秦嶺南坡油松次生林撫育強度綜合評價與決策

常 偉，黨坤良，武朋輝，李明雨

(西北農(nóng)林科技大學 林學院，陜西 楊凌 712100)

秦嶺南坡油松次生林撫育強度綜合評價與決策

常 偉，黨坤良，武朋輝，李明雨

(西北農(nóng)林科技大學 林學院，陜西 楊凌 712100)

【目的】 確定秦嶺南坡油松次生林合理撫育強度，為其生態(tài)經(jīng)營和綜合管理提供理論依據(jù)?！痉椒ā?以秦嶺南坡油松林為研究對象，在旬陽壩、火地塘、新礦3個林場設(shè)置36塊樣地，并進行了弱度(5%)、中度(15%)和強度(25%)撫育，同時設(shè)置對照樣地(未撫育)，不同撫育強度樣地各9塊。間伐4年后，在全面分析不同撫育強度對林分結(jié)構(gòu)、林分生產(chǎn)力、水源涵養(yǎng)及林下植被多樣性影響的基礎(chǔ)上，運用灰色局勢決策理論進行單目標和多目標決策，確定合理的撫育強度?！窘Y(jié)果】 單目標決策表明，中度撫育在優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、提高林分生產(chǎn)力方面效果最佳；強度撫育在提高林分涵養(yǎng)水源能力與增加林分生物多樣性方面效果最佳；與未撫育林分相比，弱度撫育效果不明顯。多目標決策表明，秦嶺南坡油松次生林的最佳撫育強度為中度撫育，其既能優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、減小林木個體競爭，又能提高林分生產(chǎn)力和穩(wěn)定性，促進林分水源涵養(yǎng)能力和林內(nèi)生物多樣性穩(wěn)步提高，效果優(yōu)于強度撫育、弱度撫育和未撫育處理?！窘Y(jié)論】 秦嶺南坡油松次生林的撫育強度應(yīng)設(shè)置在15%為宜。

油松；撫育強度；灰色局勢決策；綜合評價

森林撫育是森林培育的一項重要手段，是進行森林科學管理的重要內(nèi)容[1-3]，其目的是通過有選擇地采伐部分林木來提高森林質(zhì)量、改善森林生長條件、促進森林生長、增加森林碳匯和應(yīng)對氣候變化[4-5]。目前，我國已對東北紅松林[6]、南方杉木林[7]、北京側(cè)柏林[8]及西部遼東櫟林[9]進行了大范圍的撫育改造，陸元昌等[10]對海南、云南、北京等省市進行了森林經(jīng)營試點研究，認為通過森林撫育能夠?qū)崿F(xiàn)林分長期穩(wěn)定的生長和發(fā)育，是改善我國林木質(zhì)量低下的可行方法。隨著森林經(jīng)營以木材生產(chǎn)為主轉(zhuǎn)向以生態(tài)防護和社會服務(wù)為主，森林撫育已成為我國林業(yè)發(fā)展的必然措施[11]。

