抚育间伐强度对落叶松天然次生林结构及健康的影响

作     者：王智勇 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董喜斌

授予年度：2019年

学科分类：090704[农学-森林经理学] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：天然次生林 林分结构 间伐强度 主成分分析 

摘      要：以大兴安岭地区的落叶松天然次生林20块典型样地为研究对象,进行不同强度的抚育间伐(采伐强度为:0.00%～67.25%),通过野外实地作业获取林分水平结构、垂直结构、空间结构的各项指标数据,利用主成分分析法对落叶松天然次生林样地进行综合评价。首先对处理后的数据进行描述性统计分析和差异性分析,然后选取上述指标中的24个指标建立综合评价模型,计算出20块样地的综合得分并进行健康等级划分,最终筛选出最优的间伐强度范围。(1)水平结构中,树种结构由落叶松、白桦组成,各样地落叶松株数平均占比为84.88%,林分直径结构符合天然林生长特点,落叶松径级跨度在6cm～30cm范围内,落在6、8、10、12、14径阶的中小径阶林木数量优势明显。20块样地的Weibull形状参数c值在1.5109～2.6785之间,呈左偏单峰形状。经抚育间伐后,各样地生长结构数据呈现出一定的差异性,其中间伐强度为13.74%的L5样地单株平均蓄积量最大为0.043m3,间伐强度为19.00%的L7样地胸径年均生长量和树高年均生长量最大分别为0.689cm和0.599m,综合来看抚育间伐强度在16.75%～20.86%范围内的抚育效果最佳。(2)垂直结构中,L2～L20样地的林隙分数均大于对照样地L1,随着抚育强度的增加,各样地林隙分数有逐渐升高的趋势;除L2样地外各样地的开度均大于对照样地L1,间伐强度为67.25%的L20样地林隙分数(9.19%)与开度(9.56%)为最大值;各样地的叶面积指数与平均叶倾角无明显变化规律。采用相邻网格法记录灌木的种类、数量并计算盖度,间伐强度为59.92%的L19间伐样地的乔木层Shannon-wiener指数(H’)(1.0633)及均匀度指数(J)(0.7670)为最大值;间伐强度为67.25%的L20间伐样地的灌木层多样性指数(H’)(1.3641)为最大值,间伐强度为53.09%的L17样地的灌木层均匀度指数(J)(0.9253)为最大值;间伐强度为59.92%的L19样地的草本层多样性指数(H’)(1.4541)及草本层均匀度指数(J)(1.0489)为最大值。(3)空间结构中,各样地平均混交度在0～0.3727之间,树种隔离程度较低,间伐强度为34.38%的L11样地平均混交度(0.3720)为最大值。各样地平均角尺度分布在0.405～0.563之间,整体趋近于随机分布状态,其中间伐强度为27.85%的L10样地的角尺度(0.563)为最大值。林木大小比数在各个区间内的分布比较均匀,间伐强度为20.86%的L8样地平均大小比数(0.5556)为最大值,不同间伐强度的抚育措施对各落叶松天然次生林样地的大小分化程度没有显著影响。(4)通过主成分分析对不同抚育间伐强度的落叶松天然次生林样地进行健康评价,结果为:L7(0.841)、L9(0.825、L8(0.821)、L18(0.326)、L13(0.257)、L20(0.238)、L10(0.207)、L17(0.524)、L12(0.386)、L11(-0.062)属于亚健康样地,、L16(-0.085)、L19(-0.109)、L6(-0.139)、L15(-0.249)、L4(-0.267)、L14(-0.337)、L2(-0.361)、L5(-0.458)、L1(-0.643)、L3(-0.896)属于一般健康样地。其中L7样地综合得分最高,表明间伐强度为19.00%时最适宜大兴安岭落叶松天然次生林林的抚育改造,研究结果能够为后续大兴安岭落叶松天然次生林抚育经营提供参考和依据。