基于植物功能性状的蒙古栎天然次生林多目标经营研究

How to manage and restore secondary forests well and achieve its multi-purpose functions has become the emerging scientific issues in the context of low quality of natural secondary forests in Northeast China and important strategy decisions on protecting all natural forest resources. In this study, the plant functional traits approach is to be integrated into secondary multi-purpose forest management and restoration. Referring characteristics of the korean pine-broadleaf forest as the zonal vegetation, we will analyze the impacts of natural restoration management regime, target tree-based forest management regime, and Coppice transformation management regime for secondary Quercus mongolica forest on community structure and functional traits structure based on community investigation and plant functional traits analysis, long-term ecosystem monitoring and experiment at Danqinghe Experimental Forest Farm in Heilongjiang province, so that some basic mechanism of forest management on ecosystem could be recognized. Response mechanism of wood production, biomass, carbon stock to different forest management regime will also be clarified. The study outcome will promote the theory and methodology on secondary forest management, some suggestions will also be provided for decision and referring in natural forest protection programme in Northeast China.

针对东北天然次生林质量低下和国家做出把所有天然林都保护起来的战略决策，如何通过森林经营促进次生林恢复并满足社会对森林功能的多元化需求是当前亟待解决的科学问题。项目拟以丹清河实验林场的蒙古栎天然次生林为研究对象，将植物功能性状方法引入次生林多目标经营，以地带性植被红松阔叶林为参照，通过群落学调查和长期监测，研究蒙古栎次生林自然恢复模式、目标树大径材培育模式、矮林改造模式对森林群落结构和功能性结构的影响，为准确认识森林经营对森林结构的影响机理提供理论基础；同时研究不同经营模式对木材生产、碳储量等主要生态功能的影响机制。项目研究成果将丰富天然次生林经营的理论与方法，能为我国东北天然林保护提供科学依据和决策参考。

针对东北天然次生林质量低下和国家做出把所有天然林都保护起来的战略决策，如何通过森林经营促进次生林恢复是当前亟待解决的科学问题。项目以丹清河实验林场的蒙古栎次生林为研究对象，研究目标树经营（MSR1）、综合抚育模式（MSR2）、无干扰（MSR3）三种模式对森林群落结构和多目标功能的影响。结果表明：（1）蒙古栎胸高断面积的绝对值在3种模式中差异很大，林分平均密度和平均树高为无干扰模式显著大于另外两种经营模式（P<0.05）,林木平均胸径在三种模式间无显著差异；目标树经营、综合抚育模式、无干扰三种模式下林分乔木层多样性无显著性差异（P<0.05），综合抚育的林分灌木层多样性显著大于目标树经营和无干扰（P<0.05），目标树经营的林分草本层植物丰富度略大于综合抚育模式和无干扰；目标树经营通过补植红松等后期树种的方式，成功地将后期树种引入林分，同时促进一些珍贵树种的生长。（2）就蓄积量、单位面积木材收获量、单位面积生物总量、单位面积木材碳储量而言，无干扰显著大于其他两种模式（P<0.05），而综合抚育和目标树经营模式之间无显著差异（P<0.05）。（3）不同经营模式下的土壤理化性质相差不大；不同经营模式下的叶功能性状差异较大，目标树经营模式的单叶面积极显著大于综合抚育模式和无干扰模式（P＜0.01），目标树经营模式的叶氮、叶有机碳含量极显著小于综合抚育模式和无干扰模式（P＜0.01）；单叶面积与叶氮含量、叶有机碳含量间存在极显著负向相关关系（P＜0.01），叶氮含量与叶有机碳含量间存在极显著正向相关关系（P＜0.01）；土壤有机碳对单叶面积、叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量均有显著影响。（4）木材净现值排序为目标树经营（21.89万元/hm2）>无干扰（21.15万元/hm2）>综合抚育模式（20.57万元/hm2）；在四种碳汇价格下，碳汇价值排序均为无干扰>目标树经营>综合抚育模式。总之，对于蒙古栎天然次生林而言，森林经营如何在长时间尺度上提高林分生长质量，还需更长期监测和深入研究。