一種海岸防護林帶冠層結構優化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及林木種植領域，具體涉及一種用于海岸防護林帶的冠層結構優化方法。
【背景技術】
[0002]上世紀70-80年代，我國開始大面積營造沿海防護林帶，目前這些人工防護林帶已達到成熟階段，有的甚至出現過熟現象，導致防護林帶老化、死亡甚至斷帶；同時，由于沿海地區鹽堿、臺風和水澇等自然環境惡劣，防護林帶內出現大量傾斜、倒伏、斷干的林木。受上述內因和外因的影響，林帶群落冠層垂直結構簡單、水平結構受損嚴重，導致林帶防護功能低下。
[0003]防護林帶冠層結構單一導致防護功能低下的現象普遍存在，也成為各級林業部門亟需解決的關鍵技術問題。但目前國內外有關該方面的研究相對較少，成熟的技術成果更是匱之。
[0004]因此，基于這種現狀，目前亟需一種能夠有效地恢復、提升海岸林帶防護功能并且操作簡單易推廣的方法。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所在國家林業局948項目、國家自然科學基金等項目的資助下，針對海岸防護林帶開展了冠層結構優化技術的研究。并且，獲得了本發明的海岸防護林帶冠層結構優化方法。而且，申請人對本發明的方法進行了理論和實踐檢驗，收到了良好的預期效果。
[0006]具體而言，本發明提供一種海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟:
[0007]1)確定目標防護林帶原有冠層結構，并進行林帶內清理，降低原有林分密度，將冠層指數控制在3以下；
[0008]2)在清理林帶的林窗或林隙內栽種耐鹽抗風的木本植物，將冠層指數控制在2.5左右，栽種過程包括如下步驟:
[0009]E、在第一年冬季，在所清理林帶的林窗或者林隙內挖穴；
[0010]F、在次年春季進行樹木栽植；
[0011]G、栽植結束后，進行苗木側枝修剪；
[0012]H、對所栽植樹木進行定期維護。
[0013]進一步地，在所述步驟1)的林帶清理中，所清理的樹木包括:部分平均木和所有倒伏木，將林分密度控制在1000株/公頃以下。
[0014]進一步地，所述林帶結構的冠層指數定義為:CI = (MC/MC+MC/BMC+MC/0T)/3，其中C1、MC、BMC、0T分別代表冠層指數、主冠層樹冠面積、亞冠層樹冠面積和被壓層(灌木層)樹冠面積，冠層指數用于描述林分中處于不同垂直位置冠層面積的分配情況，是衡量林分垂直結構特征的一個指標。
[0015]進一步地，所栽種的樹木包括喬木和灌木，其中，喬木高度>0.1H，灌木高度>0.05H，Η為防護林帶平均高度。
[0016]進一步地，在所述步驟Α中，采用梅花粧式布置挖穴，穴直徑、深度分別為50cm。這里所提到的梅花粧式挖穴指的是:在具有多排樹穴的情況下，任意相鄰兩排樹穴中的第一排的任意一個樹穴對應另一排的兩樹穴中間位置，或者對應另一排樹穴端部之外的位置。
[0017]進一步地，在所述步驟B中，栽植的具體過程包括:栽植前對苗木的根系拌以泥漿，放入所挖的樹穴、分層填土壓緊，并對苗木施以充足水分。
[0018]進一步地，在所述步驟C中，苗木側枝修剪時，去除1/3的側枝。
[0019]目前，海岸防護林帶的維護只是清理一些林內被壓木和倒伏木，易形成單一冠層林帶；相對較好的情況，也只會在斷帶處重新補植一些原有樹種。
[0020]但是，本申請的發明人經研究發現，清理被壓木和倒伏木形成的單一冠層海岸林帶的防護效果并不好，即便在原有位置補植原有樹種，防護林的防護效果也難以達到理想狀態。具體而言，本申請的發明人發現，要想增加林帶的防護效果，不是需要高冠層指數的整齊林帶，而是要減少林帶主冠層，同時增加亞冠層和灌木層，降低冠層指數，才能有效增加防護功能。
[0021]此外，本申請的發明人經研究還發現，按照原有林帶株行距補植，不能改變水平方向的林帶冠層結構，因此對于提升林帶防護功能的效果不大。而按照梅花粧式補植，可很好地改變林帶的水平和垂直結構，有效提升防護功能。
[0022]技術效果
[0023]采用本發明的優化方法，更新造林成活率可達90%以上；5年后，防護林帶冠層指數由3.35優化為1.96，大樹比例由80.12%調整為59.66%，有效防護距離有8.6H增加為10.5H(H為防護林帶平均樹高)。
【附圖說明】
[0024]圖1示出了本發明所采用的梅花粧式挖穴的挖穴布置方式。
【具體實施方式】
[0025]下面對本發明的實施例進行詳細描述。
[0026]實施例1
[0027]在本實施例中，申請人選擇上海浦東新區人民塘37年生的水杉防護林帶為對象，原有株行距為2mX 3m或3mX 3m，單一冠層林帶，樹干層的孔隙度較大，林下植物較少，主要為草本植物，冠層指數>3，防護效果較差。
[0028]針對該防護林帶，發明人基于其所研究出的優化方法進行了優化，具體優化流程如下。
[0029]林帶清理，主要清理林帶主栽樹種的部分平均木和全部倒伏木，降低原有單一冠層的密度，將原有林分密度控制在1000株/公頃以內。需要說明的是，本發明不僅僅要清理倒伏木，還要清理平均木，這里所提到的平均木是指林帶內具有平均樹高和胸徑的個體。
