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米老排人工林种子雨时空动态特征及其采伐更新设计
唐继新,贾宏炎,李武志,雷相东,曾冀,雷渊才
林业科学    2019, 55 (10): 152-161.   DOI: 10.11707/j.1001-7488.20191015
摘要   (319 HTML14 PDF(pc) (2552KB)(81)  

目的: 以带状皆伐后米老排人工林为对象,研究其保留带和皆伐迹地种子雨及沉水种子的时空动态,旨在为米老排人工林更新采伐设计及促进天然更新提供科学依据。方法: 在米老排人工林带状皆伐后,分别在保留带和皆伐迹地内各布设3个固定样地,连续2年观测种子雨。采用单因素方差分析和t检验的方法对不同样地的种子雨组成进行分析。采用幂函数、指数函数及其对数转化函数模型,建立皆伐迹地内种子雨及沉水种子密度随离开林缘距离变化的分布预测模型。结果: 种子雨散落的起始期在9月下旬至10月中旬、高峰期在10月下旬至12月中旬、消退期在12月下旬至翌年1月上旬;在保留带内,种子雨密度及沉水种子密度的空间异质性不明显,年际差异也不显著;在皆伐迹地内,部分离林缘等距离样点间的种子雨密度与沉水种子密度的空间异质明显(P < 0.05),年际差异也显著(P < 0.05);在皆伐迹地,种子雨的沉水种子百分比随离林缘距离增加呈先增后降的变化;保留带的种子雨及沉水种子在林缘外皆伐迹地扩散的空间分布可用指数函数转换的线性模型较好描述,其最远扩散距离分别为25和20 m。结论: 成熟米老排人工林用于天然更新的种源充足,不存在限制;如果米老排人工林采伐时间是从12月至翌年1月底,因种子已散落且足够,故在满足国家有关人工林采伐政策的前提下,可用皆伐或不受宽度限制的带状皆伐;若在不是种子集中散落期且种子活力已丧失的时间采伐,如在6~9月,宜用带状采伐,且其适宜宽度及最大带宽为35与40 m。


年份
Year
林缘距离
Distance to forest edge/m
种子雨密度
Seed rain density/(granule·m-2a-1)
沉水种子密度
Density of submerged seed/(granule·m-2a-1)
沉水种子百分比
Ratio of submerged seeds(%)
样地1
Plot 1
样地2
Plot 2
样地3
Plot 3
均值
Mean
样地1
Plot 1
样地2
Plot 2
样地3
Plot 3
均值
Mean
2016 5.0 341.0±262.1A 68.6±33.6A 142.7±72.2A 184.1±183.4A 127.0±84.9A 35.0±14.7A 67.3±26.3A 76.4±60.5A 41.52
2017 5.0 185.0±125.4A 123.8±46.5A 430.8±314.8A 246.5±220.0A 34.3±10.1B 56.5±12.5A 118.0±61.7A 69.6±49.8A 28.21
2016 10.0 74.3±46.2A 15.0±12.5A 28.3±22.5A 39.2±37.8A 41.3±29.0A 13.3±11.7A 20. 7±13.9A 25.1±21.2A 64.02
2017 10.0 31.8±13.2A 32.5±18.7A 75.5±47.7A 46.6±34.9A 8.5±1.9B 27.1±17.1A 39.0±24.0A 24.8±20.3A 53.31
2016 15.0 28.0±18.7A 2.7±3.1A 7.3±1.5A 12.7±15.1A 17.7±12.7A 2.7±3.1A 6.7±1.2A 9.0±9.4A 71.05
2017 15.0 5.3±2.2B 6.0±6.7A 8.3±5.9A 6.5±5.0A 1.8±2.2B 5.5±5.8A 5.0±2.7A 4.0±3.9A 62.82
2016 20.0 7.3±10.2 0 0 2.4±6.3 2.3±2.5 0 0 0.8±3.2 31.82
2017 20.0 1.3±1.5 0 0.8±1.0 0.7±1.1 0.3±0.5 0 0.5±1.0 0.3±0.6 37.50
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表3 不同年份相同皆伐迹地种子雨密度及沉水种子密度
正文中引用本图/表的段落
在上述米老排试验林中选择3个代表性地块(即布设3个样地),并对各样地林分按顺坡方向进行带状皆伐(带状皆伐迹地两侧为不采伐保留带林木,每侧不采伐保留带宽均不少于30 m),带状皆伐迹地顺坡长度大于100 m,带宽约为100 m,两相邻样地带状皆伐迹地的距离约为500 m;3个样地林分带状皆伐与集材作业的完成时间为2015年10月。
①不同小写字母表示相同年份不同样地间的结果差异显著(P < 0.05),不同大写字母表示不同年份3个样地所有收集器的结果差异显著(P < 0.05)。下同。Different lowercase letters of the same line indicate significantly different (P < 0.05) in different plots with the same year, different capital letters of the same column mean significantly different (P < 0.05) in different year with all the seed trap in the three plots. The same below.
由表3可知:随离林缘距离的增加,散落在皆伐迹地的种子雨密度和沉水种子密度迅速递减,如在相同年份两任意相邻收集框中(两相邻收集框的间距为5 m),远离林缘收集框的种子雨密度均不及靠近林缘收集框种子雨密度的1/3,远离林缘收集框的沉水种子密度均低于靠近林缘收集框沉水种子雨密度的1/2。在15 m范围内,仅有样地1在第15 m处的种子雨年际差异显著,其余样地(或收集器)离林缘等距离样点种子雨密度的年际差异均不显著;与种子雨密度的年际差异变化略有不同,样地1在第5、10和15 m处的沉水种子密度的年际差异均显著(P < 0.05),其余样地(或收集器)在离林缘等距离样点沉水种子密度的年际差异均不显著;皆伐迹地内不同年份的沉水种子百分比略有差异,但其随离林缘距离的变化规律一致。
图4中每个散点代表一个收集器样点的种子雨或沉水种子的年累积密度值,在横坐标5、10、15、20 m处的散点包含2016年与2017年的收集器样点密度观测值。由图4可知:种子雨与沉水种子在皆伐迹地内不同位置的年累计密度均随离开林缘距离的增加而递减,近似指数函数分布,如2016年在第5.0、15.0、20.0 m位置收集器种子雨的年累计平均密度分别为184.1、12.7和2.4粒·m-2(表3),沉水种子在林缘外扩散的最远横向距离为20 m,此位置的年累计密度仅有0.8粒·m-2(表3)。
本文的其它图/表