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面向可持续经营的杉木人工林栽培制度研究

作　者: 柯占英
导　师: 叶功富
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林培育学
关键词: 可持续经营栽培制度多目标决策法杉木
分类号: S791.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

栽培制度是森林可持续经营的重要保障,构建科学、合理的栽培制度才能使人工林的经济、社会、生态效益得到可持续地发展。因此,开展杉木栽培制度的理论与实践研究,对人工林的可持续经营和林地可持续利用均有重要的现实意义。本文分析了杉木林培育中存在的主要问题及可持续经营面临的挑战,论述了栽培制度在杉木林可持续经营中的作用,讨论了杉木栽培制度的研究进展,从支撑人工林可持续经营的角度提出了杉木栽培制度的理论框架。引入系统理论进行育林过程的分析,从杉木的生长发育、结构配置和地力维护三方面论述了杉木栽培生产的基本环节,分析了杉木人工林培育过程的制度要素,阐述了栽培制度与杉木林生态系统控制与管理的关系。研究认为杉木栽培制度的对象不是单纯的林木,而是林木—土壤—气候的统一整体。杉木栽培制度具有功能的整体性、类型的多样性、调控的高效性和发展的动态性等特点,其构建要遵循因地制宜、用地养地相结合、多效益兼顾的原则,依据人工开放系统、多重适应性、结构协调、地域分异、可持续发展等基本原理,只有这样才能达到森林可持续经营对杉木栽培制度的客观要求,通过杉木栽培制度对人工林进行合理布局,为林木创造良好的生长环境,维持合理的林木群体结构和持续地力。以杉木中心产区福建省建瓯市为研究区域,选择当地有代表性的杉木不同栽培制度类型为研究对象。首先通过调查,对不同制度类型的基本情况展开调查,对不同制度类型的林分生长状况进行测定,取土并带回实验室进行土壤养分测定和分析,用多目标决策方法对各栽培制度类型的综合效益进行评价,以筛选出最优制度类型,为指导这一地区杉木人工林生态系统以及建立人工林可持续经营技术体系提供科学依据。主要结果如下:1.不同混交制类型林分中杉林的胸径、树高、冠幅、材积生长均好于杉木纯林.杉木木荷混交制、杉木米老排混交制、杉木火力楠混交制、对杉木树高、胸径、冠幅、材积等方面的增长有较大的促进作用;杉木轮作栽培制也能明显表现出生长效益的增强。通过多目标决策法对林分生长效益进行制度评价选优,得出二代杉木林地混交制类型的林分生长效益优于轮栽制类型的林分,按其优劣程度大小列为:杉木木荷混交制＞杉木米老排混交制＞杉木火力楠混交制＞马尾松纯林轮栽制＞杉木枫香混交制＞枫香纯林轮栽制＞木荷纯林轮栽制＞杉木纯林连栽制。2.与纯林连栽制类型相比,杉木混交制类型林分和轮栽制类型林分的土壤水分物理性质均有不同程度的改善,其中以杉木与枫香混交制类型的水源涵养效果较好。混交制类型林地土壤的持水量、孔隙状况及通气度等物理性质均明显高于杉木纯林连栽制,说明杉木与阔叶树混交能迅速改善土壤物理性质,使林地土壤具有良好的团聚体结构,土壤通气性、透水性及保水性能得到相当程度的提高。混交林中叶量大,落叶量丰富,利于土壤各种微生物、动物活动,对疏松土壤及形成良好的结构起到了一定作用。轮栽制类型中木荷纯林的水源涵养功能最强,主要是轮栽的阔叶树种养分等归还能力强。说明混交制和轮栽制是改善杉木林分结构、克服地力衰退的有效途径,但有关混交树种选择、混交方式、种间关系调节、采伐更新方法等有待深入研究,并适时总结现有实践经验,研制新的栽培制度。通过多目标决策法对林地水分物理性质目标的评优选择,得出优劣大小顺序为:杉木枫香混交制＞杉木火力楠混交制＞杉木木荷混交制＞木荷纯林轮栽制＞枫香纯林轮栽制＞杉木米老排混交制＞杉木纯林连栽制＞马尾松纯林轮栽制。3.从不同栽培制类型林下土壤养分的分析得出杉木与火力楠混交制类型在培肥效果上较好,其次是杉木米老排混交制,马尾松纯林轮栽制培肥效果也比较好。可以看出培肥效果最差的是杉木纯林连栽制。通过多目标决策法对林地土壤营养目标的评优选择,得出不同栽培制度优劣状况为:杉木火楠混交制＞杉木米老排混交制＞马尾松纯林轮栽制＞木荷纯林轮栽制＞杉木木荷混交制＞杉木枫香混交制＞枫香纯林轮栽制＞杉木纯林连栽制。4.综合生长、经济、生态、社会效益应用多目标决策法评价在本研究条件下杉木木荷混交制、马尾松纯林轮栽制的效果为最优。其次是杉木枫香混交制,综合比较的顺序按优到差为:杉木木荷混交制＞马尾松纯林轮栽制＞杉木枫香混交制＞木荷纯林轮栽制＞杉木米老排混交制＞杉木火力楠混交制＞枫香纯林轮栽制＞杉木纯林连栽制。