趙 狀,董希斌,曲杭峰,宋鑫彧,劉 慧
(東北林業(yè)大學(xué) 森林持續(xù)經(jīng)營(yíng)與環(huán)境微生物工程黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 哈爾濱 150040)
森林撫育間伐是一種重要的營(yíng)林技術(shù)手段,可起到調(diào)控林分密度、改善林內(nèi)環(huán)境,進(jìn)而影響林木生長(zhǎng)環(huán)境、促進(jìn)林木生長(zhǎng)的作用[1]。近年來眾多學(xué)者以多種多樣的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)撫育間伐的效果進(jìn)行了研究,在森林生境方面,張?zhí)鸬萚2]以土壤化學(xué)性質(zhì)、土壤物理性質(zhì)、枯落物持水性、冠層結(jié)構(gòu)、物種多樣性為生境因子,探究撫育間伐對(duì)小興安嶺天然針闊混交林生境的影響,得出20%的撫育間伐強(qiáng)度下、間伐寬度為18 m 時(shí),小興安嶺天然針闊混交林的生境最佳;管惠文等[3]選取了土壤化學(xué)性質(zhì)、林地水文特征、林內(nèi)光環(huán)境、物種多樣性、林分特征所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo),對(duì)撫育間伐10 a 后的落葉松天然次生林生境的恢復(fù)效果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),得出對(duì)森林生態(tài)環(huán)境恢復(fù)效果較好的撫育間伐強(qiáng)度為29.00%和40.01%。在森林土壤呼吸方面,陳蕾等[4]以土壤理化性質(zhì)、呼吸速率作為指標(biāo),得出在25.5%的撫育間伐強(qiáng)度下,凍融后期大興安嶺落葉松天然林的改造效果最佳;在林下植被生物量碳密度方面,宋鑫彧等[5]對(duì)不同撫育強(qiáng)度間伐下的小興安嶺天然針闊混交林林下灌草層、枯落物層的生物量和碳密度進(jìn)行研究,結(jié)果表明小興安嶺天然針闊混交林林下植被的生物量和碳儲(chǔ)量對(duì)撫育間伐強(qiáng)度有一定的響應(yīng),最有利于提高林下植被碳密度的撫育間伐強(qiáng)度為30%。將胸徑、樹高等測(cè)樹因子[6]納入對(duì)撫育間伐效果的評(píng)價(jià)之中的研究較少。本研究將小興安嶺天然針闊混交林優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子納入多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型,探究撫育間伐強(qiáng)度對(duì)測(cè)樹因子的影響效果,以求評(píng)價(jià)因子直觀、評(píng)價(jià)視角開闊。
對(duì)于撫育間伐效果的評(píng)價(jià)方法,應(yīng)用較多的是主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)法,但是將多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法應(yīng)用于對(duì)撫育間伐效果的評(píng)價(jià)之中鮮有報(bào)道,張期奇等[7]采用主成分分析法對(duì)不同撫育間伐強(qiáng)度的落葉松次生林的水文生態(tài)功能進(jìn)行了評(píng)價(jià),得出最適合大興安嶺天然落葉松次生林水文生態(tài)功能發(fā)揮的撫育間伐強(qiáng)度為25.48%;管惠文等[8]采用灰色關(guān)聯(lián)法評(píng)價(jià)了不同撫育間伐強(qiáng)度對(duì)大興安嶺落葉松次生林土壤肥力的影響,發(fā)現(xiàn)9.43%~53.09%的撫育間伐強(qiáng)度有利于落葉松次生林土壤肥力的提升。經(jīng)過多年的發(fā)展,可拓評(píng)價(jià)法在眾多領(lǐng)域都得到了得到了廣泛的應(yīng)用,田耀武等[9]應(yīng)用多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法,探索物元評(píng)價(jià)模型在小班尺度下對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明可拓評(píng)價(jià)法對(duì)森林生態(tài)健康的評(píng)價(jià)具有可行性與優(yōu)越性;黃源等[10]從林業(yè)的社會(huì)效益和生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益3 個(gè)指標(biāo)層面建立了云南省林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型,為評(píng)價(jià)云南省林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的視角與方法體系;聶春霞等[11]構(gòu)建了生態(tài)質(zhì)量的可拓評(píng)價(jià)體系,分析并評(píng)價(jià)了2005—2014年的新疆城市化生態(tài)質(zhì)量,為城市化進(jìn)程中的生態(tài)預(yù)警體系的構(gòu)建做出了巨大的貢獻(xiàn)。