CN112335477A - 一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法 - Google Patents

一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，包括确定立地条件、前处理、疏伐、修枝、封育等步骤。本发明采用修枝、疏伐等措施对郁闭度0.8左右的人工云杉中龄林进行抚育，对云杉人工中龄林的生态系统干扰极小，在短期内云杉人工中龄林林地的水源涵养能力显著提升，总持水量增加了17.46％。

Description

一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法
技术领域
本发明属于林地管理技术领域，具体涉及一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法。
背景技术
云杉(Picea asperata)，松科云杉属常绿乔木，为我国特有种，产于四川岷江流域上游及大、小金川流域和陕西西南部、甘肃东部及白龙江流域和洮河流域，海拔2400～3600m地带，常与紫果云杉、岷江冷杉、紫果冷杉混生，或成纯林。水源涵养是森林生态系统的主要服务功能之一，作为我国西南林区水源涵养林的重要组成部分，岷江上游以冷杉为主的原始暗针叶林在遭受长期、严重人为采伐干扰后，大规模人工更新造林使得云杉人工林成为了川西山地主要森林类型，为西南林区水源涵养、保障区域生态环境安全、巩固长江上游生态屏障发挥着重要作用。
人工林水源涵养能力会随着林木种类、林分密度、林龄甚至所处地形地貌的差异而改变。一般认为，天然林的水源涵养能力会随着林龄的增长、演替进程的发展而逐渐增加，直至稳定，但针对人工林的相关研究还相对较少，已有的研究往往因研究对象和研究区域的差异，结果也有所差异。而针对西南林区云杉人工中龄林地水源涵养能力提升技术的研究还比较少见。岷江上游云杉人工林林龄结构相似，树种单一，林分密度极大，层次结构单一，物种多样性低，土壤酸化严重，病虫害发生率高，形成了典型的低效林分，从而制约了云杉人工林林地水源涵养等生态服务功能的发挥。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，以解决云杉水源涵养能力差的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，包括以下步骤：
(1)确定立地条件：选择海拔为2500～3400m、坡度小于25°且土壤厚度大于40cm的阳坡或半阳坡云杉林区作为抚育林，所述抚育林的林龄为20～40年，郁闭度为0.7～1.0；
(2)前处理：伐除抚育林中的死亡、病害植株；
(3)疏伐：抚育林经过前处理后按照蓄积量去除18～22％的云杉；
(4)修枝：疏伐后，将抚育林中的云杉从地面往上，2m以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长10～30cm的枝段，再将枝段均匀平铺于林下；
(5)封育：对抚育林进行封禁保育，禁止一切砍伐和生产经营活动。
本发明在确定立地条件时，控制林地坡度小于25°，可以避免在高山环境下受到较为严重的风蚀和水蚀侵害，水土流失较轻，能够更好的对云杉人工中龄林进行抚育。
本发明对抚育林进行疏伐前，先进行了前处理。前处理时，将抚育林中的死亡、病害植株伐除，可避免因病虫害扩散而导致的正常植株死亡的问题，而且可先一步降低林地中云杉的密度，为后续疏伐的开展提供良好的条件。
疏伐可以调整立木的密度，能够改善林分结构，同时扩大留存木的营养空间。疏伐后林木叶量增加，直径生长量提高，从而使单株林木的材积生长量增加；而且疏伐能提早成材期，缩短森林采伐周期，并且对树高生长的影响甚小。
本发明将修出的树枝分解成小段并平铺于林下，不仅可以作为腐殖质为树木的生长提供营养物质，而且枝叶保留在林地中，可减少地表水分蒸发，减缓地表径流流速。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，抚育林的郁闭度为0.8。
进一步，步骤(3)中疏伐掉的云杉占蓄积量的20％。
进一步，步骤(4)中修枝在冬末春初进行。
进一步，步骤(4)中修枝的方法为：选准待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与主干平行，以不劈裂、不深入、不伤及主干韧皮部为准。
本发明的有益效果是：本发明采用修枝、疏伐等措施对郁闭度0.8左右的(＞3000株/hm2)人工云杉中龄林进行抚育，对云杉人工中龄林的生态系统干扰极小。在短期内(3a)云杉人工中龄林林地的水源涵养能力显著提升，总持水量增加了17.46％。
附图说明
图1为不同抚育措施下云杉人工中龄林总持水量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，包括以下步骤：
