替代性森林经营模式对东北红松天然次生林多目标功能的影响机制及模拟预测研究

针对东北天然次生林质量低下和经济社会发展对森林功能的多元化需求现状，如何科学管理并实现森林多目标经营成为当前亟待解决的科学问题。本项目拟以黑龙江省哈尔滨市丹青河国有林场的红松天然次生林为研究对象，通过对生态系统的长期监测与实验,研究传统森林经营模式、永续利用森林经营模式、调整育林法森林经营模式和无干扰森林经营模式对森林群落结构和功能的影响机制，为准确认识森林经营对生态系统的影响机理提供理论基础；用长期监测数据改进森林斑块混合模型（PICUS v1.4），用以模拟和预测100年内4种不同森林经营模式对木材生产、固碳、生物多样性等经营目标的长期动态影响机理，为东北过伐林区天然次生林的多目标经营提供科学的模拟预测工具；通过市场调查法，用生态经济学方法比较分析在不同森林经营模式下实现各种经营目标的经济绩效，提出实现多功能森林经营的优化方案和对策，为东北乃至全国森林经营工程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经济社会发展对森林功能的多元化需求现状，如何科学管理并实现森林多目标经营成为当前亟待解决的科学问题。项目以黑龙江丹清河国有林场的天然次生林为研究对象，通过生态系统长期监测和样方调查，研究了传统森林经营模式（FM1）、目标树森林经营模式（FM2）、调整育林法森林经营模式（FM3）和无干扰森林经营模式（FM4）对森林群落结构和功能的影响；模拟和预测了120年内4种不同森林经营模式对木材生产、固碳等多目标的影响；利用市场调查、净现值（NPV）等方法，分析不同森林经营模式下实现各种经营目标的经济绩效，提出了森林经营优化方案和对策建议。结果表明：（1）木本、草本植物多样性分别以FM3、FM2最高；FM3的胸高断面积为26.56m2/ hm2，分别比FM1、FM2、FM4大14%、6%、15%；FM2的平均胸径和平均树高极显著（P＜0.01）大于另外3种经营模式；FM1、FM3小径木较多，胸径结构呈倒“J”型；FM3一定程度上促进了森林天然更新，FM2促进林分向阔叶混交林演替。（2）总碳储量为FM2（344.02t/ hm2）＞FM4（294.75t/ hm2）＞FM1（279.42t/ hm2）＞FM3（264.51t/ hm2），其中超过98%的贡献来自土壤层和乔木层；FM2含水率最高、土壤全氮和水解氮含量较高、土壤全钾和速效钾含量最高，改善土壤效果明显。（3）一个经营周期内（120年）4种森林经营模式的木材收获量以目标树森林经营模式（FM2）（181.72 m3/hm2）最大，其次是调整育林法森林经营模式（FM3）（176.72 m3/hm2）；乔木碳储量以调整育林法森林经营模式（FM3）（97.72 t/hm2）最大；木质林产品碳储量以调整育林法森林经营模式（FM3）（19.99 t/hm2）最大。（4）一个经营周期内（120年），碳汇价值和综合经济价值排序为FM2>FM3>FM1>FM4。可见，目标树森林经营模式（FM2）和调整育林法森林经营模式（FM3）不仅能够改善群落结构和功能，还具有很好的经济绩效，是推动东北天然次生林可持续经营的良好模式。同时，今后需要开展森林经营模式对多目标影响的长期监测，不断优化森林经营模式。