一种亚热带次生林恢复的抚育方法与流程

1.本发明涉及一种亚热带次生林恢复的抚育方法，特别涉及一种利用不同受损类型个体萌条萌生更新促进亚热带次生林恢复的抚育方法。


背景技术：

2.由于全球变化加剧，极端气候事件的发生越来越频繁，冰雪风暴、火灾等自然灾害干扰事件的发生频率和强度也发生变化。近年来，一系列极端气候事件让人记忆犹新，给经济社会和生态带来造成重大损失。
3.植物在受到人为(砍伐)或自然干扰(冰雪灾害、火灾、风灾等)后，会通过种子更新或者萌枝更新方式继续生存。种子更新需要经历萌发、定居、竞争等漫长过程，而萌枝更新是植物在原位进行生存竞争的捷径，尤其在群落恢复初期具有重要作用。萌生更新(sprouting regeneration)是植物适应各种干扰胁迫的有效更新方式之一，对植物群落动态有重要影响，通过萌生更新可维持种群的数量，迅速恢复与完善森林植物群落结构及功能，是维持种群延续与稳定的一种重要方式，萌生能力强的群落在遭受干扰后，由于萌生植株的“持续生态位”(persistence niche)效应，常常具有较强的自我平衡调节能力和恢复力，且具有较强的稳定性，使得植被演替保持较好的连续性。
4.特大冰雪灾害事件则对研究森林雪灾及其对中国热带、亚热带常绿阔叶林冠层结构产生的罕见的强烈影响提供了天然实验室。这场冰暴过后，大量受损的木荷个体迅速萌发萌条，以萌生更新弥补林冠层生物量损失带来的短时间内的碳流失。在亚热带森林中，木本植物的萌生更新很少受到关注。萌生更新作为植物生态学中的一个关键功能性状，是木本植物恢复干扰期间损失的生物量的有效手段。
5.木荷(schima superba)是中国亚热带常绿阔叶林的重要组成树种，同时也是防火林带的主要树种，因其具有耐荫性，更新具有波动性和机会性，是演替系列或顶极群落优势种。在2008年冰雪灾害中以木荷为优势种的亚热带次生常绿阔叶森林遭到了严重的损害，乔冠树种遭受折干、折枝或者连根倒伏等影响，森林景观和林分结构随之发生一定变化，生态系统内小环境发生改变，给森林群落发展演替方向和途径造成深远影响。
6.萌生能力如何随年龄而变化？随着受损树体恢复生长过程，其树木萌生能力如何随年龄发生变化却不得而知。受极端干扰后，树木如何能保持萌生，还与其萌生发生部位有关系。在全球气候变化背景下，如何充分利用灾后树木萌条的更新规律，通过萌条早期合理经营管理实现灾后受损亚热带次生林的快速恢复尤为重要。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种利用不同受损类型个体萌生更新促进亚热带次生林恢复的抚育方法。
8.本发明为了解决上述技术问题，提供以下技术方案：
9.本发明提供一种亚热带次生林恢复的抚育方法，包括以下步骤：
10.区分树木个体不同受损类型，统计不同受损类型树木个体分布密度和林分内所占比例；按照受损类型所占比例排序最高、受损树木重要值和分布所占比例大小，确定主要受损乔木树木，以及主要的受损类型；
11.基于不同受损类型个体萌条萌生速率和存活年动态，进行主要受损乔木树木的抚育管理。
12.优选的，不同受损类型分别为未损、死亡、翻兜、倾斜、弯曲、断梢、折枝和折干。
13.优选的，主要受损乔木树木为木荷，木荷的主要受损类型为断梢木、翻兜木和倾斜木。
14.优选的，针对断梢木，及时疏去树干基部和树干中、下部萌生的细小萌条，保留树干冠层顶部较粗萌枝2-3枝，去除顶部多余萌枝。
15.优选的，针对翻兜木，从灾后发生第3年开始，在秋季萌芽萌动前，去除树干中上部的幼小萌条，保留树干基部萌发较粗较高萌条。
16.优选的，针对倾斜木，从灾后发生第3年开始，去除树干幼小萌条，保留树干中部、中上部较粗萌条。
17.优选的，不同受损类型保留灾后当年和灾后第2年的新发萌条，促进萌发恢复活力。
18.优选的，灾后第3年，即次生林冠层恢复郁闭期间，及时伐去翻兜木距离树干基部较远端树干段，保留翻兜木树干下部的树干段。
19.优选的，本发明中，
20.树木个体分布＝各类型受损株数量/样地面积；
21.林分内所占比例(％)＝各类型受损株数量/样地内总株数*100％。
22.优选的，本发明中，所述萌条萌生速率和存活年动态的动态监测方法包括：在生长季节末期，按照受损类型分别测定灾后第一时间萌生的萌条数量、发生部位，每年同样重复上述指标监测，计算不同受损类型的萌条萌生速率和萌条存活动态，根据受损类型萌条萌生速率和存活动态指标变化，评估不同受损类型树木的萌条更新恢复情况。
23.进一步的，所述萌条萌生速率(％)＝每年新萌发萌条数量/树干现存总萌条数量*100％；所述萌条存活动态计算按照每年现存萌条数量占上年度萌条总数量的比率表示。