(1)立地条件的确定：选择生长于海拔3000m左右、坡度小于25°的阳坡、半阳坡且林龄30年左右、郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的云杉人工中龄林作为抚育林；抚育林林地成土母岩主要为千枚岩、板岩、白云岩等的残坡积风化物；土壤类型为山地棕色森林土，土壤厚度大于40cm；郁闭度超过0.8的林区林分密度过大、竞争激烈、林内光照严重不足。
(2)前处理：对林地进行卫生伐，伐去死亡、病害的植株。
(3)疏伐：对卫生伐后，郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的林分，按照蓄积量去除20％云杉；伐除的云杉为过于密集林分处以及长势较差的植株。
(4)修枝：从地面往上，2m以下进行侧枝修理；侧枝修理时使用手锯、修枝剪等工具，选准待修除主干枝条，贴近枝条基部，先锯下方，后锯上方，切口与主干平行，使茬口平滑、不留残桩，确保不劈裂、不深入、不伤及主干韧皮部。修枝季节在冬末春初非生长季，此时树液流动缓慢，对树木损伤较小。
(5)残枝处理：病害的植株伐除后，清运出林外。对胸径10cm以上的伐除林木，按用材林标准进行造材，集中堆放或运出林地。修枝后的树木残体用砍刀分解为长20cm的左右的小枝条，并将其均匀平铺于林下。
(6)封育：将抚育林进行封禁保育，禁止一切砍伐、生产经营等人类活动。
实施例2
一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，包括以下步骤：
(1)立地条件的确定：选择生长于海拔2500m左右、坡度小于25°的阳坡、半阳坡且林龄40年左右、郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的云杉人工中龄林作为抚育林；抚育林林地成土母岩主要为千枚岩、板岩、白云岩等的残坡积风化物；土壤类型为山地棕色森林土，土壤厚度大于40cm；郁闭度超过0.8的林区林分密度过大、竞争激烈、林内光照严重不足。
(2)前处理：对林地进行卫生伐，伐去死亡、病害的植株。
(3)疏伐：对卫生伐后，郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的林分，按照蓄积量去除22％云杉；伐除的云杉为过于密集林分处以及长势较差的植株。
(4)修枝：从地面往上，2m以下进行侧枝修理；侧枝修理时使用手锯、修枝剪等工具，选准待修除主干枝条，贴近枝条基部，先锯下方，后锯上方，切口与主干平行，使茬口平滑、不留残桩，确保不劈裂、不深入、不伤及主干韧皮部。修枝季节在冬末春初非生长季，此时树液流动缓慢，对树木损伤较小。
(5)残枝处理：病害的植株伐除后，清运出林外。对胸径10cm以上的清除林木，按用材林标准进行造材，集中堆放或运出林地。修枝后的树木残体用砍刀分解为长20cm的左右的小枝条，并将其均匀平铺于林下。
(6)封育：将抚育林进行封禁保育，禁止一切砍伐、生产经营等人类活动。
实施例3
一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，包括以下步骤：
(1)立地条件的确定：选择生长于海拔3400m左右、坡度小于25°的阳坡、半阳坡且林龄20年左右、郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的云杉人工中龄林作为抚育林；抚育林林地成土母岩主要为千枚岩、板岩、白云岩等的残坡积风化物；土壤类型为山地棕色森林土，土壤厚度大于40cm；郁闭度超过0.8的林区林分密度过大、竞争激烈、林内光照严重不足。
(2)前处理：对林地进行卫生伐，伐去死亡、病害的植株。
(3)疏伐：对卫生伐后，郁闭度0.8(＞3000株/hm2)以上的林分，按照蓄积量去除18％云杉；伐除的云杉为过于密集林分处以及长势较差的植株。
(4)修枝：从地面往上，2m以下进行侧枝修理；侧枝修理时使用手锯、修枝剪等工具，选准待修除主干枝条，贴近枝条基部，先锯下方，后锯上方，切口与主干平行，使茬口平滑、不留残桩，确保不劈裂、不深入、不伤及主干韧皮部。修枝季节在冬末春初非生长季，此时树液流动缓慢，对树木损伤较小。
(5)残枝处理：病害的植株伐除后，清运出林外。对胸径10cm以上的清除林木，按用材林标准进行造材，集中堆放或运出林地。修枝后的树木残体用砍刀分解为长20cm的左右的小枝条，并将其均匀平铺于林下。
(6)封育：将抚育林进行封禁保育，禁止一切砍伐、生产经营等人为活动。
结果分析
在本申请中，在实施例1的基础上，分别设置了不同修枝高度(1m，2m，对照)、不同疏伐密度(10％疏伐，20％疏伐，对照)等不同抚育模式。测量抚育后林地中的枯落物、苔藓、土壤等相关水文指标等，从多方面综合评价云杉人工中龄林林地水源涵养功能。