油松(Pinustabulaeformis)是秦嶺山地分布最廣泛的林分類型之一。油松生長速度快，適應(yīng)性強，抗寒、耐旱能力強，有良好的保持水土和美化環(huán)境的功能，是秦嶺山地的頂級群落之一，也是典型的地帶性群落[12-13]。然而，近百年來對秦嶺林區(qū)的不合理采伐形成了許多質(zhì)量低下的次生林，嚴重制約著其生態(tài)功能的發(fā)揮，如何保護和經(jīng)營當?shù)靥烊淮紊忠呀?jīng)成為亟待解決的問題，森林撫育作為森林經(jīng)營與保護的重要措施勢在必行。前人對油松林的撫育研究多集中在對油松林生產(chǎn)力、林下生物多樣性、水源涵養(yǎng)和土壤理化性質(zhì)[14-17]等方面的影響上，但對其撫育強度的綜合決策還未見報道。為此，本研究以秦嶺南坡間伐4年后的油松次生林為研究對象，調(diào)查了不同強度撫育間伐后油松次生林的生長現(xiàn)狀，在全面分析撫育強度對林分結(jié)構(gòu)、林分生長、水源涵養(yǎng)及林下植被多樣性4個方面19個指標影響的基礎(chǔ)上，運用灰色局勢決策理論進行撫育強度的綜合評價，旨在探尋秦嶺油松次生林生態(tài)經(jīng)營模式下的合理撫育強度，為以后的森林生態(tài)經(jīng)營和林地的綜合管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于秦嶺林區(qū)油松分布較廣、面積較大、林分狀況具有代表性的平河梁自然保護區(qū)周圍的旬陽壩林場、火地塘林場、新礦林場(108°15′～108°41′ E，33°14′～34°40′ N)，海拔1 400～1 800 m，年平均降水量900～1 200 mm，年均氣溫12.3 ℃，極高溫度36.2 ℃，極低溫度-13.1 ℃，年日照時數(shù) 1 638.3 h，無霜期210 d，植物生長期130～206 d，屬我國北亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶。區(qū)內(nèi)森林植被類型主要是20世紀60-70年代經(jīng)全面主伐后形成的次生林。調(diào)查區(qū)植被類型以油松(Pinustabulaeformis)、銳齒櫟(Quercusalienavar.acuteserrata)、華山松(Pinusarmandii)、紅樺(Betulaalbosinensis)為主要建群樹種，伴生樹種有漆樹(Toxicodendronvernicifluum)、青榨槭 (Acerdavidii)、山楊 (Populusdavidiana)、燈臺樹(Bothrocaryumcontroversum)等。林下灌木以野薔薇(Rosamultiflora)、南方六道木(Abeliadielsii)、華北繡線菊(Spiraeafritschiana)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、胡枝子(Lespedezabicolor)、白檀(Symplocospaniculata)、木姜子(Litseapungens)、懸鉤子(Rubuscorchorifolius)為主，草本有披針葉苔草(Carexcanteolata)、龍牙草(Agrimoniapilosa)、茜草(Rubiacordifolia)。其土壤主要是以花崗巖、片麻巖為母質(zhì)發(fā)育的山地棕色森林土，土層厚度50 cm左右。

2 研究方法

2.1 撫育強度試驗設(shè)計

2010年在林分生長狀況可以代表區(qū)域內(nèi)平均水平的油松中齡林中按照不同的間伐強度(以蓄積量計)，在盡可能保證地形因子和樹種組成基本一致的情況下設(shè)置研究樣地36塊，分別采取未撫育(對照)及弱度(5%)、中度(15%)、強度(25%)3個間伐強度處理，樣地面積均為20 m×30 m，樣地概況見表1。采用下層撫育的方法對研究樣地進行撫育間伐，主要伐除林分平均胸徑以下的長勢較差且干形不良的林木個體，間伐木就地打枝，樹干移出林地，剩余物均勻鋪于林地表層。2011-2014年于每年9月對研究樣地進行復測。

2.2 調(diào)查方法與指標的測定

1)生境。利用GPS確定每個樣地的位置，并記錄每塊樣地的海拔、坡向、坡位、坡度。

2)喬木層調(diào)查。記錄樣地內(nèi)林分起源、樹種名稱、干形、長勢、病蟲害情況，測量單木坐標、樹高、胸徑、冠幅和林分的保留密度(以單位面積林分胸高斷面積表示)，運用SVMS軟件計算聚集度、優(yōu)勢度和混交度[18-20]等空間結(jié)構(gòu)指標；根據(jù)間伐前樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，將林木按徑級分組(4 cm一個徑級)。根據(jù)樣地調(diào)查資料，利用研究區(qū)已有油松及主要伴生樹種的生物量模型估算出單株木各年的生物量[21]，然后再根據(jù)樣地林分密度和徑級分組情況分別計算各徑級和樣地的總生物量。胸徑生長量和生物量生長量(林分生產(chǎn)力)為相鄰兩年的差值。年平均生長率則采用普雷斯特公式計算[22]。計算公式如下：

(1)