本研究將多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法應(yīng)用于對(duì)撫育間伐效果的評(píng)價(jià)之中,構(gòu)建了基于胸徑等測(cè)樹因子的可拓評(píng)價(jià)模型,對(duì)不同撫育間伐強(qiáng)度的小興安嶺天然針闊混交林進(jìn)行評(píng)價(jià),以期用科學(xué)合理的方法探討最適林木生長(zhǎng)的撫育間伐強(qiáng)度,為小興安嶺地區(qū)的營(yíng)林提供參考。
研究區(qū)處于我國(guó)東北部的小興安嶺,林場(chǎng)位于小興安嶺南麓,帶嶺區(qū)東南13.9 km 處。地理坐標(biāo) 為128°37′~129°17′E,46°50′~47°21′N,平均海拔為600 m。試驗(yàn)樣地設(shè)置在黑龍江省伊春市帶嶺林業(yè)實(shí)驗(yàn)局東方紅林場(chǎng)。試驗(yàn)區(qū)域的氣候類型為大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,夏季氣候較濕潤(rùn),冬季較干燥,季節(jié)溫差大,年最高氣溫達(dá)37℃,最低氣溫-40℃,年平均氣溫為1.4℃;年平均降水量為661 mm,全年降水時(shí)間為130 d 左右。試驗(yàn)樣地的森林群落類型是天然針闊混交林,主要喬木樹種有:紅松Pinus koraiensis、云杉Picea asperata、冷杉Abies fabri、椴樹Tilia tuan等。灌木以忍冬Lonicera japonica、刺五加Acanthopanax senticosus、山高梁Spodiopogon cotulifer居多。草本植物主要有三棱草Scirpus planiculmis、羊胡子苔草Carex callitrichos。
1.2.1 數(shù)據(jù)采集
2011年,在研究區(qū)根據(jù)采伐蓄積量與總蓄積量之比為撫育間伐強(qiáng)度的設(shè)計(jì)原則,對(duì)林分密度相同的天然針闊混交林進(jìn)行間伐改造,共設(shè)置6 塊100 m×100 m 的試驗(yàn)樣地,A(撫育間伐強(qiáng)度10%)、B(15%)、C(20%)、D(25%)、E(30%)、F(35%),加上撫育間伐強(qiáng)度為0%的空白對(duì)照樣地(CK),共計(jì)7 塊樣地。2011年撫育間伐前,研究區(qū)平均林齡為70 a、平均胸徑為13.5 cm、平均樹高為10.5 m、林分郁閉度在0.8 以上。撫育間伐按照用材林撫育作業(yè)技術(shù)規(guī)程,方法為下層撫育法,間伐木為非目的樹種、局部過密的林木、有害樹種,包括病腐木、被壓木、瀕死木或干形不良的林木。撫育間伐時(shí)對(duì)目的樹種進(jìn)行了修枝,對(duì)各樣地進(jìn)行了補(bǔ)植更新,補(bǔ)植樹種為紅松、云杉。
2019年8月,對(duì)撫育間伐8 a 后的7 塊試驗(yàn)樣地進(jìn)行外業(yè)調(diào)查,每塊樣地選取30 m×30 m 的調(diào)查區(qū)域,對(duì)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的所有胸徑大于5 cm 的喬木進(jìn)行每木檢尺,記錄每棵樹的樹種,用胸徑尺測(cè)定胸徑(D)、用樹高測(cè)量?jī)x器測(cè)定樹高(H)和活枝高(H′),同時(shí)調(diào)查記錄每棵樹的冠幅(P),并記錄每棵樹的相對(duì)坐標(biāo)(x,y),共檢尺了504 棵喬木。樣地概況見表1。
冠幅(P)[12]:采用樹木東、南、西、北4 個(gè)方向冠幅的平均值表示樹木的冠幅長(zhǎng)度:
式(1)中:PE、PS、PW、PN分別代表樹木東、南、西、北4 個(gè)方向的冠幅長(zhǎng)度。
冠長(zhǎng)(L):冠長(zhǎng)即指樹干第一個(gè)活枝到樹梢的高度:
式(2)中:H為樹高;H′為活枝高。
各樣地優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子胸徑(D)、樹高(H)、冠長(zhǎng)(L)和冠幅(P)值見表2。
表2 各樣地測(cè)樹因子值Table 2 The tree-measurement factors of each sample plot
1.2.2 評(píng)價(jià)模型
