抚育间伐对人工林生态环境影响的研究进展

作者:未知

  摘 要:在人工林经营过程中,抚育间伐是培育森林的重要措施,通过抚育间伐可优化林分结构、改善林下环境、提高土壤肥力,促进林下植被更新,从而提高人工林经营效益。本文概述了人工林抚育间伐,并对抚育间伐对人工林生态环境影响的研究进展进行了综述,以期为相关人员提供参考。
  关键词:抚育间伐;人工林;生态环境
  随着人工林面积的增加,人工林在森林生态系统中的地位也在逐渐上升。但由于人工林存在的各种生态问题,导致人工纯林病虫害严重,抗干扰能力弱,土壤地力衰退趋势明显。因此,如何提高人工林生态系统的生态功能是当前人工林培育的关键问题。抚育间伐是指从人工林郁闭至主伐前一个龄级在森林中定期而重复地伐出部分林木,为留存价值较高的林木创造良好的生长环境,促进其更快、更好地生长,以达到培育目的。抚育间伐是培育森林的重要措施,也是获得木材的重要手段,具有双重意义。本文通过综述抚育间伐对人工林生态环境的影响,以期为人工林可持续经营提供理论与技术支撑。
  一、抚育间伐对林下植被的影响
  抚育间伐后林分密度降低,林内微环境得到一定程度的改善,有利于林下植被更新,改善林下植物多样性等。有研究认为:间伐对林下植被更新的影响主要取决于间伐后环境因子的改变,从而影响了幼苗的存活、定植和生长等。间伐处理增加了红松Pinus koraiensis人工林下草本和灌木的种类与数量,植物多样性与物种丰富度明显提高;不同间伐处理对日本黑松P.thunbergii种子萌发率无显著差异,但一定强度的间伐促进了更新幼苗的存活和生长。
  二、抚育间伐对林下环境因子的影响
  人工林抚育间伐后引起林分结构的变化,进而影响人工林生态系统微环境(光照、温度、水分)。间伐后由于郁闭度降低,有利于光照进入,可增加地表的光照强度,从而引起地表温度上升。很多研究一致认为:间伐有利于地表光照、温度的增加,但是间伐对土壤湿度的影响尚无一致的结论,有研究认为间伐后土壤含水量会降低,也有研究认为间伐后郁闭度降低,造成土壤湿度增加。对辽宁省清原地区落叶松Larix spp.人工林间伐后微环境的研究表明:随着间伐强度增加,地表可利用光增加,土壤温度也随着间伐强度增加而增加,最大间伐强度含水量最高,而对照含水量最低;而台湾地区日本柳杉Cryptomeria japonica人工林的土壤温度随时间伐强度增加显著提高,但是这种差异在夏季显著而冬季不显著,间伐对土壤湿度没有显著影响。
  三、抚育间伐对土壤理化性质的影响
  抚育间伐对人工林土壤物理、化学性质产生的直接影响比较小,但由于间伐后林分结构和环境因子的变化,造成人工林生态系统物质循环和能量转换的变化,进而间接影响土壤理化性质的变化。研究表明:间伐会引起人工林土壤容重降低、土壤孔隙度增大。但是也有研究表明:间伐过程中的人为干扰,会破坏土壤结构,造成土壤容重增加、孔隙度减少。如间伐后蒙古栎Quercusmongolica林土壤物理性质明显不如对照。抚育间伐对土壤化学性质没有直接影响,土壤化学性质改变是由于间伐后保留木数量和林下植被更新状况改变凋落物的数量和质量,有利于凋落物养分的释放和归还。同时,间伐后环境条件的改善,有利于土壤生物活性(酶、微生物)的提高,加速土壤内物质循环和养分周转。
  四、抚育间伐对土壤酶活性的影响
  土壤酶是土壤中对环境条件变化敏感的活性物质,抚育间伐后林分内环境条件的变化会影响土壤酶活性的变化。有研究认为:随着间伐强度的增加,林内土壤孔隙度升高,有利于土壤微生物增加及活性增强,从而提高土壤酶活性。但有研究对德国东北部62年生完全郁闭的松林间伐5年后各种酶活性与对照样地相比并未出现显著差异;与对照相比间伐后沙地樟子松P.sylvestris人工林土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性均有所下降。
  五、抚育间伐对土壤微生物的影响
  抚育间伐后林下植被的大量生长和繁衍,提高了林下植物多样性,以及间伐后林内光照、水分条件的变化,促进了土壤有机物质的分解,诱发了地下部分微生物多样性和微生物量的增加。杉木人工林间伐4~5年后,有效提高了土壤营养元素的含量,增加土壤三大微生物数量;德国东北部人工针叶纯林间伐5年后,间伐和未间伐土壤微生物量没有明显的不同,但是微生物群落结构发生明显的变化。
  六、抚育间伐对土壤肥力的综合影响
  土壤肥力是森林生产力的基础,抚育间伐后林下环境的变化影响土壤物质循环和养分周转,进而引起土壤养分的变化。但是,目前关于间伐对人工林土壤养分影响没有一致的结论。很多研究一致认为:间伐后环境条件改变有利于土壤酶和微生物活性,促进土壤有机质和凋落物的分解。在德国针叶树间伐5年后的研究表明,间伐没有引起土壤养分的变化,但是有证据显示,间伐促进土壤纤维素等有机物质的分解,其认为间伐对土壤养分的影响是一个长期的过程,短期内虽然对土壤养分有一定的影响,但是差异并没有表现出来。
  七、建议与对策
  总之,随着人工林面积的不断增加,人工林在生态文明建设过程中发挥着越来越重要的作用,而抚育间伐就是要充分发挥人工林的生产与生态功能,提高人工林生态系统的稳定性与多样性等,基于上述撫育间伐对人工林生态功能的影响,提出以下建议:第一,开展长期抚育间伐对人工林生态功能影响的研究,短期内很难反映出抚育间伐对林下植被和生物多样性的影响,建议设立不同间伐措施的长期固定观测样地,研究、评价抚育间伐对生物多样性等的影响。第二,在河流上游、水库周边地区,人工林的水源涵养功能占主导地位,应加强不同间伐措施对人工林的水源涵养功能及流域水文效应的影响研究,为提高人工水源涵养林可持续经营提供科学依据。第三,开展不同区域、不同立地、不同类型、不同密度等条件下的人工林抚育间伐试验,确定人工林抚育间伐的周期和最佳间伐强度,可以有效指导森林经营管理,提高人工林生态系统的生态服务功能。
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