式中：Z為n年間的平均生長率，yt和yt-n為t年和t-n年的胸徑。

3)林下植物調(diào)查。在每個樣地的四角和中心共設(shè)置5個1 m×1 m的林下植物調(diào)查樣方，記錄灌木和草本植物名稱、數(shù)量、高度、蓋度、地徑、生長狀況，多樣性指數(shù)計算公式[23-24]如下：

Shannon-Wiener 多樣性指數(shù):

(2)

(3)

式中：S為種i所在樣方內(nèi)物種總數(shù)，N為全部總個體數(shù)，Pi為第i個種的多度比例，即Pi=S/N。

4)林下植被生物量調(diào)查。灌木和草本的生物量測定用全株收割法，在灌木和草本樣方內(nèi)將植株全部挖出，并將灌木按根、莖、葉，草本按地上、地下部分分別稱鮮質(zhì)量后，各部分再分別取樣200 g左右?guī)Щ貙嶒炇矣?0 ℃烘干稱質(zhì)量，進行生物量的測定。

5)枯落物現(xiàn)存量和持水量。在樣地對角線上設(shè)置3個1 m×1 m的枯落物調(diào)查樣方，將樣方內(nèi)所收集的枯落物樣品稱取質(zhì)量(m1,g)，置于80 ℃烘箱中烘干后再次稱取質(zhì)量(m2,g)，用單位面積枯落物的烘干質(zhì)量來表示枯落物現(xiàn)存量(A,t/hm2)，再將烘干后的枯落物樣品浸泡24 h后稱取質(zhì)量(m3,g)，

枯落物的最大持水率(Rm,%)、最大持水量(W,t/hm2)計算公式[25]為：

Rm=(m3-m2)/m2×100%。

(4)

W=ARm。

(5)

2.3 生態(tài)經(jīng)營的綜合評價方法

首先，參照許明祥等[26]提出的敏感性分析來篩選因子，選定19個代表性指標，并將其歸類為林分結(jié)構(gòu)指標、生產(chǎn)力指標、涵養(yǎng)水源指標和生物多樣性指標4個方面：

1)林分結(jié)構(gòu)指標：包括林木聚集度、優(yōu)勢度、混交度及灌木蓋度、草本蓋度、林分郁閉度、林分保留密度。

2)生產(chǎn)力指標：包括林木平均胸徑生長量、林分生產(chǎn)力、平均胸徑、平均樹高、林分生物量(包括喬木、灌木和草本)。

3)涵養(yǎng)水源指標：包括枯落物現(xiàn)存量、最大持水率、最大持水量。

4)林下植被多樣性指標：包括草本Simpson指數(shù)、草本Shannon-Wiener指數(shù)、灌木Simpson指數(shù)、灌木Shannon-Wiener指數(shù)。

其次，采用灰色局勢決策理論[27-28]對不同撫育強度林分進行多目標綜合決策。先確定決策矩陣，然后根據(jù)決策矩陣利用相關(guān)系數(shù)法求各個指標的權(quán)重，再求其灰色關(guān)聯(lián)度，最后得到的關(guān)聯(lián)度越高，說明該撫育強度對生態(tài)經(jīng)營的影響越好。

2.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。用SPSS 18.0軟件中one-way ANOVA分析各測定指標在不同撫育間伐處理間的差異；用線性模型計算各測定指標間的相關(guān)系數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 撫育強度對秦嶺南坡油松林群落的綜合影響

