密度调控对针叶人工林地被和土壤影响的研究

油松和华北落叶松是我国暖温带湿润半湿润气候区重要造林树种,探讨林地质量及其调控措施对油松和华北落叶松人工林的可持续经营具有重要的实际意义。抚育间伐是针叶纯林改造的最重要措施之一,本文以生态系统经营为理念,从乔木生长状况、地被层结构、土壤肥力角度筛选林分最佳经营密度,促使林分结构和功能和谐,以达到提高森林健康状况的目的。2001年在北京市延庆县营盘村附近中山,对地位级Ⅳ18年生、25年生和32年生油松人工林分别设置4个间伐强度的处理,在2000年对地位级Ⅳ15年生、23年生和地位级Ⅲ15年生华北落叶松人工林分别设置4个间伐强度的处理。2005年,通过比较林下植被盖度、多样性、生物量、凋落物存留量、叶凋落物分解速率及其化学组分、土壤理化性质、土壤酶的变化,运用PCA对密度、地被、土壤综合评判,定量研究三者两两制约的动态过程。结果表明,随林龄增大,油松和华北落叶松人工林土壤质量有不同程度的下降,土壤孔隙度、持水量的减小是两树种地力下降的最直接表现,油松人工林因林龄偏大,土壤有机质、土壤全氮、有效磷等营养元素锐减,土壤质量下降较华北落叶松严重。林下植被生物量和Shannon-wiener指数、土壤有机质、土壤酶是评价间伐效果的重要指标。木质素/N比是制约叶凋落物分解的关键因子,分析凋落物木质素/N比对于评价间伐效果具有重要意义。密度与地被、土壤质量呈负相关,地被与土壤质量呈正相关,从地被、土壤角度评价间伐效果与用乔木生长状况评价间伐效果具有一致性,选择适宜强度的抚育间伐是有效缓解针叶人工林土壤质量下降的重要措施。适度间伐可提高林下植被多样性,增加植被盖度和生物量,通过改变叶凋落物质量而影响土壤地力。适度间伐可减少叶片中木质素、粗脂肪等难溶物质的相对含量,减小木质素/N比从而加速凋落物分解和养分释放速率;适度间伐还可增大华北落叶松人工林叶片粗灰分的含量,有效避免了因凋落物快速分解带来的土壤pH值下降问题,从而有利于华北落叶松土壤地力的维持,但间伐对油松叶凋落物粗灰分含量影响较小,不能有效防止因凋落物分解加速引起的土壤pH值下降趋势。因此,及时对郁闭林分进行合适强度的间伐,优化针叶叶片质量,培育健康结构的地被层,是改善针叶人工林健康状况的有效途径。