24.相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：
25.在灾后受损亚热带天然次生林的恢复过程中，本发明利用不同受损类型树木个体萌发萌条更新对次生林进行抚育和经营管理，减缓了前期断梢木、倒木萌条资源竞争和缩短自疏过程对森林生态系统服务功能的不利影响，促进了萌生更新，缩短了受灾后亚热带次生林恢复成林的时间。
26.本发明通过针对不同受损类型的萌条更新规律的差异性，提出针对不同受损类型的树木萌条经营管理方案，通过萌条疏伐(去除)合理时间的确定，及时减少树干段萌条数量，缓解萌条种群资源竞争压力，同时通过翻兜木合理恢复时间段树干段的去除，充分提高资源利用能力，也减缓其对断梢木的资源竞争压力，促使受损程度较低的断梢木尽早恢复，形成灾前树冠结构，实现最大化固碳能力的恢复。
具体实施方式
27.本发明提供了一种利用不同受损类型个体萌生更新促进亚热带次生林恢复的抚育方法，包括以下步骤：
28.s1.区分树木个体不同受损类型：基于灾后受损天然次生林林分本底调查数据，按照主要受灾树种分别调查其灾后8种不同受损类型。
29.所述8种不同受损类型按照以下定义判别：
30.(1)不同受损类型定义：分别为未损、死亡、翻兜、倾斜、弯曲、断梢、折枝和折干；
31.(2)其受损类型定义见表1。
32.表1灾后受损树木个体受损类型定义
[0033][0034]
s2.统计不同受损类型树木个体分布密度和林分内所占比例：按照试验代表性固定样地(20m
×
20m)设立，进行每木调查(基径＞4cm的个体)，记录每株树木名称、受损类型和等级、胸径(dbh，1.3m处)、树高(h)、冠幅等指标。
[0035]
进一步地，步骤s2中，不同受损类型树木个体分布密度和林分内所占比例计算公式如下：分布密度＝各类型受损株数量(株)/样地面积(m2)，所占比例(％)＝各类型受损株数量(株)/样地内总株数*100％。
[0036]
s3.按照受损类型所占比例排序最高和受损树木重要值和分布所占比例大小，确定主要受损乔木树木。
[0037]
按照固定样地调查本底数据(包括样地树种胸径、树高、冠幅等，以及调查树木个体所属的8种受损类型)，计算不同受损树木的各受损类型重要值、分布个体数量及其所占比例，按照各树木的不同受损类型个体比例高低排序，确定主要受损树木名称和各树种主要受损类型。在本发明具体实施例中，木荷为受损天然次生林内重要值大于10且值最高树种，为受损次生林优势树种。
[0038]
进一步地，步骤s3中，试验调查区域受损次生林主要树种为木荷(schima
superba)、杉木(cunninghamia lanceolata)、马尾松(pinus massoniana)、苦槠(castanopsis sclerophylla)、罗浮栲(castanopsis fabri hance)、青冈 (cyclobalanopsis glauca(thunberg)oersted)、毛竹(phyllostachys pubescens) 等，但乔木重要值除了木荷、杉木和马尾松大于10.0外，其他阔叶树均小于 5.0，因此从重要值以及受损率和重要防火树种组成考虑，重点对木荷萌生更新特性进行研究。
[0039]
进一步地，步骤s3中所述的重要值按以下公式计算：乔木的重要值＝(相对密度 相对显著度 相对频度)/3。其中，相对密度(rd)＝(某种植物的密度/ 全部植物的总密度)
×
100＝(某种植物的个体数/全部植物的个体数)
×
100；相对显著度＝(样方中该种个体胸面积和/样方中全部个体胸面积总和)
×
100％；相对频度＝(该种的频度/所有种的频度总和)
×
100％。
[0040]
进一步地，所述主要受损乔木树木木荷的平均密度为2400
·
ha-1
，林分基面积(ba)为27.14m2·
ha-1
，dbh最高达25cm，平均dbh为12.5cm。
[0041]
s4.按照木荷的不同受损类型个体所占比例高低排序，确定木荷主要受损类型为断梢木、翻兜木、倾斜木三种。
[0042]
s5.基于不同受损类型个体萌条萌生速率和存活年动态，进行断梢木抚育管理、翻兜木抚育管理、倾斜木抚育管理。
[0043]
所述萌条萌生速率和存活年动态的动态监测方法包括：在生长季节末期，按照受损类型分别测定灾后第一时间萌生的萌条数量、发生部位。每年同样重复上述指标监测，计算不同受损类型的萌条萌生速率和萌条存活动态，按照萌条萌生速率(％)＝每年新萌发萌条数量/树干现存总萌条数量*100％；萌条存活动态计算按照每年现存萌条数量占上年度萌条总数量的比率表示。根据受损类型萌条萌生速率和存活动态指标变化，评估断梢木、翻兜木和倾斜木的萌条更新恢复情况。