不同撫育強度對油松次生林群落各指標的影響見表2。從表2不同間伐強度對林分結(jié)構(gòu)的影響來看，在間伐后4年內(nèi)，中、強度撫育能夠顯著降低林分聚集度，控制聚集度在0.46～0.49，表現(xiàn)為隨機分布或輕度聚集分布；弱度撫育與不撫育林分聚集度較高(0.54～0.56)，表明林分種內(nèi)、種間競爭激烈[29]。撫育間伐對林分的優(yōu)勢度、混交度、灌木蓋度影響不顯著，不同撫育強度下優(yōu)勢度取值均在0.50 左右，表明撫育強度并不能提高林分整體的優(yōu)勢度，大多數(shù)林木個體為中庸木，林木分級不明顯；不同撫育強度下混交度取值在0.51～0.60，林分均處于中度混交狀態(tài)；灌木蓋度的最大值出現(xiàn)于強度撫育，地點為陽坡上坡位，懸鉤子生長茂盛，嚴重制約了林分更新。撫育后的林分保留密度隨著撫育強度的增大呈現(xiàn)下降趨勢，從(50.79±1.51) m2/hm2下降到(39.40±1.37) m2/hm2。隨著撫育強度的增大，林分草本蓋度不斷提高，變化于0.46～0.65，強度撫育能夠顯著提高草本蓋度，其值為0.65±0.06，高出未撫育林分41.3%。林分郁閉度隨撫育強度的增加不斷下降，變化于0.86～0.71，3個撫育強度均能明顯降低林分郁閉度。柏廣新等[30]指出，郁閉度和草本蓋度共同制約著林內(nèi)更新，郁閉度越低，則草本蓋度越高，雜草與更新幼苗競爭，不利于幼苗的更新。本研究中，強度撫育郁閉度最低(0.71)，草本蓋度最高，制約了油松幼苗的更新，這與樣地實際調(diào)查情況一致，中、弱度撫育與未撫育樣地草本蓋度差異不明顯。

注：表中數(shù)據(jù)為9次重復的“平均值±標準差”。每行數(shù)據(jù)后標不同小寫字母表示在P=5%水平差異顯著。

Note:The data are the average of “nine replicates±SD”.Different lowercase letters in each row show significant difference atP=5% level.

林分生產(chǎn)力是衡量森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標，研究撫育強度與林木生長的關(guān)系對提高森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善林分生態(tài)條件有重要意義[8]。由表2可見，撫育間伐能夠顯著提高油松林林木平均胸徑生長量，其中以中度撫育的林分林木胸徑平均生長量(0.99±0.11) mm最高，其次為強度撫育(0.86±0.08) mm和弱度撫育(0.73±0.09) mm的林分，分別比未撫育林分的平均胸徑生長量(0.56±0.06) mm高出77.8%，46.7%和26.9%。經(jīng)過不同強度撫育間伐的林分，其林分生產(chǎn)力均高于未撫育林分，中度撫育(7.25±1.16) t/hm2的林分生產(chǎn)力顯著高于強度撫育(6.06±1.35) t/hm2、弱度撫育(5.69±1.30) t/hm2和未撫育林分(4.84±0.78) t/hm2，強度撫育和弱度撫育的林分生產(chǎn)力也高于未撫育林分，但差異不顯著，弱度、中度、強度撫育下的林分生產(chǎn)力分別比未撫育林分高出16.13%，46.90%和20.01%。不同間伐強度能提高單株生物量,但因單位面積株數(shù)減少,故單位面積生物量并不隨間伐強度任意加大而增加，反而會降低。撫育間伐對林分平均樹高、平均胸徑影響不顯著，不同撫育強度下的林分平均胸徑、平均樹高均較對照略有提高。

枯枝落葉層在水土保持、水源涵養(yǎng)以及森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中具有重要意義，因而成為秦嶺林區(qū)相關(guān)研究的主要對象[31-32]。由表2可知，與未撫育林分相比，中、強度撫育能夠顯著提高枯落物現(xiàn)存量、最大持水率、最大持水量，其中強度撫育在改善水源涵養(yǎng)功能方面效果最好，3個指標值分別為(30.50±0.60) t/hm2，(200±7)%，(61.26±2.70) t/hm2，分別比未撫育林分高33.65%，11.12%和36.98%；中度撫育效果次之，分別比未撫育林分高21.4%，8.3%和14.4%；弱度撫育在水源涵養(yǎng)功能上效果不明顯，3個指標值與未撫育樣地相仿。