枯落物是指覆盖在林地土壤表面新鲜的已分解、半分解的凋落物，由林地植物地上部分器官和组织枯死脱落后堆积而成，包括叶、枝、树皮、花、果实、种子等；枯落物最大持水量能够反映其最大持水潜力，最大持水率能够反映其持水能力。如表1所示，抚育3年后，2m修枝+20％疏伐抚育模式下枯落物的蓄积量、最大持水率及最大持水量均较大，分别为6.00t/hm2、200.14％、5.67t/hm2，分别为对照的2.28、1.61、2.05倍。
表1不同抚育措施下云杉人工中龄林林下枯落物水文特征
Figure BDA0002737057590000061
苔藓层处于森林植被层与土壤层之间，是森林生态系统的重要组分，是林地水汽交换的重要界面。苔藓由于其自身的疏松多孔和强大的表面以及类似于海绵性状的弹力特征，具有减缓地表径流、涵养水源、保持水土和防止土壤冲刷，是保持和提高森林土壤肥力的重要因素之一。由表2可知，抚育3年后，2m修枝+20％疏伐抚育模式下，苔藓蓄积量、最大持水率和最大持水量均最大，分别为20.78t/hm2、452.98％、34.16t/hm2，分别为对照的5.97、1.22、4.66倍。
表2不同抚育措施下云杉人工中龄林林下苔藓水文特征
Figure BDA0002737057590000071
森林土壤的水源涵养功能主要体现在它有较强的蓄水、透水能力方面，是整个森林生态系统对水分起涵养和调节作用的主体。土壤的蓄水能力决定于土壤的物理性质和土壤自身的水分特征，土壤层涵蓄水分的效能主要取决于土壤的孔隙度、土层厚度等因素。土壤容重反映土壤结构、土壤透水性、通气性及保水能力的高低，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好，蓄水能力越强。由表3可知，抚育3年后，土壤最大持水量显著增加，为0.73g/cm3，是对照的1.07倍；土壤容重显著下降，为0.55g/cm3，较对照下降26.67％。
表3不同抚育措施下云杉人工中龄林林下土壤水文特征
Figure BDA0002737057590000072
由图1可知，抚育3年后，2m修枝+20％疏伐抚育模式下，林地枯落物、苔藓和土壤的总持水量最大，为330.73/hm2，增加了17.46％。其中，枯落物持水量占比1.71％，苔藓持水量占比10.32％，土壤持水量占比87.97％，土壤占据了主导的水文作用。
试验结果表明，经过2m修枝+20％疏伐处理的云杉人工中龄林的枯落物、苔藓等都显著增加。这是因为疏伐和修枝改变了林分密度，改善了林下光环境，温度增加、湿度降低，使得林下植被获得了更多的水分、养分以及生长空间，促进了林下灌草、苔藓等的发育与生长，增加了枯落物、苔藓的蓄积量，降低树木降水截留量，进而增加了枯落物和苔藓的持水能力。
土壤最大持水量显著增加，土壤容重显著下降，说明通过疏伐和修枝影响林分植被以及林下地被物可以间接影响着土壤的水文效应。随着林下地被物和苔藓的增加，易分解枯落物所占比例也逐渐增加，而枯落物的分解在一定程度上能够增加0～40cm土壤层的根系含量、有机质含量，促进土壤动物的活动，增加土壤的孔隙度，降低土壤容重，进而促进降水入渗、减少地表径流，并防止土壤溅蚀、土壤水分蒸发，增强土壤抗冲性，进而增加土壤持水量。因此，通过研究我们获得了一种云杉人工中龄林林地水源涵养能力提升的抚育方法。
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定立地条件：选择海拔为2500～3400m、坡度小于25°且土壤厚度大于40cm的阳坡或半阳坡云杉林区作为抚育林，所述抚育林的林龄为20～40年，郁闭度为0.7～1.0；
(2)前处理：伐除所述抚育林中的死亡、病害植株；
(3)疏伐：所述抚育林经过前处理后按照蓄积量去除18～22％的云杉；
(4)修枝：疏伐后，将抚育林中的云杉从地面往上，2m以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长10～30cm的枝段，再将枝段均匀平铺于林下；
(5)封育：对抚育林进行封禁保育，禁止一切砍伐和生产经营活动。
2.根据权利要求1所述的提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，其特征在于：所述抚育林的郁闭度为0.8。
3.根据权利要求1所述的提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，其特征在于：步骤(3)中疏伐掉的云杉占蓄积量的20％。
4.根据权利要求1所述的提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，其特征在于：步骤(4)中修枝在冬末春初进行。
5.根据权利要求1所述的提升云杉人工中龄林林地水源涵养能力的抚育方法，其特征在于，步骤(4)中修枝的方法为：选准待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与主干平行，以不劈裂、不深入、不伤及主干韧皮部为准。
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