一种海岸防护林带冠层结构优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及林木种植领域，具体涉及一种用于海岸防护林带的冠层结构优化方法。
【背景技术】
[0002]上世纪70-80年代，我国开始大面积营造沿海防护林带，目前这些人工防护林带已达到成熟阶段，有的甚至出现过熟现象，导致防护林带老化、死亡甚至断带；同时，由于沿海地区盐碱、台风和水涝等自然环境恶劣，防护林带内出现大量倾斜、倒伏、断干的林木。受上述内因和外因的影响，林带群落冠层垂直结构简单、水平结构受损严重，导致林带防护功能低下。
[0003]防护林带冠层结构单一导致防护功能低下的现象普遍存在，也成为各级林业部门亟需解决的关键技术问题。但目前国内外有关该方面的研究相对较少，成熟的技术成果更是匮之。
[0004]因此，基于这种现状，目前亟需一种能够有效地恢复、提升海岸林带防护功能并且操作简单易推广的方法。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，中国林业科学研究院亚热带林业研究所在国家林业局948项目、国家自然科学基金等项目的资助下，针对海岸防护林带开展了冠层结构优化技术的研究。并且，获得了本发明的海岸防护林带冠层结构优化方法。而且，申请人对本发明的方法进行了理论和实践检验，收到了良好的预期效果。
[0006]具体而言，本发明提供一种海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤:
[0007]1)确定目标防护林带原有冠层结构，并进行林带内清理，降低原有林分密度，将冠层指数控制在3以下；
[0008]2)在清理林带的林窗或林隙内栽种耐盐抗风的木本植物，将冠层指数控制在2.5左右，栽种过程包括如下步骤:
[0009]E、在第一年冬季，在所清理林带的林窗或者林隙内挖穴；
[0010]F、在次年春季进行树木栽植；
[0011]G、栽植结束后，进行苗木侧枝修剪；
[0012]H、对所栽植树木进行定期维护。
[0013]进一步地，在所述步骤1)的林带清理中，所清理的树木包括:部分平均木和所有倒伏木，将林分密度控制在1000株/公顷以下。
[0014]进一步地，所述林带结构的冠层指数定义为:CI = (MC/MC+MC/BMC+MC/0T)/3，其中C1、MC、BMC、0T分别代表冠层指数、主冠层树冠面积、亚冠层树冠面积和被压层(灌木层)树冠面积，冠层指数用于描述林分中处于不同垂直位置冠层面积的分配情况，是衡量林分垂直结构特征的一个指标。
[0015]进一步地，所栽种的树木包括乔木和灌木，其中，乔木高度>0.1H，灌木高度>0.05H，Η为防护林带平均高度。
[0016]进一步地，在所述步骤Α中，采用梅花粧式布置挖穴，穴直径、深度分别为50cm。这里所提到的梅花粧式挖穴指的是:在具有多排树穴的情况下，任意相邻两排树穴中的第一排的任意一个树穴对应另一排的两树穴中间位置，或者对应另一排树穴端部之外的位置。
[0017]进一步地，在所述步骤B中，栽植的具体过程包括:栽植前对苗木的根系拌以泥浆，放入所挖的树穴、分层填土压紧，并对苗木施以充足水分。
[0018]进一步地，在所述步骤C中，苗木侧枝修剪时，去除1/3的侧枝。
[0019]目前，海岸防护林带的维护只是清理一些林内被压木和倒伏木，易形成单一冠层林带；相对较好的情况，也只会在断带处重新补植一些原有树种。
[0020]但是，本申请的发明人经研究发现，清理被压木和倒伏木形成的单一冠层海岸林带的防护效果并不好，即便在原有位置补植原有树种，防护林的防护效果也难以达到理想状态。具体而言，本申请的发明人发现，要想增加林带的防护效果，不是需要高冠层指数的整齐林带，而是要减少林带主冠层，同时增加亚冠层和灌木层，降低冠层指数，才能有效增加防护功能。
[0021]此外，本申请的发明人经研究还发现，按照原有林带株行距补植，不能改变水平方向的林带冠层结构，因此对于提升林带防护功能的效果不大。而按照梅花粧式补植，可很好地改变林带的水平和垂直结构，有效提升防护功能。
[0022]技术效果
[0023]采用本发明的优化方法，更新造林成活率可达90%以上；5年后，防护林带冠层指数由3.35优化为1.96，大树比例由80.12%调整为59.66%，有效防护距离有8.6H增加为10.5H(H为防护林带平均树高)。
【附图说明】
[0024]图1示出了本发明所采用的梅花粧式挖穴的挖穴布置方式。
【具体实施方式】
[0025]下面对本发明的实施例进行详细描述。
[0026]实施例1
[0027]在本实施例中，申请人选择上海浦东新区人民塘37年生的水杉防护林带为对象，原有株行距为2mX 3m或3mX 3m，单一冠层林带，树干层的孔隙度较大，林下植物较少，主要为草本植物，冠层指数>3，防护效果较差。
[0028]针对该防护林带，发明人基于其所研究出的优化方法进行了优化，具体优化流程如下。
[0029]林带清理，主要清理林带主栽树种的部分平均木和全部倒伏木，降低原有单一冠层的密度，将原有林分密度控制在1000株/公顷以内。需要说明的是，本发明不仅仅要清理倒伏木，还要清理平均木，这里所提到的平均木是指林带内具有平均树高和胸径的个体。
