[發明專利]一種提升次生闊葉林土壤涵水能力的林分結構調控技術

在審

• 申請號: 201910843956.0
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110603921A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 朱萬澤
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02
• 代理公司: 51250 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 沈成金

本發明公開了一種提升次生闊葉林土壤涵水能力的林分結構調控技術，包括以下步驟：S1.低效次生闊葉林類型劃分；S2.補植針葉樹種選擇與區域配置；S3.針葉樹種補植與密度調控；S4.林分管理；本發明的有益效果是：通過次生闊葉林林分密度調控，提高林分物種多樣性；通過改善林地容重、孔隙度等土壤物理性質，提高土壤層以及枯落物層持水量，減少地表徑流，提升次生闊葉林水源涵養功能；次生闊葉林林分結構調控后15～20年能夠使林分物種多樣性指數提高10%左右，枯落物持水量提高10～15％，土壤最大持水量提高15～20％；技術應用方便、容易掌握，適合于川西亞高山砍伐跡地上自然恢復形成的低效次生闊葉林推廣應用。

技術領域

本發明涉及生態修復技術領域，具體是一種提升次生闊葉林土壤涵水能力的林分結構調控技術。

背景技術

亞高山通常指海拔2400～4200m左右，以云、冷杉等為主構成的寒溫性森林所占據的自然垂直地帶，慣以針葉林為頂級群落，闊葉林、針闊混交林、灌叢、草甸等植物群落共存的地帶性植被類型。亞高山針葉林是我國第二大林區-西南林區的主體構成部分，是青藏高原東緣、長江上游天然林的主體，在區域氣候調節、涵養水源和生物多樣性保育等方面具有不可替代的生態地位和作用，為我國重要的江河源和生態安全屏障。川西山地位于青藏高原東南緣，川西亞高山森林主要分布在岷江、金沙江、雅礱江等上游山地，是長江上游水源涵養的重要組成部分。在20世紀下半葉，以云冷杉為主要優勢樹種的川西亞高山原始暗針葉林遭受大規模的采伐利用，加之森林火災、森林病蟲害、過度放牧等人為干擾的影響，生態系統的結構和功能遭受嚴重的破壞。直至1998年，天然林資源保護工程正式啟動，川西亞高山森林全面禁伐封育。川西亞高山針葉林采伐跡地主要有自然恢復、人工恢復、人工促進自然恢復等恢復模式，其中以樺木等闊葉先鋒樹種為主的自然恢復是川西亞高山采伐跡地上的主要恢復途徑，并形成大面積的次生闊葉林。川西亞高山暗針葉林采伐跡地自然恢復通常經過草本、灌叢、次生闊葉林、針闊混交林階段，最終恢復到頂級暗針葉林階段，亞高山采伐跡地恢復到暗針葉林至少需要100年以上。以樺木為優勢種的次生闊葉林已成為川西亞高山林區的主要森林類型之一，同時，川西亞高山存在大量低效次生林。

作為森林生態系統的重要組成部分，森林土壤在水土保持和水源涵養等功能中發揮著巨大的作用，是森林生態系統水源涵養的主體。在森林生態系統不同界面間的水分傳輸中，土壤層對降水資源分配格局影響最為明顯，土壤層截水量可占到森林生態系統同期截水量的50％以上。采用空間代替時間的方法，我們對川西米亞羅亞高山次生林自然恢復序列上高山柳灌叢、樺木闊葉林、岷江冷杉樺木針闊混交林、岷江冷杉原始林土壤涵水能力的觀測研究表明，隨著林齡增加，土壤最大持水量呈增加趨勢，針闊葉混交林由于較低的土壤容重、較高的土壤孔隙度，其土壤最大持水量達到最大，在暗針葉林階段有所下降，暗針葉林具有較強的土壤水分調節能力和土壤滲透能力，從水源涵養功能角度，川西亞高山森林植被恢復應注重構建針闊葉混交林結構，促進低效次生闊葉林正向演替，有效提升闊葉林水源涵養功能。

林分結構調控是恢復森林生態系統健康和提升水源涵養能力的重要措施。因此，針對川西亞高山存在大面積低效次生闊葉林，基于川西亞高山次生林自然恢復過程中植被類型與土壤水源涵養功能之間的關系，在川西亞高山低效次生闊葉林通過引入云冷杉等針葉樹種，不僅可改善群落樹種結構，提高群落物種多樣性，促進群落正向演替速度，而且能夠增強林地的水源涵養功能。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種提升亞高山次生闊葉林土壤涵水能力的林分結構調控技術，涉及森林植被生態功能修復技術領域，包括低效次生闊葉林類型劃分、補植針葉樹種選擇與區域配置、針葉樹種補植與密度調控、林分管理四個步驟，在林分結構調控10～15年后，都有顯著提高。

本發明所述次生闊葉林為在川西海拔2800～3600m亞高山暗針葉原始林采伐跡地上，通過自然恢復形成的以紅樺(Betula albo-sinensis)、糙皮樺(B.utilis)、白樺(B.platyphylla)為優勢樹種的闊葉林，林齡大多為20～50年。