對(duì)于森林的撫育間伐,多年后直觀上影響最大的是林木的胸徑和樹高等指標(biāo),這些指標(biāo)即林木的測(cè)樹因子;特定立地條件下的森林生態(tài)系統(tǒng),喬木層由多樹種所構(gòu)成,不同樹種的喬木有著自身的生長(zhǎng)特性?;趯?duì)測(cè)樹因子和不同樹種喬木的考慮,本研究將多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型分為3 層,第一層為樣地,第二層為優(yōu)勢(shì)喬木樹種,第三層為喬木的胸徑等測(cè)樹因子。即不同樹種的喬木為多級(jí)評(píng)價(jià)模型的一級(jí)指標(biāo),各樹種喬木的測(cè)樹因子如胸徑、樹高、冠長(zhǎng)和冠幅為評(píng)價(jià)模型的二級(jí)指標(biāo),構(gòu)建起撫育間伐效果多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型。
基于7 塊樣地的總優(yōu)勢(shì)喬木樹種的外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù),將各優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子(胸徑、樹高、冠長(zhǎng)、冠幅)值分別從低到高排序,然后分別將排序后的測(cè)樹因子進(jìn)行5 等分,找到中間的4 個(gè)等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)樹因子值,以此作為基準(zhǔn)進(jìn)行等距微調(diào),將每個(gè)優(yōu)勢(shì)樹種的胸徑等4 個(gè)測(cè)樹因子指標(biāo)劃分為5 段,以此作為各樹種各指標(biāo)的撫育間伐效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見表3。
表3 各樹種撫育間伐效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Each tree species’ evaluation standard of the effect of thinning
層次分析法可深入分析復(fù)雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系,在使用較少的定量信息的基礎(chǔ)上,數(shù)學(xué)化決策的思維過程,為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供簡(jiǎn)便的決策方法[13]。一般分為4 步:第一步建立層次結(jié)構(gòu)模型(目標(biāo)層、系統(tǒng)層、指標(biāo)層);第二步構(gòu)造判斷矩陣,基于判斷矩陣準(zhǔn)則,對(duì)判斷矩陣中的因素兩兩比較,按1~9 賦值[14];第三步層次單排序及其一致性檢驗(yàn);第四步層次總排序及其一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)用一致性比率CR表征,若CR<0.1,則通過一致性檢驗(yàn),具體為[15]:
(1)對(duì)判斷矩陣A 以行列式求根得矩陣O:
(2)歸一化得到判斷矩陣A 的特征向量L:
(3)求一致性比率:
式(5)中:CI為一致性指標(biāo):
RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),其值見表4;λmax為判斷矩陣A 的最大特征值:
表4 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)Table 4 Index table of average random consistency
根據(jù)外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù),綜合考慮,確定樣地為層次結(jié)構(gòu)的目標(biāo)層,7 塊樣地的優(yōu)勢(shì)樹種冷杉、青楷槭、紅松、云杉、椴樹、色木槭、水曲柳為層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)層,各優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子為胸徑、樹高、冠長(zhǎng)、冠幅為層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)層,構(gòu)建起層次結(jié)構(gòu)模型,將7 塊樣地中各優(yōu)勢(shì)樹種數(shù)目占優(yōu)勢(shì)樹種總數(shù)目的比例為重要度準(zhǔn)則,既數(shù)量越多越重要準(zhǔn)則,在yaahp 軟件中進(jìn)行層次分析,確定各優(yōu)勢(shì)樹種的森林權(quán)重ws;再分別以各樣地各優(yōu)勢(shì)樹種數(shù)目占各樣地優(yōu)勢(shì)樹種總數(shù)目的比例為重要度準(zhǔn)則,確定各樣地樹種的樣地權(quán)重wiq;最后確定各樣地各樹種的綜合權(quán)重:
式(8)中:取α=0.4。
