抚育间伐强度对马尾松公益林群落结构和生态服务功能的影响

【摘要】本研究以湖南省宁乡县的青洋湖国有林场马尾松公益林作为研究对象,以《森林生态服务功能评估规范》为指导,通过样地调查与定位观测相结合,外业调查与室内实验相结合的方法,从马尾松林的林分结构、物种组成、林下植被多样性、土壤的物理化学性质、生态服务功能等方面研究间伐对马尾松林的影响,揭示在不同间伐强度下马尾松林群落结构和生态服务功能价值的变化规律,为生态公益林的营建提供科学的依据,提出最适于马尾松林生长的抚育经营措施,使其有利于森林资源可持续发展和生态效益的发挥。研究结果表明：(1)采取抚育间伐的措施后,随间伐强度的增加,能显著地促进马尾松林分平均胸径生长,强度间伐的马尾松林平均胸径最大,达到15.96cm,较对照样地增加了17.96%。弱度间伐和强度间伐条件下,马尾松平均树高分别为12.7m和12.9m,较对照样地分别增加12.12%和13.8%。间伐可以增加马尾松林分的单株材积,但不同的间伐强度对马尾松林单株材积的影响差异不显著,弱度间伐林分单株材积较对照样地增长了31.2%。综合考虑株数和单株材积,不同强度间伐后蓄积量为弱度间伐>对照样地>强度间伐>中度间伐,弱度间伐时马尾松林分总蓄积量最大,为70.65m3/hm2,比对照样地增加了15.95%。(2)各间伐强度下的林下植被种类虽然较对照样地有所增加,但是变化差异不明显。抚育间伐增加了马尾松林林下灌木的植株数量和盖度,弱度间伐最有利于马尾松林林下灌木的生长,灌木植株密度在55-75cm高度级达到最高点2175株/hm2,盖度达到71.5%。经过了抚育间伐处理的马尾松林分草本植株数量出现了大幅的增长,尤其是弱度间伐下更是增加了93%,总密度达到9025株/hm2。在不同的间伐强度下,马尾松林林下草灌木的物种多样性指数有所增加,尤其在中度间伐时多样性指数较高,因此中度间伐处理可以显著的增加马尾松林下植被的物种多样性。根据总的灌木草本在间伐后重要值的变化看出,间伐后灌木、草本的种数增加,但是各个种的重要值有所下降。强度间伐下灌木植物生物量最大,为4688.2kg/hm2。弱度间伐下草本植物生物量最大,为378.9kg/hm2。所以,间伐可以有效地提高马尾松林林下植被的生产力,有利于维持马尾松森林生态系统的稳定性。(3)马尾松林间伐后,增加了间伐林地的土壤容重,降低了孔隙度和土壤通气性。林内土壤最大持水量的下降削减了土壤对降雨的贮存能力。在不同强度的抚育间伐后,土壤结构受到破坏,降低了林地土壤的透水、蓄水和供水能力。不同间伐强度后马尾松林0-30cm土层总持水量不断下降,分别为对照样地67.38t/hm2、弱度间伐58.62t/hm2、中度间伐47.29t/hm2、强度间伐44.87t/hm2。弱度间伐可增加凋落物层的涵养水源能力。弱度间伐后马尾松林分凋落物最大持水量最大,为52.68t/hm2；对照样地马尾松纯林凋落物最大持水量为36.83t/hm2。不同间伐强度后马尾松林涵养水源服务功能总价值为：弱度间伐样地(680.16元/hm2)>对照样地(636.83元/hm2)>中度间伐样地(499.15元/hm2)>强度间伐样地(420.13元/hm2)。(4)马尾松林在不同抚育间伐强度下的水土保持服务功能总价值为：弱度间伐样地(11.053万元/hm2)>对照样地(9.612万元/hm2)>中度间伐样地(7.021万元/hm2)>强度间伐样地(5.808万元/hm2)。(5)马尾松林在不同抚育间伐强度下的保育土壤服务功能价值为：中度间伐样地(61.8042万元/hm2)>强度间伐样地(61.0403万元/hm2)>弱度间伐样地(55.2218万元/hm2)>对照样地(40.6693万元/hm2)。(6)马尾松林的净化大气服务功能价值为：弱度间伐样地(28.3769万元/hm2)>强度间伐样地(27.5148万元/hm2)>对照样地(21.6180万元/hm2)>中度间伐样地(21.2774万元/hm2)。(7)综合考虑涵养水源服务功能、保持水土服务功能、保育土壤服务功能和净化大气服务功能这几种生态服务功能指标,不同间伐强度后的马尾松林生态服务功能价值为：弱度间伐样地(94.7197万元/hm2)>强度间伐样地(94.4051万元/hm2)>中度间伐样地(90.1525万元/hm2)>对照样地(71.963万元/hm2)。总之,根据经过不同强度抚育间伐后马尾松林分群落结构和生态服务功能价值的变化规律,综合考虑得出弱度间伐(20%-30%)最有利于马尾松公益林的营建和其生态效益的发挥。
【作者】周晓光；
【导师】张合平；
【作者基本信息】中南林业科技大学，生态学，2014，硕士
【关键词】马尾松；抚育间伐；群落结构；涵养水源；保育土壤；生态效益；

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