本研究還從生物多樣性角度探究合適的撫育強度，為秦嶺南坡油松次生林的合理經(jīng)營及林分生物多樣性的提高提供依據(jù)和參考。由表2可知，強度撫育在提高草本多樣性方面效果顯著，Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)值分別為0.97±0.05和2.16±0.34，比中度撫育(0.77±0.05，1.76±0.28)、弱度撫育(0.74±0.08，1.82±0.29)和未撫育(0.74±0.05，1.70±0.19)顯著提高；與未撫育樣地相比，中、弱度撫育在草本多樣性方面效果不顯著，這與前人研究結(jié)果[33-34]類似。從灌木Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)來看，中度(0.89±0.01，2.26±0.04)、強度(0.93±0.02，2.32±0.08)撫育在提高灌木多樣性方面效果顯著，弱度撫育效果(0.82±0.09，2.06±0.05)與未撫育效果(0.83±0.05，2.05±0.08)相似。這說明適度干擾能夠增加林地植被物種多樣性，提高林分穩(wěn)定性。

3.2 秦嶺油松次生林撫育強度的綜合評價

3.2.1 撫育目標和對策的確定 不同撫育強度對油松次生林群落的影響表現(xiàn)在許多方面，為了對不同撫育強度的適宜度和合理性進行全面評價，本研究運用灰色局勢決策理論，并從調(diào)整適宜林分結(jié)構(gòu)、增加林分生產(chǎn)力、提高林分水源涵養(yǎng)能力和林分生物多樣性等生態(tài)效益方面出發(fā)，確定以下幾個目標：(1)林分結(jié)構(gòu)最優(yōu)；(2)林分生產(chǎn)力最大；(3)水源涵養(yǎng)能力最強；(4)林下植物多樣性最高。因此撫育強度的合理選用是一個多目標決策的問題。根據(jù)上述確定的目標，選擇(1)林分聚集度指數(shù)、(2)草本蓋度指數(shù)、(3)平均胸徑生長量指數(shù)、(4)林分生產(chǎn)力指數(shù)、(5)最大持水量指數(shù)、(6)灌木Shannon-Wiener指數(shù)、(7)草本Shannon-Wiener指數(shù)，共計7個目標用于綜合評價與決策。具體的撫育對策有：(1)不撫育；(2)弱度撫育5%；(3)中度撫育15%；(4)強度撫育25%。

3.2.2 效果測度的選擇及單目標決策矩陣 在選擇的7個目標(1)～(7)中，前2個目標越小越好，故選擇下項效果測度，其公式為：

rij(p)=min minuij(p)/uij(p)。

(6)

后5個目標越大越好，故選擇上項效果測度，其公式為：

rij(p)=uij(p)/max maxuij(p)。

(7)

式中：uij(p)為第p個目標下第i個事件第j個對策的白化值。i=1，即將油松次生林群落的撫育強度看成一個事件；j=1,2,3,4，分別對應(yīng)不撫育和弱、中、強度撫育，即將4種撫育強度看成4個對策；p=1,2,3,4,5,6,7，即指7個目標；min minuij(p)為第p個目標下第i個事件所有對策取得的白化值集中的最小者，max maxuij(p)為第p個目標下第i個事件所有對策取得的白化值集中的最大者。由上面各式計算而組成的單目標矩陣如下：