各優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子的測(cè)樹權(quán)重wqj在確定各優(yōu)勢(shì)樹種的森林權(quán)重ws時(shí)一并得出。以CK 樣地為例,CK 樣地的優(yōu)勢(shì)樹種綜合權(quán)重和測(cè)樹權(quán)重見表5;各樣地的優(yōu)勢(shì)樹種綜合權(quán)重見表6,其他各樣地的測(cè)樹權(quán)重與CK 樣地相同。
表5 CK 樣地各指標(biāo)權(quán)重值Table 5 Table of index weight value of sample plot CK
表6 各樣地優(yōu)勢(shì)樹種綜合權(quán)重值Table 6 Comprehensive weight value table of dominant tree species in each sample plot
可拓學(xué)(可拓論、可拓方法、可拓工程)是蔡文教授于1983年所提出的一門新的學(xué)科,以可拓集為核心,從變換的角度探討研究對(duì)象具有某種性質(zhì)的程度及其變化,以關(guān)聯(lián)函數(shù)為媒介將定性化問題轉(zhuǎn)化為可衡量的定量化問題[16],核心是通過矛盾問題自身的可拓性(變化的可能性)將其轉(zhuǎn)化為相容問題,并通過可拓?cái)?shù)學(xué)的方法將其解決[17]。
多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法通過物元理論定性描述評(píng)價(jià)指標(biāo),物元以有序三元組R={G,C,X}表示,其中G為事物的名稱、C為G對(duì)應(yīng)的特征名稱、X為C關(guān)于G所取的量值范圍。本研究由有序三元組具體定義撫育間伐效果多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型的經(jīng)典域、節(jié)域、同征物元體,由關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算出定量的二級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度值、一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度值,以此體現(xiàn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)與撫育間伐效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)聯(lián)性。與其他評(píng)價(jià)方法相比,多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法可定量描述事物具有某性質(zhì)的程度,評(píng)價(jià)指標(biāo)選取靈活,評(píng)價(jià)模型多元、豐富,可根據(jù)具體問題具體構(gòu)建,評(píng)價(jià)過程直觀、嚴(yán)謹(jǐn),評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)、有效。
2.3.1 撫育間伐效果的經(jīng)典域、節(jié)域
本研究的多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型中,待評(píng)樣地對(duì)象用Ni表示,樣地編號(hào)記為i(i=1,2,3,4,5,6,7 分別表示CK,A,B,C,D,E,F(xiàn) 樣地);間伐效果類別用t表示(t=5,4,3,2,1分別表示Ⅴ,Ⅳ,Ⅲ,Ⅱ,I可拓等級(jí));一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)用q表示(q=1,2,3,4,5,6,7 分別表示冷杉,青楷槭,紅松,云杉,椴樹,色木槭,水曲柳),二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)用j表示(j=1,2,3,4 分別表示胸徑,樹高,冠長(zhǎng),冠幅);X表示區(qū)間。
撫育間伐效果經(jīng)典域:
式(9)中:Gt,撫育間伐效果類別(t=1,2,…,v);Cqj,評(píng)價(jià)指標(biāo)(q=1,2,…,m;j=1,2,…,n);Xtqj,撫育間伐效果經(jīng)典域<atmn,btmn>,既Cqj關(guān)于Gt的取值范圍。
撫育間伐效果節(jié)域:
式(10)中:p,撫育間伐效果類別全體;Xpqj,評(píng)價(jià)指標(biāo)Cqj所確定的量值范圍,既節(jié)域<apmn,bpmn>。
待評(píng)同征物元體:
式(11)中:Ni,第i待評(píng)樣地;xiqj,第i待評(píng)樣地對(duì)應(yīng)的Cqj的值。
2.3.2 關(guān)聯(lián)函數(shù)
