基于碳汇与木材效益融合视角的森林经营模式选择研究

Nowadays, China's forest resources were degenerated seriouly, and the average stock and carbon density still remained lower quality, and the ecological environment was fragile in Northwest China. The progects setted the Pinus Tabulaeformis plantations as the object, So, increasing forest carbon sequestration was very significant through strengthening the sustainble forest management to put up the quality and productivity. Based on the plot investagation，analytic trees and biomass data, the researchers used the regional versatility biomass model with the particular or local parameters, which established by the linear mixed model and sub-variables model, and analysised the forest optimal rotation in the consideration of the value of carbon sequestration. The research explored the management strategy of Pinus Tabulaeformis plantations under climate changein from the interdisciplinary perspective,developed the forest harvest adjustment mechanism for main management goal to increase the carbon sinks and wood output, and analysised the forest management mode from different felling cycle and thinning intensity. Finally, the progects proposed the optimized forest management program, and provided the basis for the management of forest carbon sinks and multi-function management.

针对我国森林退化严重，森林资源质量、平均碳密度较低与西北地区恶劣立地生态环境的关键问题，本研究以黄土高原地区的油松人工林为研究对象，以提高森林资源质量与生产力，通过森林经营增加森林的碳汇能力为突破口，在标准地调查、解析木与生物量数据的基础上，利用线性混合模型与亚变量模型方法建立带有特定参数或地方参数的人工林区域通用性生物量模型，分析木材产出与碳汇价值下的森林最优轮伐期。从交叉学科的视角探索气候变化条件下油松人工林的经营策略，开展以增加森林碳汇效益和木材产出为主要经营目标的森林收获调整机制，设计不同的采伐周期和间伐强度的经营措施，进行森林经营模式研究，提出优化的森林经营方案，为森林碳汇管理及多功能经营决策提供依据。

本研究针对我国森林退化严重，与西北地区恶劣立地生态环境的关键问题，通过经营增加森林的碳汇能力为突破口，以黄土高原地区的油松人工林为研究对象，设置3个1 hm2(100 m×100 m)大样地与40块临时标准地（20m×30m),在标准地调查、解析木与生物量数据的基础上，分别开展了预估林分碳汇效益、最优轮伐期、人工林模拟抚育、物种多样性及种间联结以及林分空间结构特征的研究，为森林碳汇管理及多功能经营决策提供依据。研究获得以下主要结果：. (1) 本课题以地上生物量数据为基础，对比分析混合模型和哑变量模型，确定了我国黄土高原地区油松地上生物量不同总体参数之间的差异，设计了适用于不同总体的通用性模型。利用非线性误差变量联立方程组方法，构建了相容性地上生物量模型及其转换因子函数，研究结果为油松人工林的生物量估计提供了计量依据；. (2) 本研究首先建立了碳汇效益函数，并将其纳入土地期望收益模型，计算出碳汇效益与木材产出下的林木最优轮伐期；研究结果显示，考虑碳汇效益与木材产出的黄土高原区的油松人工林最优轮伐期为39年；. (3) 建立油松人工林胸径与冠幅模型、胸径生长模型，对黄龙山林区油松人工林进行模拟抚育与预测。结果表明：模拟抚育后，林分平均胸径均有较大幅度增长。种群密度在 2 000株/hm2以下的林分在抚育后第 6 a 可再次进行抚育。种群密度在 2 000 株/hm2以上的林分在抚育后第 9 a 可再次进行抚育；. (4) 研究木质残体的储量组成、空间结构分布规律与主要树种的种间关系，探讨群落优势种群的分布变动趋势。结果表明：木质残体的总储量为10.73 t•hm-2，倒木是林内粗木质残体的主要来源。种空间分布均为由小尺度上聚集分布过渡到大尺度上的随机分布；林分内主要研究树种油松和白桦、山杨树种之间在小尺度上呈负关联，大尺度下呈正关联，顶级树种与先锋树种间达到互利共生，群落具有较大稳定性。