落叶松云冷杉林生长模拟及生态采伐更新技术体系研究

落叶松云冷杉林生长模拟及生态采伐更新技术体系研究

论文摘要

森林采伐是森林利用的主要手段,也是调节森林结构、促进森林生长和健康发展的重要措施之一。长期以来,我国的森林采伐以木材利用为主要目的,给森林本身和环境造成了很大的不利影响。随着减少对环境影响的森林采伐(Reduced Impact Logging,简称RIL)和生态采伐(Ecology-based Harvesting)理念的提出,研究如何通过采伐,使森林既有高的经济效益,又不损失生态效益、不降低生物多样性与生态环境质量,正是科学的营林体系过去缺乏研究、现在还没有解决的重要问题。 本研究在系统总结分析林分生长模拟和生态采伐更新研究现状的基础上,以长白山落叶松云冷杉林为研究对象,进行研究对象的生长动态分析和模拟,研究采伐活动对研究对象及其环境的影响,总结提出长白山落叶松云冷杉林生态采伐更新技术体系,包括共性技术原则和个性技术指标。研究主要取得了以下几方面的结论: (1)对于由人工落叶松纯林演变而来的落叶松云冷杉混交林,采伐林分断面积和蓄积表现出相同的生长过程,即林分在采伐后,采伐强度越大,断面积和蓄积的年平均生长率越大;采伐林分的断面积和蓄积在采伐初期要小于未采伐林分,但随着林龄的增大以及林木竞争的加剧,会逐渐的向未采伐林分靠近。 (2)对用罗辑斯蒂(Logistic)函数和理查德(Richards)函数模拟落叶松单木生物量的生长变化规律比较分析表明,罗辑斯蒂函数优于理查德函数。用罗辑斯蒂函数对样本生物量的估计的总相对误差均在±1%以内,预估精度均在92%以上。其中总量、木材和树皮的预估精度在95%以上。落叶松单木生物量各组份的数量成熟龄分别为:总量28年,树干和树皮27年,树枝30年,树叶27年。各组份的比率分别为:树干72%,树皮9%,树枝16%,树叶3%。 (3)通过间伐对落叶松云冷杉林的影响研究分析表明,间伐促进了落叶松云冷杉林保留木生长的显著增加。林分及各树种(组)单木的断面积和蓄积生长率,均随间伐强度的增加而增加。间伐没有对总收获量产生显著的影响。各间伐样地的枯损无显著差异,但强度间伐比中度间伐的枯损蓄积和枯损木平均直径要大。间伐没有显著地改变林分的树种组成。间伐样地的物种多样性略有提高;间伐增加了林下灌草的生物量;间伐样地的土壤物理性质也略有改善。对于乔木层,弱度采伐时树枝和树干材生物量占总生物量比率较大。未间伐林分叶生物量占总生