D(1)=r11(1)/s11r12(1)/s12r13(1)/s13r14(1)/s14=0.76/s110.80/s121.00/s130.87/s14

D(2)=r11(2)/s11r12(2)/s12r13(2)/s13r14(2)/s14=1.00/s110.96/s120.90/s130.73/s14

D(3)=r11(3)/s11r12(3)/s12r13(3)/s13r14(3)/s14=0.55/s110.75/s121.00/s130.85/s14

D(4)=r11(4)/s11r12(4)/s12r13(4)/s13r14(4)/s14=0.67/s110.83/s121.00/s130.88/s14

D(5)=r11(5)/s11r12(5)/s12r13(5)/s13r14(5)/s14=0.70/s110.65/s120.97/s131.00/s14

D(6)=r11(6)/s11r12(6)/s12r13(6)/s13r14(6)/s14=0.76/s110.84/s120.82/s131.00/s14

D(7)=r11(7)/s11r12(7)/s12r13(7)/s13r14(7)/s14=0.88/s110.88/s120.95/s131.00/s14

式中：sij為局勢標記，它表明目標下事件與對策二元組合對應(yīng)的效果測度。

從該矩陣中得出，單就優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、提高林分生產(chǎn)力效果而言，中度撫育效果最好；單就提高林分涵養(yǎng)水源功能與灌木草本多樣性而言，強度撫育效果最好；單就降低草本蓋度而言，不撫育效果最佳?？傊?，要在該矩陣中挑出效果測度最大的對應(yīng)油松次生林撫育強度就能實現(xiàn)該目標。然而，本研究并不是單純地追求某一目標，而是想尋找出一種既能優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、提高林分生產(chǎn)力和水源涵養(yǎng)功能，又能增加生物多樣性、減小草本蓋度的撫育強度。因此需要進行多目標決策選擇。

3.2.3 多目標最優(yōu)決策的選擇 為了實現(xiàn)多目標的最優(yōu)決策，必須將上述7個目標(1)～(7)的效果測度轉(zhuǎn)化為綜合效果測度，在選擇的影響因子中，不同影響因子對生態(tài)經(jīng)營綜合評價結(jié)果的影響程度不盡相同，需要對每個指標賦予不同的權(quán)重[35]，因此采用影響因子的相關(guān)系數(shù)法確定權(quán)重，先用SPSS 18.0計算出各影響因子間的相關(guān)系數(shù)，再用公式(8)計算出各因子的權(quán)重(Wi)[36-37]。

(8)

式中：vi為第i個指標對應(yīng)其他指標的相關(guān)系數(shù)；i=1，2，…，m。用式(8)計算得出W1=0.242，W2=0.015，W3=0.245，W4=0.214，W5=0.062，W6=0.019，W7= 0.203。根據(jù)公式(9)計算指標的關(guān)聯(lián)度：

(9)

得出上述7個目標的綜合決策矩陣D(∑)為：

=(0.714/s110.804/s120.983/s13

0.902/s14)。

從D(∑)的表述值及上述7個目標綜合考慮得出：s13對應(yīng)的灰色關(guān)聯(lián)度最高，為0.983，其次為s14(0.902)、s12(0.804)、s11(0.714)，即秦嶺林區(qū)油松次生林撫育強度的局勢優(yōu)劣排序依次為s13>s14>s12>s11，即中度撫育優(yōu)于強度撫育，強度撫育優(yōu)于弱度撫育，弱度撫育優(yōu)于不撫育。

4 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，撫育間伐能夠降低秦嶺林區(qū)油松次生林的聚集度、郁閉度、保留密度，增加草本蓋度、平均胸徑生長量、林分生產(chǎn)力、枯落物現(xiàn)存量、最大持水率、最大持水量和灌木、草本多樣性，對優(yōu)勢度、混交度、灌木蓋度、平均胸徑、平均樹高、林分生物量影響不大。

綜合分析結(jié)果表明，中度撫育在降低聚集度，提高優(yōu)勢度，保留合理密度[38]，促進林分平均胸徑生長量和林分生產(chǎn)力的穩(wěn)步增長，提高枯落物現(xiàn)存量、最大持水率和最大持水量及灌草多樣性指標方面具有突出效果；強度撫育能夠保持林分總體呈隨機分布或輕度聚集分布，平均胸徑生長量、林分生產(chǎn)力增大效果明顯，對枯落物現(xiàn)存量、最大持水率和最大持水量、林下植被多樣性的提高方面效果最佳，但保留密度和郁閉度的降低，使草本蓋度顯著增加，不利于林分更新，影響林分穩(wěn)定性，這與以往研究結(jié)果[30]一致；與未撫育樣地相比，弱度撫育對林分結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)效果不明顯，林分生產(chǎn)力有一定提高，枯落物現(xiàn)存量、最大持水量和最大持水率指標降低，導致其水源涵養(yǎng)功能下降，林下植被多樣性提高不明顯，綜合影響不大。這說明撫育間伐盡管能優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，提高林分生產(chǎn)力，但控制不好強度就會影響林分的穩(wěn)定性和林內(nèi)更新，在生態(tài)經(jīng)營中反而起到負面影響，這與高明等[24]、田軍等[39]的研究結(jié)果相似。