建立栽培制度的主要目标是增加林木产量、维护林地生态环境与社会公益,其核心是掌控林地资源的优化配置与合理产出。杉木栽培制度的设计要运用生态学原理和规律,指导造林、经营和管理杉木人工林的生态系统,设计出多种模式的生产系统,充分利用自然界的营养物质和能量循环规律,实现林木持续速生丰产目的。为了实现杉木林的可持续经营,必须处理好杉木栽培制度继承和改革的关系,创新杉木栽培制度,优化林地资源配置。在杉木育林过程中,要做到培育目标的定向化,栽培方式的多样化,林地资源配置的最优化,栽培技术的配套化,从而形成一整套健全合理的栽培制度。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-13
第1章概述  13-23
  1.1 研究背景  13-18
    1.1.1 森林可持续经营问题的提出  13-14
    1.1.2 杉木人工林可持续经营面临的挑战  14-16
    1.1.3 杉木栽培制度在人工林可持续经营中的作用  16-18
  1.2 杉木栽培制度的研究现状  18-21
    1.2.1 国内外农作制度的研究概况  19-20
    1.2.2 杉木栽培制度的研究进展  20-21
  1.3 研究目的与主要思路  21-23
第2章杉木栽培制度理论的基本体系  23-38
  2.1 人工林培育过程的系统分析  23-26
    2.1.1 森林培育学与系统理论的关系  23-24
    2.1.2 林木培育过程的系统分析  24-25
    2.1.3 系统理论引入森林培育学的意义  25-26
  2.2 杉木栽培生产系统的基本环节  26-29
    2.2.1 杉木栽培生产的实质和特点  26-27
    2.2.2 杉木栽培生产的三个基本环节  27-28
    2.2.3 杉木的持续速生丰产是多种因素共同作用的结果  28-29
  2.3 杉木人工林培育过程的制度要素分析  29-31
    2.3.1 树种结构  29
    2.3.2 轮伐期  29-30
    2.3.3 更新方式  30
    2.3.4 主伐方式  30-31
  2.4 杉木栽培制度的基本原理  31-33
    2.4.1 人工开放系统原理  31
    2.4.2 多重适应性原理  31-32
    2.4.3 结构协调原理  32
    2.4.4 地域分异原理  32
    2.4.5 可持续发展原理  32-33
  2.5 杉木栽培制度的主要特征  33-34
    2.5.1 栽培制度功能的整体性  33
    2.5.2 栽培制度类型的多样性  33-34
    2.5.3 调控生态系统的高效性  34
    2.5.4 栽培制度发展的动态性  34
  2.6 杉木林可持续经营对栽培制度的要求  34-36
    2.6.1 通过杉木栽培制度对人工林进行合理布局  34-35
    2.6.2 通过杉木栽培制度为林木创造良好的生长环境  35-36
    2.6.3 维持合理的林木群体结构和持续地力  36
  2.7 杉木栽培制度的构建原则  36-38
    2.7.1 因地制宜的原则  36
    2.7.2 用地养地相结合的原则  36-37
    2.7.3 多效益兼顾的原则  37-38
第3章杉木栽培制度的效益评价  38-66
  3.1 材料与方法  38-42
    3.1.1 试验地概况  38-39
    3.1.2 研究方法  39-42
  3.2 结果与分析  42-66
    3.2.1 杉木栽培制度对林分生长状况的影响  42-45
    3.2.2 杉木栽培制度对土壤水分物理性质状况的影响  45-51
    3.2.3 杉木栽培制度对土壤养分状况的影响  51-59
    3.2.4 不同杉木栽培制度的经济效益分析  59
    3.2.5 不同杉木栽培制度的社会效益分析  59-60
    3.2.6 杉木栽培制度的综合效益评价  60-66
第4章结论与讨论  66-72
  4.1 主要结论  66-67
  4.2 讨论与建议  67-72
    4.2.1 讨论  67-69
    4.2.2 建议  69-72
参考文献  72-77
致谢  77

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