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蒙古栎低效林提质转化珍贵大径用材林择伐经营模式

2023-03-09   来源:国家林草局资源司

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1.森林作业法设计:蒙古栎低效林提质转化珍贵大径用材林择伐作业法

1)森林对象或适用条件

适用于东北中温带山地、主导功能为生态防护兼顾用材生产培育目标的蒙古栎、红松阔叶混交林经营类型。

2)目标林相(或发展类型)

第一代目标林相:起点为蒙古栎纯林改造,疏伐蒙古栎,形成以蒙古栎优势树种混交紫椴、胡桃楸、黑桦作为生态伴生种的第一代目标林相。

第二代目标林相:0年冠下补植红松珍贵树种(蒙古栎林龄达到31年),形成上阔下松的2层混交林。30年形成针阔叶复层异龄林。

转入培育蒙古栎、红松的目标树单木经营异龄林分,每隔6-8年一次目标树抚育;

预计培育蒙古栎目标直径﹥45cm,目标树为10株/亩,红松目标直径﹥60cm,目标树为15-20株/亩,生长周期80-90年,蒙古栎主伐蓄积量﹥12m³/亩,红松主伐蓄积量﹥18m³/亩,种子产量﹥200g/亩。

3)全周期培育过程表(以时间进程为特征):

第一阶段(模拟设计的前期经营培育过程):

0年,林分为蒙古栎皆伐后天然更新形成的蒙古栎低效林;

5-6年,幼林抚育,透光伐、割灌除杂的方式促进蒙古栎及其它天然更新乔木树种的生长。此后,每5年进行一次,抚育措施包括透光伐、割灌除杂促进天然更新林木的生长;

20-21年,对密度较大的区域进行低强度疏伐,保护和促进林内其它天然更新的生长;5年后进行二次疏伐抚育;

第二阶段(针对当前林分设计的经营培育过程):

0年,蒙古栎低效林进入中龄林阶段(31年),生长伐一次,抚育后冠下补植红松,造林密度290-300株/亩,造林后2年内进行幼树侧方破土增温和割灌除草抚育;

5-6年,蒙古栎林冠下红松进入更新层,对蒙古栎主林层进行第二次生长伐,强度20-30%,伐除霸王树,留优去劣,选择蒙古栎目标树平均10-15株/亩,抚育的主导目标是促进蒙古栎目标树(做自由树冠)和其他保留木的蓄积生长,也给红松释放生长空间。

11-12年,蒙古栎围绕目标树抚育,伐除干扰树,降低林木间竞争,强度20-30%,对蒙古栎目标树实施主干庇荫作业法,提高蒙古栎的干材质量;红松第一次进行透光伐,强度10-15%。

20-21年,目标树单株择伐,伐除干扰树,降低林木间竞争,强度20-30%,对蒙古栎目标树实施主干庇荫作业法,提高蒙古栎的干材质量。红松、天然阔叶进行第二次透光伐,强度10-15%;

30-31年,红松第一次生长伐,强度15-20%,选择目标树15-20株/亩,目标树修枝,红松成为二代目标树主要树种与天然阔叶生态伴生种的混交;上层以蒙古栎为主,目标树单株择伐,伐除干扰树,强度15-20%,增加蓄积生长,补植胡桃楸和水曲柳。

40-41年,实施目标树抚育作业法,伐除干扰树,强度15-20%;下层胡桃楸、水曲柳进行第一次透光伐,强度15-20%;

50-51年,主伐蒙古栎,红松进入主林层与下层的水曲柳和核桃楸混交,形成和保持较大的林木径级差异。

本作业法的基本原理:对自然恢复力的认识和利用为在蒙古栎适生的区域培育大径用材林,利用蒙古栎喜光、耐贫瘠,在侧方庇荫条件下,高生长较快的特性,通过下层补植红松推动蒙古栎快速的高生长,并提高土壤肥力持续发展;红松幼龄期有喜阴的特点,利用蒙古栎上层主导优势,给红松创造生长条件。对人工经营力的顺势应用为利用抚育经营方法和时间差的林下补植,强化上述自然力量,让优势的个体快速完成生长过程,从而获得林分整体上更好的效果。

实施的难点:保护红松在次林层时的精细抚育作业,同龄林中选择和培育目标树的理念和技术,促进蒙古栎目标树快速蓄积生长的技术,提高蒙古栎的干材质量所采用树干庇荫作业法。

2.示范林建设:小班作业设计

1)经营历史

该林分是以蒙古栎为主的天然次生林皆伐后二次天然更新的蒙古栎低效林。对二次更新蒙古栎“低效林改造”,通过人工冠下补植红松形成当前的针阔混交林。1985年对二次天然更新的蒙古栎低效林进行“改造”,在冠下补植了红松。