以往的森林經(jīng)營活動以木材生產(chǎn)為主要目的，強調(diào)對林木個體生長及木材質(zhì)量的提高。近年來人們越來越關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)多種效應(yīng)的發(fā)揮。森林的經(jīng)營管理活動對森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護以及碳匯功能的影響成為專家學者研究的熱點問題[7,9]。本研究結(jié)果顯示，從促進森林生態(tài)系統(tǒng)某一方面功能的發(fā)揮來看，應(yīng)選擇的最佳撫育強度不盡相同，在以往的研究中也曾發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，如段劼等[8]對北京側(cè)柏人工林的研究表明，隨著撫育間伐強度的增加，林下灌草生物量增加，然而林下植被的種類在強度撫育下反而減小。為探討如何充分發(fā)揮秦嶺南坡油松林多重效益，探索既能優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)、提高林分生產(chǎn)力和水源涵養(yǎng)功能，又能增加生物多樣性的合理撫育強度，本研究運用灰色局勢決策理論對不同撫育強度進行多目標決策，結(jié)果顯示，秦嶺林區(qū)油松次生林采取中度撫育(15%)措施，既能優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，減小林木個體競爭，又能提高林分生產(chǎn)力和穩(wěn)定性，促進林分水源涵養(yǎng)能力和林內(nèi)生物多樣性的穩(wěn)步提高，其效果優(yōu)于強度撫育(25%)、弱度撫育(5%)和未撫育處理，這與孫飛翔等[4]從撫育間伐對單一因素的影響而得出的合理強度一致。說明秦嶺南坡油松次生林生態(tài)經(jīng)營的撫育強度設(shè)置在15%為宜。

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Comprehensive evaluation and decision making of thinning intensity forPinustabulaeformissecondary forest on south slope of Qinling Mountains

CHANG Wei,DANG Kun-liang,WU Peng-hui,LI Ming-yu

(CollegeofForestry,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This study determined proper thinning intensity ofPinustabulaeformissecondary forest on south slope of Qinling Mountains to providing theoretical basis for ecological management.【Method】 A total of 36P.tabulaeformisplantation stands in Xunyangba,Huoditang and Xinkuang were selected and different thinning intensities including light,medium,heavy and control with the cutting ratios of 5%,15%,25% and 0% were conducted.Based on overall analyses of effects of thinning intensity on population structure,productivity,water conservation and species diversity of vegetation,single-target and multi-target decisions of different thinning intensities were conducted with grey situation decision theory 4 years after cutting.【Result】 Single-target decision indicated that medium thinning intensity had the most significant effect on optimizing the population structure and increasing the productivity,while heavy thinning intensity had the most significant effect on improving the water conservation and species diversity of vegetation.However,light thinning did not show positive effects compared with control group.Multi-target decision showed that medium thinning was the best forP.tabulaeformissecondary forest on south slope of Qinling Mountains.Thinning forest with medium intensity could optimize the population structure to decrease competition while increase the productivity,the stability of forest,the water conservation and species diversity of vegetation.【Conclusion】 15% thinning intensity was suggested forP.tabulaeformissecondary forest on south slope of Qinling Mountains.

Pinustabulaeformis;thinning intensity;grey situation decision theory;comprehensive evaluation

2014-12-04

林業(yè)公益性行業(yè)專項項目“秦嶺天然次生公益林撫育經(jīng)營關(guān)鍵技術(shù)研究”(201204502)

常 偉(1989-),男,遼寧葫蘆島人,在讀碩士,主要從事生態(tài)學和森林撫育經(jīng)營技術(shù)研究。 E-mail：472954597@qq.com

黨坤良(1960-),男,陜西蒲城人,副教授,碩士生導師,主要從事森林生態(tài)學和森林撫育經(jīng)營技術(shù)研究。 E-mail:Dangkl@126.com

時間:2015-05-11 15:03

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.06.008

S791.254；S753.7+1

A

1671-9387(2015)06-0105-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150511.1503.008.html