长白山杨桦次生林健康评价与经营模式
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摘要
本文旨在通过分析长白山杨桦次生林演替过程及其林分结构特征,在次生林健康经营基础理论研究基础上,提出杨桦次生林健康诊断评价技术和健康经营关键技术,构建自适应经营模式。
本研究采用了定性判断与定量化、模型化相结合,野外调查与科学推理相结合等系统科学整合研究的理论与方法,对长白山杨桦次生林健康经营模式开展了系统研究,主要取得了以下研究成果：
第一,从森林经营角度定义了森林健康：森林健康是指森林生态系统林分结构、生态功能、演替过程和社会适应性的完善状态。
第二,提出了次生林演替阶段定量划分方法和依据。(1)采用乔木层先锋树种与顶级树种比例来划分次生林的演替阶段；(2)采用主林层林分年龄法来划分次生林演替阶段；(3)综合这2种方法,将次生林的演替阶段划分为演替初期,演替中期,演替亚顶级阶段和演替顶级阶段。
第三,建立了次生林经营目标体系,提出基于二类数据的次生林健康评价通用型指标体系。
第四,从树种组成、胸径、树高、空间结构、年龄结构、径阶分布、林分更新等方面系统研究了杨桦次生林结构特征。研究结果表明：(1)林分的平均胸径、平均树高及林分蓄积,随着演替的进行,逐渐增大。而林分的株数密度,随着演替的进行,逐渐减小。(2)林分空间分布：水平结构上,在演替初期为随机分布,演替中期与演替的亚顶级阶段为团状分布；混交度值随着演替进行逐渐增强。随着演替先锋树种的优势程度逐渐减小,顶级树种的优势程度随之逐渐增大。(3)林层：杨桦次生林的演替中期和演替亚顶级阶段,林层划分为,上林层(H≥18m)、中林层(12m≤H<18m)、下林层(H<12m)。
(4)主林层林木年龄：演替初期主要集中在Ⅰ-Ⅱ龄级；演替中期,主要集中在Ⅱ-Ⅳ龄级；演替亚顶级阶段主要集中在Ⅲ-Ⅶ龄级。
(5)径阶分布：演替初期径阶分布呈单峰曲线；演替中期,径阶分布呈双峰曲线径阶分布；演替亚顶级阶段,径阶分布呈多峰曲线或波纹状倒J型曲线。(6)更新：演替阶段不同,更新的主要树种和更新苗株数都不同。演替初期更新主要树种为紫椴、色木械；演替中期更新主要树种为冷杉、色木槭和云杉；演替亚顶级阶段更新主要树种为冷杉、云杉和红松。
第五,以金沟岭林场以用材林为经营目标的杨桦次生林为例,验证次生林健康评价指标体系,并对金沟岭林场杨桦次生林进行健康评价。将金沟岭林场杨桦次生林健康等级划分为5级：疾病、不健康、亚健康、健康、优质。评价结果显示：杨桦次生林健康等级所占比例依次为：亚健康>健康>不健康,不存在疾病和优质的情况。在健康评价的基础上,对杨桦次生林森林健康等级与评价指标进行耦合,研究结果发现,影响健康等级的主导因子依次是,分别是生物量(X1)、乔灌草结构(X2)、经营目标(X3)、自然度(X4)、经济效益(X5)和其它因素(X6)。杨桦次生林森林健康与评价指标的耦合关系模型为：
演替初期(H1)：H1=0.3 X1+0.17X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.23 X6；
演替中期(H2)：H2=0.22X1+0.21X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.29 X6；
演替亚顶级阶段(H3)：H3=0.2 X1+0.19X2+0.11X3+0.1X4+0.08Xs+0.31 X6。
通过对耦合关系进一步分析发现：生物量指标是影响健康等级贡献率最大的因子,随着演替进行,生物量指标对健康等级的影响逐渐减小；而林分的乔灌草结构指标和经济效益指标随着演替的进行逐渐增大。
第六,对杨桦次生林健康经营目标、原则、模式、调整步骤以及调整技术进行整合研究,提出了易于操作的动态的杨桦次生林健康经营模式。对于杨桦次生林的各演替阶段,分别提出了具体的经营目标体系,为杨桦次生林经营提供了理论依据。
The purpose of this study is analyzing the regular pattern of secondary forest structure characteristics in different succession stages. Based on the pattern and the secondary health management theories, the poplar-birch secondary health evaluation standards and the key adaptive management technologies were proposed.
