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毛竹(Pyllostachys edulis)是我国最重要的经济和生态竹种,由于其典型的异龄结构,传统的竹材收获方式通常采用人工择伐,劳动力需求量大且效率低,而当前竹林经营正面临着原材料价位下跌和人工成本上升的双重压力,导致效益空间被持续压缩,大量优质竹材无法采伐利用,成为当前竹林经营乃至整个竹产业发展的最大瓶颈。此背景下,带状采伐以效率高、成本低等优势得到了极大关注,而该采伐方式改变了毛竹的生长发育规律,伐后竹林是否能正常恢复及主要影响因子尚不清楚。本研究以皖南毛竹林为对象,设置4个采伐带宽梯度,以传统择伐林为对照,研究了不同强度采伐带毛竹林的初期恢复特征,分析恢复过程中毛竹内在生长和竹林环境因子的差异,旨在研究伐后毛竹林的恢复规律,探索采伐的适宜强度,进而为评价带状采伐的科学性和可行性提供基础数据和理论支撑。主要研究结果如下:
1、带状采伐毛竹林初期恢复特征与采伐强度关系密切,并呈现出一定的规律性。系统研究了3m(D1)、6m(D2)、9m(D3)和12m(D4)四个采伐强度毛竹林春笋、新竹的时间、空间、数量和质量特征。①时间特征:各处理发笋、退笋和成竹均呈现明显的正态分布,均在第2周(3月26日~4月1日)达到峰值;②空间特征:6m采伐带和对照林分的春笋和新竹在所有尺度均呈现随机分布,而9m和12m采伐带春笋在小尺度上呈聚集分布,新竹在部分尺度呈均匀分布;③数量特征:带状采伐方式单位面积发笋数量均大于对照,表现为D3>D1≈D2>D4>CK,成竹数量表现为D3>D4>CK≈D2>D1;④质量特征:随采伐强度增加,新竹平均胸径呈规律性下降趋势,分别为8.9cm、8.5cm、7.2cm和6.6cm,均低于对照新竹(9.6cm),且9m和12m采伐带新竹胸径与采伐带边距呈显著的负相关,新竹单位面积地上生物量表现为CK>D3>D4>D2>D1。综合来看,以6~9m采伐宽度毛竹林恢复状况较好。
2、带状采伐新竹中非结构性碳水化合物(NSC)等内在生长因子和器官生物量格局有变化,且在不同径级新竹问具有明显的差异性。
研究分析了带状采伐(12m)林分新竹水分、光合色素、光合产物等内在生长因子和生物量分配格局的变化,同时比较了三个径级新竹的差异。①采伐带春笋水分含量低于择伐林分新竹,而新竹地上器官水分含量则大于对照,说明带状采伐影响了新竹的水分利用能力;②新竹叶片叶绿素含量表现为带状采伐大于对照;③春笋和新竹光合产物NSC含量表现为带状采伐均低于对照,但小径级新竹竹叶和竹鞭NSC含量较高,表现出克隆植物较强的适应性;④地上器官的生物量分配格局在不同径级新竹间差异明显,大径级新竹生物量格局表现为竹秆(76.5%)>竹枝(14.1%)>竹叶(9.4%),与对照一致,而中、小径级新竹光合器官竹叶比重明显增加,分别为28.6%和45.1%,表现出较强的形态可塑性。带状采伐新竹通过提高水分和光照利用效率,改变器官生物量分配格局来最大程度地适应环境。
3、带状采伐改变了林分小气候、林下植被和土壤等环境因子,并呈现出一定的规律性,后者对竹林恢复又有一定影响。
系统研究了带状采伐一个生长季内林分小气候、林下植被和土壤等环境因子的变化。
①带状采伐林分太阳辐射强度、日变化幅度和空气相对湿度均大于对照,而大气温度差异较小;②林下草本盖度和生物量均表现为DI>D4>D2>D3>CK,草本种密度、个体密度和平均高最大值出现在3m采伐带,对照最小;③土壤温度日变化幅度随采伐强度增加而增加,湿度日变化幅度差异较小;④带状采伐一个生长季后,土壤有机质、容重、酸性磷酸酶活性、C:N、C:P和非毛管空隙度等6个因子与土壤质量关系最大,土壤质量综合评价结果为D4>D2>D3>D1>CK,说明带状采伐对土壤质量有一定的提升作用。
