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 本刊论文 |
| 牡丹江林区退化森林湿地过渡带群落恢复的技术分析 |
| 作者：万书成 时间：2016/08/02 点击：456 |
1 研究地区概况
研究地点位于牡丹江地区绥阳林业局，本区属于温带大陆性季风气候，冬季寒冷而干燥，夏季温暖而湿润。年积温2212～2400℃，年降水量平均450～600mm，降水多集中在7、8月份。土壤多为地带性山地森林土壤——暗棕壤和非地带性土壤——草甸土、白浆土、沼泽土和泥炭土。植被属长白山植物区系，温带针阔混交林为该区原始顶极群落。在低洼山谷地带分布有沼泽湿地及森林与沼泽的过渡类型（森林沼泽），天然森林沼泽沿着自沼泽到森林方向的过渡带水分环境梯度依次分布有：毛赤杨（Alnus sibirica）沼泽林、白桦（Betu！a platyphylla）沼泽林。由于不合理采伐和各种人为活动的影响，经自然演替恢复的各类型的森林湿地，如毛赤杨沼泽林、毛赤杨/白桦沼泽林等。因此，本区域是研究不同恢复途径对森林湿地生物量影响的理想场所。
2 研究方法
2.1 调查方法
野外采用样带网格调查方法、标准木法、树干解析法调查乔木层生物量及生长量。在绥阳林业局选取具有代表性的森林湿地类型，按天然森林湿地、人工造林恢复湿地、采伐后自然演替恢复森林湿地3种类型各设置样带，每条样带内沿森林湿地过渡带环境梯度（典型沼泽生境地段0～60m、过渡带下部生境地段60～120m、中部生境地段120～180m和上部生境地段180～240m）设置4块20m×30 m的标准地，在标准地内划分为5m×5m的小样地，调查每个小样地的树种组成，选取标准木，进行树干解析，测量胸径生长量、树高生长量，研究建群种的生长过程；同时，结合树干解析，采用分层切割法，实测林木各层器官鲜重（树干、树根、树枝、树叶及树皮），并取样烘干测其干重，然后建立样木器官生物量与其测树因子D的回归模型，最后推算乔木层的生物量，同时，抽取各部位的样品带回实验室，在105℃恒温下烘干至恒重，求得各组分含水率，获取乔木各组分的干重生物量；最后，结合各群落的径级分布计算群落乔木层的生物量。
2.2 分析方法
2.2.1 树干解析法。利用所调查的建群种胸径、树高生长过程；通过比较分析生长在同一交错带中的不同生境地段上的（指在森林沼泽过渡区干湿环境梯度上的分布位置）同种个体之间，以及生长在相同生境地段上的不同树种间的生长过程对比分析，揭示建群种生长规律及其适宜生境。
2.2.2 经验模型预测法。利用群落建群种胸径生长与其树干、树根、树枝、树叶及树皮等营养器官的生物量之间的相关模型，并结合不同群落径阶分布数据，计算群落乔木层的生物量，并利用所调查的灌木和草本生物量，研究群落生物量沿着整个森林/沼泽交错区环境梯度（包括相邻的沼泽群落和森林群落）的水平分布规律性。建立的经验模型如下：
W = a + b x …………………………………… （1）
Y = a e D …………………………………… （2）
Y = a D b …………………………………… （3）
注：式中：W——群落生物量；Y——立木生物量；D——胸径生长；x——环境梯度位置（与沼泽距离）。
3 结果与分析
牡丹江林区天然沼泽林的生物量沿森林沼泽过渡带环境梯度呈现有规律性的变化。邻近沼泽生境地段（60～120 m），毛赤杨沼泽林生物量为82.56t/hm2，年平均生物量为4.325t/（a·hm2）；远离沼泽的生境地段（120～180 m），白桦沼泽林生物量为115.35t/hm2，年平均生物量为3.028t/（a·hm2）；距离沼泽最远的生境地段（180～240 m），落叶松沼泽林生物量为86.26t/ hm2，年平均生物量为2.125 t/（a·hm2）。由此可见，牡丹江林区天然沼泽林的生物量沿着自沼泽到森林方向的过渡带环境梯度呈现单峰型分布，其年平均生物量的变化呈递减趋势。
牡丹江林区采伐后，经自然演替恢复的沼泽林，其生物量沿森林沼泽过渡带环境梯度也呈现有规律性的变化。邻近沼泽生境地段，毛赤杨沼泽林的生物量为89.26t/hm2，年平均生物量为5.326t/（a·hm2）；远离沼泽的生境地段，白桦沼泽林的生物量为52.64t/hm2，年平均生物量为3.624t/（a·hm2）；距离沼泽最远的生境地段，落叶松沼泽林的生物量为36.46t/hm2，年平均生物量为1.562t/（a·hm2）。可见，牡丹江林区采伐后自然演替恢复的沼泽林，其总生物量与年平均生物量沿着自沼泽到森林方向的过渡带环境梯度的变化，均呈现递减趋势。这可能是森林沼泽群落对采伐干扰的一种适应机制。
牡丹江林区人工落叶松沼泽林的生物量沿森林湿地过渡带环境梯度呈现有规律性的变化。在沼泽生境地段（0～60m），落叶松人工林的生物量最低，生物量仅有4.56t/hm2，年平均生物量仅为0.125 t/（a·hm2）；邻近沼泽生境地段上（60～120m），其生物量较低，为53.24t/hm2，年平均生物量为2.436t/（a·hm2）；远离沼泽生境地段上，其生物量较高，为80.24t/hm2，年平均生物量为4.016t/（a·hm2）；距离沼泽最远的生境地段上（180～240m），其生物量最高，达到了84.25t/hm2，年平均生物量达到了4.206t/（a·hm2）。可见，牡丹江林区人工落叶松沼泽林，其总生物量与年平均生物量沿着自沼泽到森林方向的过渡带环境梯度的变化，均呈现递增趋势。在沼泽生境地段和临近沼泽生境地段，由于排水造林使其沼泽化过程进一步加强，生境积水周期变长，积水量增加，对耐水湿的落叶松生长产生不利影响，生物量积累缓慢；而远离沼泽生境地段，积水周期变短，积水量相对减少，生境逐渐趋于中生化，促进了落叶松的生长，其生物量和生产力势必会有较大幅度的提高。因此，人工重建森林湿地在过渡带的中上部生境地段比较适宜。
4 结论
不同恢复途径对森林沼泽群落生物量的影响不同。对于演替沼泽森林群落与天然沼泽林，其年平均生物量沿沼泽到森林方向过渡带环境梯度的变化趋势相类似：在邻近沼泽生境地段上，毛赤杨沼泽林具有最高的生产力；中部的白桦沼泽林居中；上部的落叶松沼泽林最低。对于人工沼泽林与天然沼泽林，其年平均生物量沿该环境梯度的变化趋势却有较大的差异：在过渡带下部生境地段上，生产力最低；在过渡带中、上部生境地段上，却具有较高的生产力。同时，也说明过渡带环境梯度对森林湿地的生产力具有重要的影响，其影响机制可能与过渡带的水分梯度、树种的生态学特性及生长速度存在密切关系。因此，在对森林湿地进行经营管理过程中，既要考虑树种特性，还要考虑湿地本身特性，采取适当的方法，提高湿地效益。 |
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