In the research, the poplar-birch secondary health management mode was deeply studied by many methods:such as combining theory with practice, combining qualitative judgment with ration and model, combining investigation in field with sciectific analysis and reasoning. The main research results are as follows:
In the study the forest health was defined as the perfect condition of:forest ecosystems structure, ecological function, succession process and social adaptation.
Second, proposed a new quantitative secondary forest succession stage division method. The method based on proportion of species and the age of the main sub-storied.
Third, established a secondary business management objective system, and proposed a general forest health assessment index system.
Forth, in the study, the secondary structure characteristics analyzed by tree species composition, the DBH, the tree height, the spatial structure, the age structure, the diameter class distribution, the regeneration structure etc., in order to establish the poplar-birch secondary structure in different succession stage.
Fifth, in the study, a poplar-birch secondary health assessment index system was established. The Jingouling poplar-birch secondary health grades were classified as:disease, unhealthy, sub-health, healthy, high quality. Based on the health assessment relationship between the health grade and stand structure, building an coupling model system. The coupling results showed that the dominant factor affecting health levels followed by X1, X2, X3, X4, X5, X6, namely biological indicators, arbor, shrub and grass structure indicators, business indicators, natural index, economic indicators and other indicators.
Founction of early successional (H1):
H1=0.3 X1+0.17 X2+0.11 X3+0.08 X4+0.07 X5+0.23 X6;
Founction of medium-stage (H2):
H2=0.22X,+0.21X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.29 X6;
Founction of the third stage (H3):
H3=0.2 X,+0.19X2+0.11X3+0.1X4+0.08X5+0.31 X6.
(4)In the study, an adjustment and dynamic secondary forest health management mode was proposed for poplar-birch secondary forest. For different succession stage, proposed different management target system and it would provides a theoretical basis for secondary forest management.
本研究采用了定性判断与定量化、模型化相结合,野外调查与科学推理相结合等系统科学整合研究的理论与方法,对长白山杨桦次生林健康经营模式开展了系统研究,主要取得了以下研究成果：
第一,从森林经营角度定义了森林健康：森林健康是指森林生态系统林分结构、生态功能、演替过程和社会适应性的完善状态。
第二,提出了次生林演替阶段定量划分方法和依据。(1)采用乔木层先锋树种与顶级树种比例来划分次生林的演替阶段；(2)采用主林层林分年龄法来划分次生林演替阶段；(3)综合这2种方法,将次生林的演替阶段划分为演替初期,演替中期,演替亚顶级阶段和演替顶级阶段。
第三,建立了次生林经营目标体系,提出基于二类数据的次生林健康评价通用型指标体系。
第四,从树种组成、胸径、树高、空间结构、年龄结构、径阶分布、林分更新等方面系统研究了杨桦次生林结构特征。研究结果表明：(1)林分的平均胸径、平均树高及林分蓄积,随着演替的进行,逐渐增大。而林分的株数密度,随着演替的进行,逐渐减小。(2)林分空间分布：水平结构上,在演替初期为随机分布,演替中期与演替的亚顶级阶段为团状分布；混交度值随着演替进行逐渐增强。随着演替先锋树种的优势程度逐渐减小,顶级树种的优势程度随之逐渐增大。(3)林层：杨桦次生林的演替中期和演替亚顶级阶段,林层划分为,上林层(H≥18m)、中林层(12m≤H<18m)、下林层(H<12m)。
(4)主林层林木年龄：演替初期主要集中在Ⅰ-Ⅱ龄级；演替中期,主要集中在Ⅱ-Ⅳ龄级；演替亚顶级阶段主要集中在Ⅲ-Ⅶ龄级。
(5)径阶分布：演替初期径阶分布呈单峰曲线；演替中期,径阶分布呈双峰曲线径阶分布；演替亚顶级阶段,径阶分布呈多峰曲线或波纹状倒J型曲线。(6)更新：演替阶段不同,更新的主要树种和更新苗株数都不同。演替初期更新主要树种为紫椴、色木械；演替中期更新主要树种为冷杉、色木槭和云杉；演替亚顶级阶段更新主要树种为冷杉、云杉和红松。
