基于林隙实验的人工红松水源涵养林经营方法与流程

本发明涉及红松水源涵养林经营技术领域，具体涉及一种基于林隙实验的人工红松水源涵养林经营方法。

背景技术：

红松是我国东北林区驰名中外的珍贵用材树种，具有很高的经济价值。同时，红松又是东北东部森林植被的主要建群种之一，对于维持这一地区的生态环境，涵养水源具有重要作用。然而由于近百年来不合理的采伐及落后的经营管理，导致天然红松林资源减少，森林质量和效益退化，相应地带来了生态环境的恶化和生态功能的衰变，特别是水源涵养功能的退化。专家学者们曾为恢复这一森林类型作过许多工作，在其育种、种苗、造林、经营、病虫害防治等方面有过许多研究，但过去的研究多只注重了红松人工用材林的培育，且多强调单一树种经营，忽视了红松林自然发生的格局与过程，造成实践中红松成活保存率低，成林成材难等问题。而且，目前所形成的红松人工水源涵养林的功能如何，怎样才能经营培育出结构合理，生产力高，涵养水源功能强的红松林仍然是需要研究的问题。

很多学者都有森林经营应以原始林研究成果为依据的近自然经营理念。例如1957年王战指出全国各地都应从本地区原有天然混交林中找出相应混交林树种和结构类型，作为发展森林的模式和最高目标，让更多的乡土树种、乡土混交林回归自然。1965年周重光提出东北地区的中低山地，应以原始红松混交林生态系统作为恢复和发展的优化模式，作为发展和经营近自然的可持续林业的长远目标。1997年李景文认为原始林生态系统的格局和过程，所体现的整体功能是处于一种最佳的协调状态，原始林的结构和动态为今后森林经营提供了新的启示和模式。

原始红松林的动态维持过程证明，红松是林隙更新树种，红松个体在森林中的发生与发展与林隙的存在有着根本的联系。如果能够通过林隙实验经营出人工红松水源涵养林，则会为红松培育作出贡献。

技术实现要素：

本发明为了克服上述技术问题，提供了基于林隙实验的人工红松水源涵养林经营方法，得出兼有木材生产与水源涵养功能的人工红松水源涵养林经营指标和模式，试图为人工红松水源涵养林的科学经营提供依据。

解决上述技术问题的技术方案如下：

研究方法：

选择立地条件基本一致的人工红松纯林和白桦红松混交林，所述的白桦红松混交林为天然生长的白桦与人工红松造林形成的混交林，将两种原林经过取样、测定土壤持水性能，证明白桦红松混交林优于人工红松纯林。其中取样是在两种原林内位于0～10cm土壤层、10～25cm土壤层随机选取5个样点，利用环刀法测定土壤持水性，包括饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、总孔隙度。通过林隙实验，证明适宜林隙内红松生长的林分树高与林隙孔径比为1：1～4：3。

本发明的有益效果是：

本发明提供了基于林隙实验的人工红松水源涵养林经营方法，通过对土壤持水性的分析，证实了白桦与红松混交林下土壤水源涵养性能较人工红松纯林为好，并且得出了林隙对红松个体生长的重要指标，为人工红松水源涵养林的科学经营提供依据。兼顾科学合理与生产方便，提出两种构建模式：

1)以上层天然生长的白桦树高为带宽，隔带伐方孔，孔内保留红松，孔间距为一倍上层白桦树高，采伐强度为25％，如图1所示。

2)以0.5倍上层天然生长的白桦树高为间隔带宽，以上层天然生长的白桦树高为伐孔带宽，隔带伐方孔，孔内保留红松，孔间距为一倍上层天然生长的白桦树高，采伐强度为33％，如图2所示。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为权利要求1所述的人工红松水源涵养林经营方法的平面示意图；

图2为权利要求2所述的人工红松水源涵养林经营方法的平面示意图。

具体实施方式

选择立地条件基本一致的人工红松纯林和白桦红松混交林(样地概况如表1所示)，所述的白桦红松混交林为天然生长的白桦与人工红松造林形成的混交林，将两种原林经过取样、测定土壤涵养水分特性，证明白桦红松混交林较人工红松纯林水源涵养功能强，设定树高与林隙孔径比为1:1～4:3。其中取样是在两种原林内位于0～10cm土壤层、10～25cm土壤层随机选取5个样点，采用环刀法测定土壤特性为测定土壤持水性。

表1样地概况

林隙实验地点海拔400m，西北坡中腹，坡度5～15°，土壤为暗棕壤，土层厚度50～60cm。人工红松纯林1955年营造，初植密度为4400株·hm^-2。没有及时透光的人工红松纯林便形成了白桦红松混交林(如表2所示)。

表2林隙实验地林分状况

1987年冬季对白桦红松混交林进行林隙透光伐试验：以红松小树群为中心、分别以上层平均树高的1/4倍、1/2倍、3/4倍和1倍为直径伐除孔径范围内所有上层阔叶树；伐前进行林分调查，伐时记载各树木位置、树高、胸径、地径。每种林隙为10个。经过3个生长季，于1991年春进行第1次复查，经过6个生长季、于1994年春进行第2次复查，调查内容包括红松胸径、地径及树高生长。

下面从土壤持水性及树木生长特性进行分析：

1)土壤持水性能

由于不同树种具有不同的生物生态学特征，不同林型对土壤结构也有不同的影响，体现出不同的持水性能。白桦红松混交林的土壤总孔隙度比人工红松纯林高，因此通气性皆好于人工红松纯林。从土壤持水量上分析，白桦红松混交林的毛管持水量、田间持水量与饱合持水量也比人工红松纯林高，因此其土壤持水能力也较人工红松纯林大，对土壤水分的缓冲能力强，有利于水源涵养(如表3所示)。

表3土壤持水性能

2)林隙对红松生长的影响

综合根径、胸径、高生长三要素来分析林隙对红松生长的影响，调查得各林隙内红松胸径生长率如表4所示，调查得各林隙内红松地径生长率如表5所示，调查得伐孔前后3年林隙内外红松树高生长量如表6所示，调查得伐孔前后6年林隙内红松树高生长量如表7所示。

由表4、5、6可知，1/2倍树高、3/4倍树高为直径的林隙红松幼树伐后3年径生长效果适中，高生长较好，而且林隙内、外边缘均有良好效果，比1倍树高和1/4林隙树高为直径的林隙好。

伐后第6年观测，林隙内红松高生长又发生新的变化，由表7可知，从红松伐前、伐后高生长看，效果从好到差依次为1倍树高>3/4树高>1/2树高>1/4树高为直径的林隙。林隙效果从3年前的1/2、3/4树高孔径最好变为3/4～1倍树高孔径为最好。伐孔时林分的上层平均高度为16m，即最佳的林分平均高与林隙孔径比从2:1～4:3转为4:3～1:1。但16m孔径已出现大量竞争植物。若再增加林隙孔径，降低树高与林隙孔径比，林隙内环境将会类似全光下红松所处生境。因此认为林分树高与林隙孔径比为1:1～4:3时较利于林隙内红松的生长。

表4各林隙内红松胸径生长率(％)

表5各林隙内红松地径生长率(％)

表6伐孔前后3年林隙内外红松树高生长量

表7伐孔前后6年林隙内红松树高生长量

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。