带状采伐干扰了毛竹正常的水分和养分代谢过程,同时改变了林分结构而导致环境因子的变化,毛竹通过生理整合和形态改变来适应这一干扰,并对不同采伐强度做出响应,表现出规律性的恢复特征,综合来看,以6~9m采伐带宽毛竹林恢复的短期效应和土壤潜力较好。研究可为优化毛竹林采伐方式、调整适应新采伐作业的抚育技术提供理论和数据支撑。
1、带状采伐毛竹林初期恢复特征与采伐强度关系密切,并呈现出一定的规律性。系统研究了3m(D1)、6m(D2)、9m(D3)和12m(D4)四个采伐强度毛竹林春笋、新竹的时间、空间、数量和质量特征。①时间特征:各处理发笋、退笋和成竹均呈现明显的正态分布,均在第2周(3月26日~4月1日)达到峰值;②空间特征:6m采伐带和对照林分的春笋和新竹在所有尺度均呈现随机分布,而9m和12m采伐带春笋在小尺度上呈聚集分布,新竹在部分尺度呈均匀分布;③数量特征:带状采伐方式单位面积发笋数量均大于对照,表现为D3>D1≈D2>D4>CK,成竹数量表现为D3>D4>CK≈D2>D1;④质量特征:随采伐强度增加,新竹平均胸径呈规律性下降趋势,分别为8.9cm、8.5cm、7.2cm和6.6cm,均低于对照新竹(9.6cm),且9m和12m采伐带新竹胸径与采伐带边距呈显著的负相关,新竹单位面积地上生物量表现为CK>D3>D4>D2>D1。综合来看,以6~9m采伐宽度毛竹林恢复状况较好。
2、带状采伐新竹中非结构性碳水化合物(NSC)等内在生长因子和器官生物量格局有变化,且在不同径级新竹问具有明显的差异性。
研究分析了带状采伐(12m)林分新竹水分、光合色素、光合产物等内在生长因子和生物量分配格局的变化,同时比较了三个径级新竹的差异。①采伐带春笋水分含量低于择伐林分新竹,而新竹地上器官水分含量则大于对照,说明带状采伐影响了新竹的水分利用能力;②新竹叶片叶绿素含量表现为带状采伐大于对照;③春笋和新竹光合产物NSC含量表现为带状采伐均低于对照,但小径级新竹竹叶和竹鞭NSC含量较高,表现出克隆植物较强的适应性;④地上器官的生物量分配格局在不同径级新竹间差异明显,大径级新竹生物量格局表现为竹秆(76.5%)>竹枝(14.1%)>竹叶(9.4%),与对照一致,而中、小径级新竹光合器官竹叶比重明显增加,分别为28.6%和45.1%,表现出较强的形态可塑性。带状采伐新竹通过提高水分和光照利用效率,改变器官生物量分配格局来最大程度地适应环境。
3、带状采伐改变了林分小气候、林下植被和土壤等环境因子,并呈现出一定的规律性,后者对竹林恢复又有一定影响。
系统研究了带状采伐一个生长季内林分小气候、林下植被和土壤等环境因子的变化。
①带状采伐林分太阳辐射强度、日变化幅度和空气相对湿度均大于对照,而大气温度差异较小;②林下草本盖度和生物量均表现为DI>D4>D2>D3>CK,草本种密度、个体密度和平均高最大值出现在3m采伐带,对照最小;③土壤温度日变化幅度随采伐强度增加而增加,湿度日变化幅度差异较小;④带状采伐一个生长季后,土壤有机质、容重、酸性磷酸酶活性、C:N、C:P和非毛管空隙度等6个因子与土壤质量关系最大,土壤质量综合评价结果为D4>D2>D3>D1>CK,说明带状采伐对土壤质量有一定的提升作用。
带状采伐干扰了毛竹正常的水分和养分代谢过程,同时改变了林分结构而导致环境因子的变化,毛竹通过生理整合和形态改变来适应这一干扰,并对不同采伐强度做出响应,表现出规律性的恢复特征,综合来看,以6~9m采伐带宽毛竹林恢复的短期效应和土壤潜力较好。研究可为优化毛竹林采伐方式、调整适应新采伐作业的抚育技术提供理论和数据支撑。