[0044]
具体地，步骤s5中所述3种不同受损类型萌条生长动态监测包括：
[0045]
(1)灾后第一时间，按照不同主要受灾类型随机选取30株样树挂牌作为长期定位观测样株研究萌枝更新特征。
[0046]
(2)萌条生长动态调查：对不同受损类型木荷的萌条，在10月中旬进行 (此时萌枝停止抽梢生长)调查测定。记录萌条存活数量、存活部位和存留萌条生长情况等动态信息。
[0047]
发明人多年的实践研究发现：3种主要受损的木荷个体灾后均快速大量萌枝，以维持个体生存必要的“驻留生态位”；灾后当年(2008年)新萌发的萌枝的生命力较为旺盛。随着恢复进程增加，受损木荷萌条数量迅速死亡下降，不同受损类型死亡存活动态不同，表现为在冰雪灾后的前三年，木荷个体平均萌条萌发数量在断梢木和翻兜木个体之间存在显着差异(p《0.001)。灾后第6 年(2013年)，三类受灾树木的单株萌条总数趋于最低且达到稳定水平，约占灾后当年(2008年)总萌条数量的13.28％～23.42％。
[0048]
因此，在萌条死亡之前如何合理利用和经营管理好萌条，尤其是灾后当年新萌生的萌条的利用和促进生长方法，对于灾后次生林恢复时间改善和恢复生态效果具有明显促进作用。
[0049]
具体地，步骤s5中所述3种不同受损类型萌条抚育管理步骤包括：
[0050]
(1)断梢木抚育管理：灾后针对木荷断梢木，及时疏去树干基部和树干中、下部萌生的细小萌条，保留树干冠层顶部较粗萌枝2-3枝，尽量去除顶部多余萌枝，在减少营养资
源竞争的同时保持断梢木树干顶端生长优势，促进恢复。
[0051]
(2)翻兜木抚育管理：根据翻兜木萌条发生和存活规律，灾后发生第3 年开始，在秋季萌芽萌动前对木荷翻兜木萌条采用疏伐措施，去除树干中上部保留幼小萌条，保留树干基部萌发较粗较高萌条，以减少营养资源竞争，促进后期萌条生长和翻兜木的存活和恢复进度。
[0052]
(3)倾斜木抚育管理：灾后发生第3年开始，去除树干幼小萌条，保留树干中部、中上部较粗萌条。
[0053]
(4)不同受损类型均尽量保留灾后当年和灾后第2年的新发萌条，促进萌发恢复活力。
[0054]
(5)考虑后期翻兜木最终命运为枯死木，因此灾后第3年，即次生林冠层恢复郁闭期间，及时伐去木荷翻兜木距离树干基部较远端树干段，充分利用于当地山民薪柴或菌类发展需求。尽量保留翻兜木树干下部的树干段，用于维持其基部萌发大萌枝的正常生长。
[0055]
本发明通过灾后早期受损木的萌条经营管理，包括萌条数量的疏伐和萌条发生部位的选择，充分利用林分受损木的自然资源，减缓翻兜木对断梢木养分资源的竞争压力，促使受损程度较低的断梢木尽早恢复，形成灾前树冠结构，实现最大化固碳能力的恢复。
[0056]
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的介绍，本发明的技术方案包括但不限于以下实施例。
[0057]
实施例1
[0058]
一种利用木荷萌条更新促进冰雪灾后干扰受损次生林的恢复经营方法
[0059]
实施地点：浙江省江郎山自然保护区木荷为主亚热带常绿次生林；
[0060]
试验区域面积：15公顷
[0061]
次生林林分密度100株/亩-380株/亩
[0062]
坡位：北坡、西南坡、西坡
[0063]
坡度：25-30度
[0064]
海拔高度：400m-1500m
[0065]
年均降雨量：1820mm
[0066]
年均气温：17.1℃
[0067]
该区域四季分明，气候湿润，光照充足。
[0068]
林分内植被组成情况：受灾区域为亚热带天然次生林，森林覆盖率达 67.1％，自然植被有常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌丛4个组，7个类， 15个群系。
[0069]
试验地位浙江省江山市石门镇江郎山国家风景名胜区北坡，该坡坡面较为平坦，坡度约为28～32
°
，海拔为350～500m，土壤为70～100cm深的红壤土。
[0070]
海拔900m以下大多分布着木荷(schima superba)林、马尾松(pinusmassoniana)林、杉木(cunninghamia lanceolata)林、毛竹(phyllostachys pubescens)林、次生灌丛以及其它植被类型。调查区域受损次生林主要树种为杉木、马尾松、苦槠(castanopsis sclerophylla)、罗浮栲(castanopsis fabrihance)、青冈(cyclobalanopsis glauca(thunberg)oersted)等，但重要值除了木荷、杉木和马尾松大于10.0外，其他阔叶树均小于5.0，因此从重要值以及受损率和重要防火树种组成考虑，重点对木荷萌生更新特性进行研究。