2006年对林分进行了生长抚育,中龄林,伐前树种组成5柞2黑2山1糠椴-紫椴-白、平均树高12.2m、平均胸径12.9cm、株数940株/hm²、郁闭度0.81。质量调整作业法,伐除对象多以霸王树、萌生不良、无培育前途等贬值林木,团状萌生树进行定株,作业时保护好冠下红松及其它阔叶更新幼树,为优质林木生长和更新释放空间。强度在20%左右,保留树种组成7柞1黑1紫椴-核-白-糠、株数730株/hm²、郁闭度0.65。

2009年综合抚育选、标目标树,每公顷100株目标树,实施目标树作业法,伐除干扰树,红松进行定株抚育和清灌保留强株,伐除弱株,清灌是围绕红松进行局部清理。强度控制在20%以下,保留树种组成10柞-黑-紫椴-核-糠,株数650株/hm²,郁闭度0.65。

2015年进行疏伐和修枝,伐除干扰树,对目标树和红松修枝,强度在10%左右。保留树种组成9柞1人红-紫椴-核-黑,株数565株/hm²,郁闭度0.61。

2)小班现状

东北沟经营区24林班10小班位于林场东北部地势较为低山平缓地带,水分条件很好,自然植被丰富,土壤肥力3级。根据作业设计调查,在山下腹部、面积32公顷、坡向西南、平均坡度12°、土壤类型是暗棕壤、土层厚度22cm、腐殖层厚度2-3cm;蒙古栎纯林、林龄63年、密度564株/ha、林分蓄积65.95m³/ha、树种构成为9蒙古栎1人工红松-紫椴-核桃楸-黑桦。林下更新有蒙古栎、紫椴、水曲柳、胡桃楸、黑桦等珍贵树种。

3)目标林相

第一代目标林相:起点为蒙古栎纯林改造,疏伐蒙古栎,形成以蒙古栎优势树种混交紫椴、胡桃楸、黑桦作为生态伴生种的第一代目标林相。

第二代目标林相:0年冠下补植红松珍贵树种(蒙古栎林龄达到31年),形成上阔下松的2层混交林。30年形成针阔叶复层异龄林。

转入培育蒙古栎、红松的目标树单木经营异龄林分,每隔6-8年一次目标树抚育;

预计培育蒙古栎目标直径﹥45cm,目标树为10株/亩,红松目标直径﹥60cm,目标树为15-20株/亩,生长周期80-90年,蒙古栎主伐蓄积量﹥12m³/亩,红松主伐蓄积量﹥18m³/亩,种子产量﹥200g/亩。

4)全周期培育过程设计(以时间进程为特征)

0年,蒙古栎低效林进入中龄林阶段(31年),生长伐一次,抚育后冠下补植红松,造林密度290-300株/亩,造林后2年内进行幼树侧方破土增温和割灌除草抚育;

5-6年,蒙古栎林冠下红松进入更新层,对蒙古栎主林层进行第二次生长伐,强度20-30%,伐除霸王树,留优去劣,选择蒙古栎目标树平均10-15株/亩,抚育的主导目标是促进蒙古栎目标树(做自由树冠)和其他保留木的蓄积生长,也给红松释放生长空间。

11-12年,蒙古栎围绕目标树抚育,伐除干扰树,降低林木间竞争,强度20-30%,对蒙古栎目标树实施主干庇荫作业法,提高蒙古栎的干材质量;红松第一次进行透光伐,强度10-15%。

20-21年,目标树单株择伐,伐除干扰树,降低林木间竞争,强度20-30%,对蒙古栎目标树实施主干庇荫作业法,提高蒙古栎的干材质量。红松、天然阔叶进行第二次透光伐,强度10-15%;

30-31年,红松第一次生长伐,强度15-20%,选择目标树15-20株/亩,目标树修枝,红松成为二代目标树主要树种与天然阔叶生态伴生种的混交;上层以蒙古栎为主,目标树单株择伐,伐除干扰树,强度15-20%,增加蓄积生长,补植胡桃楸和水曲柳。

40-41年,实施目标树抚育作业法,伐除干扰树,强度15-20%;下层胡桃楸、水曲柳进行第一次透光伐,强度15-20%;

50-51年,主伐蒙古栎,红松进入主林层与下层的水曲柳和核桃楸混交,形成和保持较大的林木径级差异。

5)当前作业措施设计

林冠下补植造林:在红松第一次生长伐后,对林冠下进行补植水曲柳、胡桃楸,林地清理实行带状清理灌木杂草,保留了林地原有植被,将清除的杂灌堆积在带间,让其自然腐烂分解;整地方式采用穴状,规格为40cm×40cm×30cm,造林密度110-120株/亩,造林方式人工植苗,有天然更新幼苗幼树的地方范围内(直径不小于2m)不进行人工补植,保护好天然更新的幼苗幼树,与其形成混交方式;造林后连续抚育2年,每年2次抚育,第一次在5-6月镐抚,第二次在8-9月刀抚。