評(píng)價(jià)模型選取可拓學(xué)中的經(jīng)典基本關(guān)聯(lián)函數(shù)來確定關(guān)聯(lián)度,關(guān)聯(lián)函數(shù)[16]為:)
式(12)中:D(x,X0,X)=ρ(x,X)-ρ(x,X0),ρ(x,X)表示點(diǎn)x與區(qū)間X的距[17]。
根據(jù)式(12)知:第i樣地中,第q個(gè)一級(jí)指標(biāo)的第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)關(guān)于間伐效果類別t的關(guān)聯(lián)度為:
式(13)中[18]:
2.4.1 撫育間伐效果二級(jí)評(píng)價(jià)
第i樣地的一級(jí)指標(biāo)q關(guān)于質(zhì)量等級(jí)t的關(guān)聯(lián)度為:
式(17)中:Wiqj為i樣地的一級(jí)指標(biāo)q下的二級(jí)指標(biāo)j的權(quán)重分配系數(shù),
根據(jù)式(17)可得,二級(jí)關(guān)聯(lián)度矩陣:
2.4.2 撫育間伐效果一級(jí)評(píng)價(jià)
第i樣地關(guān)于質(zhì)量等級(jí)t的關(guān)聯(lián)度為:
式(19)中:Wiq為i樣地的一級(jí)指標(biāo)q的權(quán)重分配系數(shù),
根據(jù)式(19)可得,一級(jí)關(guān)聯(lián)度矩陣:
令kz(Ni)=Max{kv(Ni)~k1(Ni)},z∈[1~v],則可判斷樣地Ni的撫育間伐效果等級(jí)為z。
2.4.3 以CK 樣地為例計(jì)算關(guān)聯(lián)度
由式(14)得:
同理可得:ρ(x112,X512)=4.990 0,ρ(x113,X513)=5.890 0,ρ(x114,X514)=0.220 0。
由式(15)得:
同理可得:ρ(x112,Xp12)=-1 4.990 0,ρ(x113,Xp13)=-1 1.890 0,ρ(x114,Xp14)=-1.420 0。
由(13)式得:
同理可得:K15(x112)=-0.249 8,
K15(x113)=-0.331 3,K15(x114)=-0.134 2。
同理可得CK 樣地優(yōu)勢(shì)樹種關(guān)于撫育間伐效果等級(jí)的二級(jí)關(guān)聯(lián)度,見表7。
表7 CK 樣地二級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度Table 7 The relevance degree of secondary indicators of sample plot CK
由式(18)可得:
同理可得CK 樣地優(yōu)勢(shì)樹種關(guān)于撫育間伐效 果等級(jí)的一級(jí)關(guān)聯(lián)度,見表8。
表8 CK 樣地一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度Table 8 The relevance degree of first-level indicators of sample plot CK
由式(20)可得:
由MAX(Kt(N1))=k4(N1)=0.005 7,則CK 樣地的撫育間伐效果可拓等級(jí)為Ⅳ級(jí)。
其他各樣地的最終評(píng)價(jià)結(jié)果見表9。
表9 各樣地評(píng)價(jià)結(jié)果Table 9 The evaluation result of each sample plot
本研究引入多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法,構(gòu)建了基于測(cè)樹因子的小興安嶺區(qū)域撫育間伐效果多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型。模型的第一級(jí)是不同撫育間伐強(qiáng)度下的樣地,第二級(jí)是樣地的優(yōu)勢(shì)樹種,第三級(jí)是優(yōu)勢(shì)樹種的測(cè)樹因子;在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重時(shí)采用了層次分析法,確定了優(yōu)勢(shì)樹種的森林權(quán)重和樣地權(quán)重,并以此確定了優(yōu)勢(shì)樹種的綜合權(quán)重,同時(shí)確定了各測(cè)樹因子的測(cè)樹權(quán)重;依據(jù)撫育間伐8 a 后的小興安嶺天然針闊混交林的每木檢尺數(shù)據(jù),建立了基于測(cè)樹因子的小興安嶺優(yōu)勢(shì)喬木樹種——冷杉、青楷槭、紅松、云杉、椴樹、色木槭和水曲柳的撫育間伐效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