[0030]树种选择，选择2年生耐盐碱、抗风、苗期耐荫的乡土乔木植物进行优化改造，所选木本植物包括:构树、白蜡、小叶女真等乔木树种，小檗、阔叶十大功劳、胡秃子等灌木树种，苗木高度要求乔木0.1H以上、灌木0.05H以上，根系发达，防护通直，无病虫害、无机械损伤。这些树种冠层面积大，生长相对较快，可在短时间内完善林分垂直结构和水平结构，降低冠层指数。
[0031]造林方法
[0032]挖穴:冬季，在清理林带的林窗或者林隙内挖穴造林；穴直径、深度分别为50cm，栽植穴内低外高，栽植前放适量有机肥。在本实施例中，采用梅花粧式布置挖穴。图1示出了梅花粧式挖穴布置的具体结构，如图所示，任意相邻两排树穴中的每一个树穴均不是直接与另一排树穴的相应树穴对齐，而是位于两个树穴的中间位置，这种分布方式的防风效果更好，树木更易成活。
[0033]造林时间:春季雨天造林。
[0034]造林方法:栽植前，苗木根系拌泥浆；如果苗木为常绿树种，则需要去除大部分叶片。分层填土踩紧；浇足定根水。栽植后将苗木侧枝修剪1/3。
[0035]造林密度:控制在原有林带密度的10-20%。
[0036]抚育管理:旱季培土抚育、及时浇水。
[0037]对于本发明所实施的上海浦东新区人民塘的这一防护林带，采用本发明的优化方法进行优化之后，林带冠层指数由3.35优化为1.96，有效防护距离有8.6H增加为10.5H(H为防护林带平均树高)。
[0038]实施例2
[0039]在本实施例中，在黑松防护林带中，采用与实施例1类似地方式，并对所补种的树种进行了调整，具体而言，栽植的乔木树种主要选择麻栎和白蜡，比例为4:1，灌木树种主要选择紫穗槐和单叶蔓荆，比例为3:1。优化后，防护林带冠层指数由4.22优化为1.27，有效防护距离由7.1H增加为10.3H。有效防护距离提升了 45%，这一提升幅度是超出预期的，超出维护人员最初的维护目标，比实施例1中的提升比例还要大很多。说明树种的选择配比是极其成功的，充分发挥了本发明优化方法的作用。
[0040]虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 1)确定目标防护林带原有冠层结构，并进行林带内清理，降低原有林分密度，将林带结构的冠层指数控制在3以下； 2)在清理林带的林窗或林隙内栽种耐盐抗风的木本植物，将冠层指数控制在2.5左右，栽种过程包括如下步骤: A、在第一年冬季，在所清理林带的林窗或者林隙内挖穴； B、在次年春季进行树木栽植； C、栽植结束后，进行苗木侧枝修剪； D、对所栽植树木进行定期维护。2.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 在所述步骤1)的林带清理中，所清理的树木包括:部分平均木和所有倒伏木，将林分密度控制在1000株/公顷以下。3.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 所述林带结构的冠层指数定义为:ci = (MC/MC+MC/BMC+MC/OT)/3，其中C1、MC、BMC、OT分别代表冠层指数、主冠层树冠面积、亚冠层树冠面积和被压层(灌木层)树冠面积，冠层指数用于描述林分中处于不同垂直位置冠层面积的分配情况，是衡量林分垂直结构特征的一个指标。4.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 所栽种的树木包括乔木和灌木，其中，乔木高度>0.1H，灌木高度>0.05H，H为防护林带平均高度。5.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 在所述步骤A中，采用梅花粧式布置挖穴，穴直径、深度分别为50cm。6.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 在所述步骤B中，栽植的具体过程包括:栽植前对苗木的根系拌以泥浆，放入所挖的树穴、分层填土压紧，并对苗木施以充足水分。7.根据权利要求1所述的海岸防护林带冠层结构优化方法，其特征在于， 在所述步骤C中，苗木侧枝修剪时，去除1/3的侧枝。
【专利摘要】本发明提供了一种海岸防护林带冠层结构优化方法，所述方法通过清理目标防护林带的平均木和倒伏木，并在林窗或林隙内补充栽植树木，来实现防护林带冠层指数和冠层结构的优化。采用本发明的优化方法，可以显著提高更新造林成活率、有效降低防护林带冠层指数并且提高有效防护距离。比如，在本发明的一个实施例中，更新造林成活率达90％以上；5年后，防护林带冠层指数由3.35优化为1.96，大树比例由80.12％调整为59.66％，有效防护距离由8.6H增加为10.5H(H为防护林带平均树高)。因此，本发明的冠层优化方法可以在中短期内，有效地提高防护距离20％以上。
【IPC分类】A01G23/00, A01G17/00
【公开号】CN105248246
【申请号】CN201510749474
【发明人】吴统贵, 虞木奎, 王金宝, 张雷, 张慧, 张鹏
【申请人】中国林业科学研究院亚热带林业研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月5日