论文目录

  • 独创性声明
  • 学位论文版权使用授权书
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 1.1 研究的目的和意义
  • 1.2 间伐林分生长模型和抚育间伐影响研究综述
  • 1.2.1 间伐林分生长模型研究
  • 1.2.1.1 断面积生长模型
  • 1.2.1.2 蓄积生长模型
  • 1.2.1.3 生物量模型
  • 1.2.2 抚育间伐的影响研究
  • 1.2.2.1 抚育间伐对林分生长因子的影响
  • 1.2.2.2 抚育间伐对林分生产力及生物量的影响
  • 1.2.3 存在的问题及研究趋势
  • 1.2.3.1 存在的问题
  • 1.2.3.2 研究趋势
  • 1.3 采伐对森林群落影响的研究综述
  • 1.3.1 采伐作业对土壤的影响
  • 1.3.1.1 对土壤的干扰和压实
  • 1.3.1.2 对土壤养分的影响
  • 1.3.2 采伐作业对溪流水质的影响
  • 1.3.3 采伐作业对生物多样性保护的影响
  • 1.3.3.1 采伐作业对森林生态系统多样性的影响
  • 1.3.3.2 采伐作业对森林遗传多样性的影响
  • 1.3.3.3 采伐引起的景观破碎化以及对物种多样性的影响
  • 1.3.4 采伐对林内小气候的影响
  • 1.3.4.1 采伐对林内光照强度的影响
  • 1.3.4.2 采伐对林内气温的影响
  • 1.3.4.3 采伐作业对水分循环的影响
  • 1.3.4.4 采伐对风速的影响
  • 1.3.5 采伐作业对保留木的损伤
  • 1.3.6 采伐作业对林木更新与生长的影响
  • 1.4 森林生态采伐更新研究综述
  • 1.4.1 森林生态采伐理论的形成过程
  • 1.4.1.1 国际上的减少对环境影响的森林采伐
  • 1.4.1.2 我国的森林生态采伐更新
  • 1.4.2 森林生态采伐更新试验研究
  • 1.4.3 森林生态采伐更新作业规程
  • 2 研究概述
  • 2.1 研究区概况
  • 2.1.1 自然条件
  • 2.1.1.1 地理位置
  • 2.1.1.2 地形地势
  • 2.1.1.3 气候
  • 2.1.1.4 土壤
  • 2.1.1.5 主要植物种类及分布
  • 2.1.2 社会经济条件
  • 2.1.3 森林资源
  • 2.1.4 经营历史
  • 2.1.4.1 木材生产阶段
  • 2.1.4.2 营林阶段
  • 2.1.4.3 采育结合阶段
  • 2.1.5 科学研究与实践
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 研究方法
  • 2.4 技术路线
  • 3 落叶松云冷杉林生长分析和模拟研究
  • 3.1 数据来源
  • 3.2 断面积生长过程
  • 3.3 蓄积生长过程
  • 3.4 落叶松单木生物量生长过程
  • 3.4.1 研究资料概况
  • 3.4.2 各维量生长模型建立
  • 3.4.2.1 罗辑斯蒂函数
  • 3.4.2.2 理查德函数
  • 3.4.2.3 两种模型的评价比较
  • 3.4.3 各组份的生长规律分析
  • 3.4.3.1 各组份的平均生长与连年生长
  • 3.4.3.2 各组份比率的动态变化
  • 3.5 本章小结
  • 4 采伐活动对落叶松云冷杉林的影响研究
  • 4.1 抚育间伐对落叶松云冷杉林的影响
  • 4.1.1 数据来源和研究方法
  • 4.1.2 对生长的影响
  • 4.1.2.1 对林分生长的影响
  • 4.1.2.2 对单木生长的影响
  • 4.1.3 对枯损的影响
  • 4.1.4 对进界的影响
  • 4.1.5 伐后12a的总收获量
  • 4.1.6 对树种组成的影响
  • 4.1.7 对物种多样性的影响
  • 4.1.8 对生物量的影响
  • 4.1.8.1 对乔木层生物量的影响
  • 4.1.8.2 对枯落物及灌草生物量的影响
  • 4.1.9 对土壤物理性质的影响
  • 4.1.10 小结
  • 4.2 林隙对落叶松云冷杉林更新的影响
  • 4.2.1 数据与方法
  • 4.2.2 林隙形成方式
  • 4.2.3 林隙大小及形成木
  • 4.2.4 林隙与非林隙更新树种组成
  • 4.2.5 小结
  • 4.3 集材对落叶松云冷杉林林地和植被的影响
  • 4.3.1 研究方法
  • 4.3.2 集材对保留木的影响
  • 4.3.3 对集材道地表结构的影响
  • 4.3.4 对集材道植被恢复的影响
  • 4.3.5 小结
  • 4.4 清林对落叶松云冷杉林天然更新的影响
  • 4.4.1 数据来源和方法
  • 4.4.2 清林对林下更新结果的影响
  • 4.4.3 三种清林方式的比较
  • 4.4.4 堆枝上的更新幼苗
  • 4.4.5 小结
  • 4.5 本章小结
  • 5 落叶松云冷杉林生态采伐更新技术体系研究
  • 5.1 森林生态采伐更新的原则和内涵
  • 5.2 森林生态采伐更新技术体系框架
  • 5.3 森林生态采伐更新技术体系的理论基础
  • 5.3.1 近自然林业理论
  • 5.3.2 生态系统经营理论
  • 5.3.3 新林业理论
  • 5.3.4 森林可持续经营理论
  • 5.4 森林生态采伐更新的支撑技术
  • 5.4.1 采伐规划设计的得力助手——计算机和3S技术
  • 5.4.2 可持续经营的有效手段——检查法
  • 5.4.3 择伐设计的有力工具——林分择伐空间优化系统
  • 5.5 森林生态采伐更新作业技术规程
  • 5.5.1 森林采伐类型和方式
  • 5.5.1.1 主伐
  • 5.5.1.2 抚育间伐
  • 5.5.2 集材方式
  • 5.5.3 采伐评估
  • 5.5.3.1 评估方式
  • 5.5.3.2 评估检查内容
  • 5.5.3.3 结果处理
  • 5.6 落叶松云冷杉林生态采伐更新技术模式
  • 5.6.1 林分特征描述
  • 5.6.1.1 落叶松云冷杉混交林
  • 5.6.1.2 云冷杉针叶混交林
  • 5.6.1.3 云冷杉针阔混交林
  • 5.6.2 培养目标(发展类型)
  • 5.6.3 采伐方式
  • 5.6.3.1 商品林
  • 5.6.3.2 非商品林
  • 5.6.4 采伐作业设计
  • 5.6.4.1 采伐强度
  • 5.6.4.2 择伐周期(回归年)
  • 5.6.4.3 保留林分的结构
  • 5.6.4.4 目标树和采伐木的确定
  • 5.6.5 集材
  • 5.6.6 采伐迹地清理
  • 5.6.7 更新
  • 5.6.7.1 天然更新
  • 5.6.7.2 人工促进天然更新
  • 5.6.7.3 人工更新
  • 5.7 本章小结
  • 6 结论与讨论
  • 6.1 结论和创新点
  • 6.2 讨论
  • 参考文献
  • 附表:主要植物中文、拉丁名对照表
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在读期间发表的论文、论著(2003~2006)
  • 导师简介(一)
  • 导师简介(二)
  • 相关论文文献

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