日前,森环森保所森林水文学科组在同属于土壤、环境和农林科学顶级期刊的Land Degradation &Development(1区,Top journal,IF = 7.270)上发表了题为“Optimizing stand structure for trade-offs between overstory timber production and understory plant diversity: A case-studyof a larch plantation in northwest China”的论文,着重介绍了兼顾木材生产和林下植物多样性保护的人工林结构权衡优化的最新成果。
该成果是在国家重点研发计划项目(2017YFC0504602,2016YFC0501603)等的资助下完成的。主要针对的问题是因过分追求木材生产功能与木材蓄积量或因管理不当而导致的人工林结构简单和功能单一、林内生物多样性比天然林显著减少、缺乏多种功能间的协调管理。研究目标是有效调节人工林的木材生产功能与生物多样性保护要求之间的复杂关系,从而提高森林质量、促进多功能经营和可持续发展。这是人工林经营中普遍存在的一个亟待解决的科技问题。
多年来,森林水文学科组以宁夏六盘山森林生态站为研究平台,调查了大量华北落叶松人工林样地的分层结构特征,建立了林分结构参数(树高、胸径、郁闭度、蓄积量)随林龄和密度而变化的函数,以及林下灌木与草本植物的多样性特征响应林冠特征的变化规律,探索了权衡华北落叶松人工林的木材生产功能和林下植被生物多样性保护要求的数量关系与实用管理技术。研究表明,在宁夏六盘山土石山区,华北落叶松人工林的林分密度升高虽然会增加整个林分的木材蓄积量,但单木材积减小和优质大径材生产受限;林下植物物种数量变化与林冠郁闭度有很好的关系,随林冠郁闭度增大呈现先增加后降低的变化规律,在郁闭度0.6-0.7时达到最大;调控林冠郁闭度是非常简捷有效的管理措施,建议在调整华北落叶松人工林密度时要以保持林冠郁闭度在0.7左右为原则,从而同时保证较高的林下植物多样性和较好的木材生产功能,对应的最优林木密度在林龄为15、20、25、30、35年生时分别是2600、2000、1600、1250、1000株/公顷。该研究结论和管理技术有利于那些过密人工林的林分结构改善和多种服务功能提升,从而促进科学恢复与管理那些结构与功能退化的森林。虽然本研究仅涉及华北落叶松人工林的两个主要功能,但采用的权衡方法可为未来的协调更多功能关系的研究以及其他人工林的多功能管理决策提供参考。
该论文的第一通讯作者为森林水文学科组资深专家王彦辉研究员,第一作者为与北京林业大学联合培养博士Bilal Ahmad。(王晓 王彦辉/森环森保所)