1)CK 樣地(撫育間伐強(qiáng)度為0%)的撫育間伐效果等級(jí)為Ⅳ級(jí),B、C 樣地的撫育間伐效果等級(jí)與CK 樣地相同;A、D、E、F 樣地的撫育間伐效果等級(jí)較對(duì)照樣地均有提升,分別為Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ級(jí),說明10%、25%、30%、35%的撫育間伐強(qiáng)度均有利于提升樣地的撫育間伐效果。
2)C、D、E、F 樣地的撫育間伐效果等級(jí)呈現(xiàn)出明顯的先提升后下降的趨勢(shì),表明在20%~30%的中高間伐強(qiáng)度下,小興安嶺天然針闊混交林喬木層的生長(zhǎng)狀態(tài)與撫育間伐強(qiáng)度呈正相關(guān);E 樣地的撫育間伐效果等級(jí)最高,為Ⅱ級(jí)。
3)30%的撫育間伐強(qiáng)度最利于小興安嶺天然針闊混交林的間伐效果的發(fā)揮,最利于天然針闊混交林喬木層的生長(zhǎng),優(yōu)勢(shì)樹種的綜合生長(zhǎng)水平較其他樣地大有提升——優(yōu)勢(shì)樹種的胸徑、樹高級(jí)別高于其他間伐強(qiáng)度的樣地,有利于喬木蓄積量的穩(wěn)步提升。
4)多級(jí)可拓評(píng)價(jià)體系下的優(yōu)勢(shì)樹種的冠長(zhǎng)、冠幅級(jí)別高于其他撫育間伐強(qiáng)度下的樣地,說明30%的撫育間伐強(qiáng)度可使林分環(huán)境朝著適合林木生長(zhǎng)的方向發(fā)展,促進(jìn)林木冠層的生長(zhǎng)與完善,林木生長(zhǎng)的更加茂盛,這對(duì)小興安嶺地區(qū)天然針闊混交林的撫育間伐具有一定的參考意義。
1)森林喬木層優(yōu)勢(shì)樹種良好的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)是森林生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)生態(tài)功能得以發(fā)揮的基礎(chǔ)。喬木的生長(zhǎng)受林分環(huán)境的影響較大,不同的撫育間伐強(qiáng)度改變了喬木層原本相似的林分環(huán)境,從而改變了喬木層對(duì)于陽光的吸收率以及對(duì)于土壤養(yǎng)分的攝取水平,最適的撫育間伐強(qiáng)度可使得喬木的生長(zhǎng)達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)于不同地域的生態(tài)系統(tǒng)而言,最適的撫育間伐強(qiáng)度不盡相同,用合適的方法探討地域森林生態(tài)系統(tǒng)的最適撫育間伐強(qiáng)度,可為不同地域的森林撫育間伐提供參考。
2)撫育間伐對(duì)于喬木的影響程度會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)慢慢顯現(xiàn),因地制宜的撫育間伐強(qiáng)度可使得林分環(huán)境朝著適合林木生長(zhǎng)的方向發(fā)展。眾多研究表明合理的撫育間伐有利于喬木的生長(zhǎng),郭海灃等[19]通過對(duì)林口林業(yè)局不同撫育間伐強(qiáng)度的紅松中幼齡林、落葉松中幼齡林和云杉幼齡林的研究,得出撫育間伐能夠有效促進(jìn)林木生長(zhǎng),使得林分直徑結(jié)構(gòu)的變化趨于合理的結(jié)論;商添雄等[20]通過對(duì)12 塊不同撫育間伐強(qiáng)度的華北落葉松人工林的研究,發(fā)現(xiàn)撫育間伐雖在短期內(nèi)一定程度上減少了喬木層生物量,但是對(duì)于喬木的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均有促進(jìn)作用,且可顯著提高喬木層的生產(chǎn)力;張育梅等[21]連續(xù)五年對(duì)經(jīng)過撫育間伐的云南松幼齡林進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究,發(fā)現(xiàn)30%的撫育間伐強(qiáng)度有利于改善林分郁閉度,使得林木的平均胸徑、單株蓄積量得到有效提高,這與本研究的結(jié)果相似。
3)撫育間伐對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響不僅僅體現(xiàn)在喬木層上,還體現(xiàn)在林下植被、森林土壤養(yǎng)分等方面。本研究?jī)H是構(gòu)建了撫育間伐對(duì)森林喬木層生長(zhǎng)影響效果的多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型,存在一定的局限性,接下來會(huì)結(jié)合小興安嶺天然針闊混交林的外業(yè)調(diào)查的歷年林下植被數(shù)據(jù),研究撫育間伐對(duì)森林植被影響效果的多級(jí)可拓評(píng)價(jià)模型,以期更加全面地評(píng)價(jià)撫育間伐對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)植被的影響,為探究最適合森林植被生長(zhǎng)的撫育間伐強(qiáng)度提供評(píng)價(jià)方法的參考。