黄土高原水土保持林可持续经营基础研究

本研究以黄土高原山地水土保持林为研究对象，以近自然林业理论和森林可持续经营理论为指导，以改善森林结构为重点，从林分和区域两个层次研究揭示不同空间尺度水土保持林结构与功能的机理，提出结构调整理论。研究水土保持林结构、功能与利用之间的关系，提出水土保持林经营的技术体系，长期维持水土保持林的健康与稳定。结合该地区森林经营的目标，提出该地区山地水土保持林的经营模式。其科学意义在于在系统研究水土保持林结构的基础上，科学地提出森林可持续经营技术体系，为提高水土保持林的经营水平和效益提供理论依据和技术支撑，指导经营者科学经营黄土高原为数不多的森林，在建立稳定、健康的森林生态系统的基础上，实现生态、经济和社会效益的协调发展。

摘要：本研究以黄土高原“水土保持林”为研究对象，在林分层次上，选择占绝对优势的阔叶萌生林森林类型和人工油松林森林类型，采用1 hm2(100 m×100 m)大样地，结合设置的40块临时标准地（20m×30m)，分别开展了林分空间结构特征、种群空间格局、物种多样性及种间联结、人工林模拟抚育、森林更新等多方面的研究。在区域层次上，利用获取的SPOT5、TM及资源三号卫星遥感影像数据，通过生态规划、地统计学、GIS空间分析等方法，对林区生态敏感性进行了分析，为研究区森林可持续经营提供技术支持。研究获得以下主要结果：. 黄龙山林区天然油松针阔混交林林分空间结构特征研究显示:林分乔木层共包括17个树种，物种丰富度较高。整个林分混交度较高，林木多为中度、强度和极强度混交。优势树种油松、辽东栎和白桦的平均混交度分别为0.480、0.711和0.702。在空间结构单元中，林分中林木的各个大小比数分布均匀，林木较稳定。林分属于团状分布，平均角尺度为0.543。. 辽东栎种群空间格局研究结果表明：辽东栎的空间分布格局与尺度有密切关系，两块样地在大、中尺度水平上基本表现为随机分布，在较小尺度上均表现为聚集分布。同一样地内各生长阶段的空间分布格局不同，幼龄个体在小尺度均表现为聚集分布。不同生长阶段间相互关联性也不尽相同，样地Ⅰ中各生长阶段间关联性均不明显；样地Ⅱ中，幼龄与中龄个体间在小尺度上表现出显著的正相关性，近熟和成、过熟个体在小尺度上表现为明显的负相关性。. 物种多样性研究结果表明：丰富度指数、Simpson 指数及Shannon-Wiener 指数均随尺度增大先快速增大后趋于平缓，丰富度指数空间变异呈现为不规则变化。各功能层物种多样性的关系在5 000 m2及更大尺度上保持一致，灌木层具有最高的物种多样性，草本层物种丰富度较乔木层低，其物种分布均匀度则比乔木层高。乔木层结构与灌草层物种多样性具有明显的关联。. 人工油松林模拟抚育研究结果表明：模拟抚育后，林分平均胸径均有较大幅度增长，种群密度大于4000株/hm2样地和2000~4000株/hm2的样地抚育后平均胸径相似。种群密度在2000株/hm2以下的林分在抚育后第6a可再次进行抚育。种群密度在2000株/hm2以上的林分在抚育后第9a可再次进行抚育。