目标树抚育:长期的小班经营作业法按一个经营周期两代目标树抚育执行,第一代是蒙古栎目标树抚育,目标直径45cm以上,培育周期40年以上,选择目标树每8-10年一次促进目标树生长的抚育采伐,直至达到目标直径的林木出现;第二代是红松、紫椴及后续更新珍贵阔叶目标树抚育,红松目标直径60cm以上、紫椴及其他珍贵阔叶目标直径45cm以上,培育周期80年以上,选择目标树每8-10年一次促进目标树生长的抚育采伐,直至达到目标直径的林木出现为一个经营周期。

可能的变化处理:当第一个经营周期出现以后,培育第二代红松、紫椴及后续更新珍贵阔叶目标树没有达到目标直径出现的林木时,应继续延长10-20年经营周期,重点做好下一代目标林相的培育。

自然保护措施:保护好次生蒙古栎林原生植被,林下灌木可作为林地立地条件的优劣指示,在蒙古栎林地中,榛子对土壤条件最高,胡枝子其次,杜鹃最低,注重维护重要的林缘和特别小生境。

3.示范林抚育作业示意图

蒙古栎低效林提质转化目标树经营后小班图片

蒙古栎低效林提质转化目标树经营前小班图片

4.示范林抚育成效分析

1)经营区样地监测数据

经营区2018年公顷蓄积量126.97m³,公顷年生长量4.92m³,年生长率5.2666%。树种组成8蒙古栎1黑桦1人工红松+白桦-紫椴-色木槭,平均树高13.7m,平均胸径15.8cm,公顷株树800株。其中,蒙古栎树种389株,径级分布6-12cm:22株;14-18cm:100株;20-28cm:222株;30-38cm44株。阔叶树种111株,径级分布6-12cm:56株;14-18cm³3株;20-28cm:11株;30-38cm:11株。人工红松树种300株,径级分布6-12cm:289株;14-18cm:11株。林下更新有色木槭、紫椴、黑桦、人工红松等。

经营区2013年公顷蓄积量97.42m³。树种组成8蒙古栎1黑桦1人工红松+白桦-紫椴-色木槭,平均树高12.0m,平均胸径14.2cm,公顷株树800株。其中,蒙古栎树种389株,径级分布6-12cm:44株;14-18cm:133株;20-28cm:189株;30-38cm:33株。阔叶树种111株,径级分布6-12cm:56株;14-18cm:33株;20-28cm:11株;30-38cm:11株。人工红松树种300株,径级分布6-12cm:300株。

2)对照区样地监测数据

对照区2018年公顷蓄积量131.81m³,公顷年生长量2.70m³,年生长率2.6193%。树种组成7蒙古栎2白桦1紫椴-黑桦-胡桃楸-人工红松-色木槭,平均树高16.7m,平均胸径18.4cm,公顷株树678株。其中,蒙古栎树种456株,径级分布6-12cm:33株;14-18cm:156株;20-28cm:267株。阔叶树种156株,径级分布6-12cm:45株;14-18cm:45株;20-28cm:44株;30-38cm:22株。人工红松树种67株,径级分布6-12cm:67株。林下更新有色木槭、榆树、人工红松等。

对照区2013年公顷蓄积量115.61m³。树种组成7蒙古栎2白桦1紫椴-黑桦-胡桃楸-人工红松-色木槭,平均树高15.7m,平均胸径17.6cm,公顷株树678株。其中,蒙古栎树种456株,径级分布6-12cm:67株;14-18cm:200株;20-28cm:222株。阔叶树种156株,径级分布6-12cm:56株;14-18cm:33株;20-28cm:45株;30-38cm:22株。人工红松树种67株,径级分布6-12cm:67株。

3)经营成效分析

现在经营区是通过蒙古栎目标树经营及人工红松透光抚育后,树种结构调整为以蒙古栎红松异龄复层混交模式,林分密度结构合理,依据确定的蒙古栎树种目标胸径来选、标目标树每公顷80株,目标树之间距离设计13m为宜。

蒙古栎树种径级结构分布在此林分中呈现较多中径级林木,胸径在20cm以上公顷株树有266株,其占68%。

此林分的公顷蓄积量、年公顷生长量及年生长率逐年增加。经营区2018年比2013年公顷蓄积量增加29.55m³、年公顷生长量增长4.93m³。对照区2018年比2013年公顷蓄积量增加16.20m³、年公顷生长量增长2.70m³。经营区2018年年公顷生长量比对照区年公顷生长量增加2.23m³、年生长率增长2.6473%。

实施蒙古栎目标树抚育后,林下人工红松已进入冠下层公顷株树300株,平均树高6.7m,平均胸径7.7cm,形成异龄复层混交,为目标林相蒙古栎红松异龄复层混交逐年正向演替,达到蒙古栎低效次生林转化珍贵大径级用材林经营目标。

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