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阔叶红松林区是我国主要的木材供应基地,肩负着生产木材、支持国家经济建设的重任;同时阔叶红松林也是东北地区重要的生态屏障,维系着东北地区的生态安全。由于多年的不合理经营,原始阔叶红松林资源几乎消耗殆尽,林分结构被严重破坏,形成了大面积的组成和结构各异的次生林,森林生态系统服务功能明显下降。1998年,我国启动了天然林资源保护工程,天然林的经营目标由生产木材向综合发挥经济、生态、社会效益转变。面对组成结构各异的次生林,如何根据林分特征,对阔叶红松林进行多目标经营,充分发挥其经济、社会、生态等综合效益,成为阔叶红松林可持续经营需要解决的关键问题。 本次研究,以位于长白山阔叶红松林核心分布区的露水河林业局为研究地点,紧密结合阔叶红松林多目标经营决策的关键技术需求,利用森林调查数据,建立单木水平的森林生长预测模型;针对树种组成不同的次生林,分别模拟预设经营方案下,森林经营所取得的经济、生态效益,构建阔叶红松林多目标经营效果模拟技术;分析天保工程背景下,研究区域森林资源动态变化趋势,为阔叶红松林的可持续经营提供科学依据。主要结论如下: 1)天保工程实施以来,露水河林业局森林面积与蓄积有所增加。目前,该局成过熟龄组的森林面积与蓄积,分别占全局森林总面积与蓄积的67.56%和77.2%,森林老龄化严重。由于占主导地位的成过熟林生长潜力不足,虽然木材产量在不断调减,近10年来,该局天然林公顷蓄积量却降低了7.1 m3。单纯采取“封育”的手段进行天然林恢复,并不能实现提高森林质量的目标;此外,当前研究区的森林覆盖率高达95%以上,通过造林来提高森林资源总量的潜力也非常有限。采取抚育管理措施不断调整林分结构,成为提高森林质量与资源总量的必要手段。 2)由于禁止采伐红松只采伐阔叶树种,天保工程实施以来,露水河林业局椴树、水曲柳、蒙古栎、榆树、枫桦、色木等阔叶树种的总蓄积量减少了148.77万m3,被采伐阔叶树种的消耗量大于生长量;此外,18年间,一般阔叶红松林与典型阔叶红松林占三类森林蓄积的比重,分别降低了1.5%和3.5%,而红松林占三类森林蓄积的比例增长了5.1%,当前不采伐红松的经营方式导致阔叶红松林向红松纯林加速发展。为了实现森林资源可持续利用,需要根据林分实际情况,适当的采伐红松。 3)本次研究建立了阔叶红松林主要树种(红松、水曲柳、蒙古栎、椴树、榆树、色木)单木生长模型与单木枯损模型。生长模型与枯损模型R2最低值分别为0.498和0.408,均达到显著水平。对生长模型和枯损模型分别采用Wilcoxon秩和检验与x2检验,预测值与观测值无显著差异,模型能够用来预测阔叶红松林次生林森林生长。 4)模拟结果显示,若禁止采伐红松,即便在最低采伐强度(20%)、最长采伐周期(40年)的方案中,红松蓄积比重为5成和6成的次生林,经营期末可采伐阔叶树种蓄积量也仅为采伐前的82.54%和28.78%,禁止采伐红松的经营方案无法实现这些森林的可持续利用;此外,在各经营预案下,即使林分总蓄积恢复到采伐前水平,可采伐的大径级林木的蓄积量也未必能完全恢复。以可采伐蓄积恢复为限制条件,确定采伐周期,是森林资源可持续利用的必要条件。 5)林分自身条件决定着经营活动所能取得的最佳效果。对于红松蓄积比重高于4成的次生林地,可以采伐红松、低强度、短周期的经营方式,能够达到生态效益与经济效益双赢的效果;而对于红松蓄积比重较低的次生林(2、3成),经营方案取得的经济效益与固碳效益并不一致,不采伐红松、低强度、长周期的经营方式更合适。