[0030]樹種選擇，選擇2年生耐鹽堿、抗風、苗期耐蔭的鄉土喬木植物進行優化改造，所選木本植物包括:構樹、白蠟、小葉女真等喬木樹種，小檗、闊葉十大功勞、胡禿子等灌木樹種，苗木高度要求喬木0.1H以上、灌木0.05H以上，根系發達，防護通直，無病蟲害、無機械損傷。這些樹種冠層面積大，生長相對較快，可在短時間內完善林分垂直結構和水平結構，降低冠層指數。
[0031]造林方法
[0032]挖穴:冬季，在清理林帶的林窗或者林隙內挖穴造林；穴直徑、深度分別為50cm，栽植穴內低外高，栽植前放適量有機肥。在本實施例中，采用梅花粧式布置挖穴。圖1示出了梅花粧式挖穴布置的具體結構，如圖所示，任意相鄰兩排樹穴中的每一個樹穴均不是直接與另一排樹穴的相應樹穴對齊，而是位于兩個樹穴的中間位置，這種分布方式的防風效果更好，樹木更易成活。
[0033]造林時間:春季雨天造林。
[0034]造林方法:栽植前，苗木根系拌泥漿；如果苗木為常綠樹種，則需要去除大部分葉片。分層填土踩緊；澆足定根水。栽植后將苗木側枝修剪1/3。
[0035]造林密度:控制在原有林帶密度的10-20%。
[0036]撫育管理:旱季培土撫育、及時澆水。
[0037]對于本發明所實施的上海浦東新區人民塘的這一防護林帶，采用本發明的優化方法進行優化之后，林帶冠層指數由3.35優化為1.96，有效防護距離有8.6H增加為10.5H(H為防護林帶平均樹高)。
[0038]實施例2
[0039]在本實施例中，在黑松防護林帶中，采用與實施例1類似地方式，并對所補種的樹種進行了調整，具體而言，栽植的喬木樹種主要選擇麻櫟和白蠟，比例為4:1，灌木樹種主要選擇紫穗槐和單葉蔓荊，比例為3:1。優化后，防護林帶冠層指數由4.22優化為1.27，有效防護距離由7.1H增加為10.3H。有效防護距離提升了 45%，這一提升幅度是超出預期的，超出維護人員最初的維護目標，比實施例1中的提升比例還要大很多。說明樹種的選擇配比是極其成功的，充分發揮了本發明優化方法的作用。
[0040]雖然上面結合本發明的優選實施例對本發明的原理進行了詳細的描述，本領域技術人員應該理解，上述實施例僅僅是對本發明的示意性實現方式的解釋，并非對本發明包含范圍的限定。實施例中的細節并不構成對本發明范圍的限制，在不背離本發明的精神和范圍的情況下，任何基于本發明技術方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 1)確定目標防護林帶原有冠層結構，并進行林帶內清理，降低原有林分密度，將林帶結構的冠層指數控制在3以下； 2)在清理林帶的林窗或林隙內栽種耐鹽抗風的木本植物，將冠層指數控制在2.5左右，栽種過程包括如下步驟: A、在第一年冬季，在所清理林帶的林窗或者林隙內挖穴； B、在次年春季進行樹木栽植； C、栽植結束后，進行苗木側枝修剪； D、對所栽植樹木進行定期維護。2.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 在所述步驟1)的林帶清理中，所清理的樹木包括:部分平均木和所有倒伏木，將林分密度控制在1000株/公頃以下。3.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 所述林帶結構的冠層指數定義為:ci = (MC/MC+MC/BMC+MC/OT)/3，其中C1、MC、BMC、OT分別代表冠層指數、主冠層樹冠面積、亞冠層樹冠面積和被壓層(灌木層)樹冠面積，冠層指數用于描述林分中處于不同垂直位置冠層面積的分配情況，是衡量林分垂直結構特征的一個指標。4.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 所栽種的樹木包括喬木和灌木，其中，喬木高度>0.1H，灌木高度>0.05H，H為防護林帶平均高度。5.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 在所述步驟A中，采用梅花粧式布置挖穴，穴直徑、深度分別為50cm。6.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 在所述步驟B中，栽植的具體過程包括:栽植前對苗木的根系拌以泥漿，放入所挖的樹穴、分層填土壓緊，并對苗木施以充足水分。7.根據權利要求1所述的海岸防護林帶冠層結構優化方法，其特征在于， 在所述步驟C中，苗木側枝修剪時，去除1/3的側枝。
【專利摘要】本發明提供了一種海岸防護林帶冠層結構優化方法，所述方法通過清理目標防護林帶的平均木和倒伏木，并在林窗或林隙內補充栽植樹木，來實現防護林帶冠層指數和冠層結構的優化。采用本發明的優化方法，可以顯著提高更新造林成活率、有效降低防護林帶冠層指數并且提高有效防護距離。比如，在本發明的一個實施例中，更新造林成活率達90％以上；5年后，防護林帶冠層指數由3.35優化為1.96，大樹比例由80.12％調整為59.66％，有效防護距離由8.6H增加為10.5H(H為防護林帶平均樹高)。因此，本發明的冠層優化方法可以在中短期內，有效地提高防護距離20％以上。
【IPC分類】A01G23/00, A01G17/00
【公開號】CN105248246
【申請號】CN201510749474
【發明人】吳統貴, 虞木奎, 王金寶, 張雷, 張慧, 張鵬
【申請人】中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月5日