[0071]
受损主要树木：木荷(schima superba)；
[0072]
受损类型：8种，分别为未损、死亡、翻兜、倾斜、弯曲、断梢、折枝和折干；
[0073]
主要受损类型：3种，分别为断梢木、翻兜木、倾斜木；在所有受损类型中，以断梢木受灾形式的木荷所占比例最高(45.45
±
2.11％)，翻兜木和倾斜木所占比例次之(分别为28.41
±
2.35％和12.51
±
4.88％)。
[0074]
固定样株个体调查：2008年冰雪灾害发生后，于2008年10月中旬对选择的固定测定样株进行1次挂牌，然后灾后每年调查挂牌样株1次，记录其受损类型、胸径、基径、树高、冠幅以及倾斜或翻兜树木受损后树干与灾前原树干直立方向形成的倾斜角度、坡位、坡向等基本受灾本底资料。
[0075]
萌枝生长调查：对不同受损类型木荷萌枝进行连续10年的跟踪调查(2008 年至2018年)，每年调查均在10月中旬进行(此时萌枝停止抽梢生长)。2008 年10月中旬首先对挂牌样株当年萌发的全部萌枝进行1次挂牌标记。
[0076]
(1)断梢木抚育管理：灾后针对木荷断梢木，及时疏去树干基部和树干中、下部萌生的细小萌条，保留树干冠层顶部较粗萌枝2-3枝，尽量去除顶部多余萌枝，在减少营养资源竞争的同时保持断梢木树干顶端生长优势，促进恢复。
[0077]
(2)翻兜木抚育管理：根据翻兜木萌条发生和存活规律，灾后发生第3 年开始，在秋季萌芽萌动前对木荷翻兜木萌条采用疏伐措施，去除树干中上部保留幼小萌条，保留树干基部萌发较粗较高萌条，以减少营养资源竞争，促进后期萌条生长和翻兜木的存活和恢复进度。
[0078]
(3)倾斜木抚育管理：灾后发生第3年开始，去除树干幼小萌条，保留树干中部、中上部较粗萌条。
[0079]
(4)不同受损类型均尽量保留灾后当年和灾后第2年的新发萌条，促进萌发恢复活力。
[0080]
(5)考虑后期翻兜木最终命运为枯死木，因此灾后第3年，即次生林冠层恢复郁闭期间，及时伐去木荷翻兜木距离树干基部较远端树干段，充分利用于当地山民薪柴或菌类发展需求，可实现单位面积次生林灾后恢复阶段产出薪材2.9t
·
ha-1
。尽量保留翻兜木树干下部的树干段，用于维持其基部萌发大萌枝的正常生长。
[0081]
若在灾后3年未及时进行翻兜木萌枝伐除利用，则随着自然恢复，其萌枝发生明显自疏现象，大量萌枝自然枯死，最终部分翻兜木个体枯死。且经历长期恢复，翻兜木萌枝生物量始终保持一个稳定水平，即平均单株萌枝生物量为 3.2kg
·
株-1
，增加缓慢。其次，随着自然恢复，伴随自疏现象同时也对断梢木恢复产生资源竞争。
[0082]
本发明通过对断梢木顶部萌条及时疏伐，可促进断梢木快速恢复树高生长，灾后3年树高平均可增加1.9m
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株-1
，树高恢复高度平均达到7.0m
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株-1
；其萌条枝叶总生物量碳可达1.94t
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ha-1
，年净固碳量可达0.82t
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ha-1
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a-1
，而10年后萌条枝叶总生物量碳值高达5.76t
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ha-1
。若断梢木顶部萌条未及时疏伐，则顶部萌条数量平均为4-5条
·
株-1
，出现多头现象，顶端优势不明显，萌条粗生长和高生长变缓，灾后3年树高增加0.7-0.8m
·
株-1
，树高恢复高度平均达到5.2 m
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株-1
。
[0083]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。