24.35 t·hm －2,0～10 cm土壤层碳密度较高,分别占0～50 cm土层土壤碳密度的40.19%和38.73%;刺槐林植被层生物量(54.80 t·hm －2)高于油松林植被层生物量(24.37 t·hm －2);刺槐林和油松林生态系统总碳密度分别为57.60和37.38 t·hm －2,且均表现为土壤层＞植被层＞枯落物层。【结论】刺槐林和油松林植被层生物量表现为乔木层＞草本层＞灌木层,乔木层生物量均以树干占比最大,分别为40.02%和37.29%;2种人工林生态系统碳密度主要分布在土壤和植被中,且刺槐人工林生态系统具有较高的固碳能力。