第五,以金沟岭林场以用材林为经营目标的杨桦次生林为例,验证次生林健康评价指标体系,并对金沟岭林场杨桦次生林进行健康评价。将金沟岭林场杨桦次生林健康等级划分为5级：疾病、不健康、亚健康、健康、优质。评价结果显示：杨桦次生林健康等级所占比例依次为：亚健康>健康>不健康,不存在疾病和优质的情况。在健康评价的基础上,对杨桦次生林森林健康等级与评价指标进行耦合,研究结果发现,影响健康等级的主导因子依次是,分别是生物量(X1)、乔灌草结构(X2)、经营目标(X3)、自然度(X4)、经济效益(X5)和其它因素(X6)。杨桦次生林森林健康与评价指标的耦合关系模型为：
演替初期(H1)：H1=0.3 X1+0.17X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.23 X6；
演替中期(H2)：H2=0.22X1+0.21X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.29 X6；
演替亚顶级阶段(H3)：H3=0.2 X1+0.19X2+0.11X3+0.1X4+0.08Xs+0.31 X6。
通过对耦合关系进一步分析发现：生物量指标是影响健康等级贡献率最大的因子,随着演替进行,生物量指标对健康等级的影响逐渐减小；而林分的乔灌草结构指标和经济效益指标随着演替的进行逐渐增大。
第六,对杨桦次生林健康经营目标、原则、模式、调整步骤以及调整技术进行整合研究,提出了易于操作的动态的杨桦次生林健康经营模式。对于杨桦次生林的各演替阶段,分别提出了具体的经营目标体系,为杨桦次生林经营提供了理论依据。
The purpose of this study is analyzing the regular pattern of secondary forest structure characteristics in different succession stages. Based on the pattern and the secondary health management theories, the poplar-birch secondary health evaluation standards and the key adaptive management technologies were proposed.
In the research, the poplar-birch secondary health management mode was deeply studied by many methods:such as combining theory with practice, combining qualitative judgment with ration and model, combining investigation in field with sciectific analysis and reasoning. The main research results are as follows:
In the study the forest health was defined as the perfect condition of:forest ecosystems structure, ecological function, succession process and social adaptation.
Second, proposed a new quantitative secondary forest succession stage division method. The method based on proportion of species and the age of the main sub-storied.
Third, established a secondary business management objective system, and proposed a general forest health assessment index system.
Forth, in the study, the secondary structure characteristics analyzed by tree species composition, the DBH, the tree height, the spatial structure, the age structure, the diameter class distribution, the regeneration structure etc., in order to establish the poplar-birch secondary structure in different succession stage.
Fifth, in the study, a poplar-birch secondary health assessment index system was established. The Jingouling poplar-birch secondary health grades were classified as:disease, unhealthy, sub-health, healthy, high quality. Based on the health assessment relationship between the health grade and stand structure, building an coupling model system. The coupling results showed that the dominant factor affecting health levels followed by X1, X2, X3, X4, X5, X6, namely biological indicators, arbor, shrub and grass structure indicators, business indicators, natural index, economic indicators and other indicators.
Founction of early successional (H1):
H1=0.3 X1+0.17 X2+0.11 X3+0.08 X4+0.07 X5+0.23 X6;
Founction of medium-stage (H2):
H2=0.22X,+0.21X2+0.11X3+0.08X4+0.07X5+0.29 X6;
Founction of the third stage (H3):
H3=0.2 X,+0.19X2+0.11X3+0.1X4+0.08X5+0.31 X6.
(4)In the study, an adjustment and dynamic secondary forest health management mode was proposed for poplar-birch secondary forest. For different succession stage, proposed different management target system and it would provides a theoretical basis for secondary forest management.
引文
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