更新时间:2022-06-09 10:46:06点击:0
一、技术名称:公益性人工林小林窗疏伐经营技术
二、技术类别:储碳技术
三、所属领域及适用范围:土地利用变化/林业中的人工林经营管理
四、该技术应用现状及产业化情况
我国是世界上人工林面积最大的国家,现有人工林总面积约6.93×107ha,蓄积量 2.48×109m3。但当前大多数人工林存在组成树种单一、林分密度大、森林层次结构简单、林分郁闭度过大、发展到中龄林阶段后表现出林木长势普遍衰弱、林下植被盖度小、生物多样性贫乏、林地生产力及固碳能力低等问题,已成为典型的低效林。因此,探索科学有效的经营和改造低效人工林的理论和方法,是当前我国森林持续经营管理与林业发展不可回避的任务。小林窗疏伐技术是针对复杂的地形条件,在不剧烈干扰人工林生态系统的前提下提出的林业经营技术,具有操作简便、易掌握,在生态功能上能优化林地结构,迅速恢复林下地面植被,促进物质循环和乔木层生长的快速释放等优点,能有效实现森林功能的快速恢复与生物多样性保育,明显提升人工林的储碳效果。目前,该技术已经完成前期试验性的探索,处于技术推广初期。
五、技术内容
1. 技术原理
人工林小林窗疏伐经营技术是基于林木群体稀疏理论与森林林窗镶崁演替理论,模拟林窗形成,采取有限的人为疏伐措施,消减冠层乔木间的竞争自耗(碳排放),去激活乔木活力,进而提高乔木净生产力。同时,该技术可改善林下环境质量,促进林下植被自然恢复与森林更新,推动林下与土壤多样性组成及其食物网关系的自然恢复,通过多层(乔、灌、草)立体的环境资源(光、温、水)的高效的利用,实现森林光合碳利用效率最大化,在碳减排的基础上进一步促进森林生态系统的碳积存。
2. 关键技术
(1)总体疏伐强度控制技术
单位面积内的林木疏伐强度总体控制在 25%~30%,避免疏伐强度过大、过小引起的负面效果;
(2)林窗大小组合与布局应用技术
不同大小的林窗组合与布局也是此项技术的关键。平均树高 10~12m 的林分适宜的林窗大小范围为 80~120m2林窗大小;根据总体疏伐强度控制量与林分状况确定合理的林窗数量,根据林分结构空间差异合理组合安排林窗布局,通过复式镶嵌的方式组合与布局较为合理。
3. 工艺流程
小林窗疏伐经营管理技术的工作流程主要包括林分结构特征调研与评估、林窗大小、数量与布局的确定和设计、疏伐对象的确定与标记、疏伐时间选择、疏伐作业操作与采伐剩余物处理、补充操作与完善等过程,其工作流程示意图如图1所示。
图1 人工林小林窗疏伐经营管理技术操作示意图
六、主要技术指标
应用该技术5年内就可通过林地生产力提高完全补偿因疏伐去除掉的生物量,并实现以下指标:
1. 在不增大林地土壤碳排放的同时,增加林分碳储量约1.85t/ha a,生物固碳能力提高20%~30%,林分碳积存提高30%~40%;
2. 林下植被盖度提高到60%以上,增加林下物种多样性,物种丰富度可增加30%~40%;
3. 显著改善林地的水源涵养能力,土壤水分含量平均增加18.8%,也能改善土壤肥力,提高土壤养分可利用性,促进地表耐阴性植物生长。
七、技术鉴定情况
该技术是我国科技部“十二五”国家科技支撑计划重点项目“横断山区生态恢复技术研发”及中国科学院先导专项“云杉林固碳增汇技术的实验示范”的研究成果之一,目前已完成生态效果评价,可在全国范围内进行推广应用。
八、典型用户及投资效益
典型用户:四川茂县林业局、四川壤塘林业局等。
典型案例 1
案例名称:凤仪林场云杉人工林疏伐技术示范项
建设规模:茂县林业局凤仪林场(大沟流域)30 ha 低效云杉人工林。
建设条件:海拔 2151m,坡度 14.3,土壤类型为山地暗棕壤,林地郁闭度 0.81,乔木密度 1650 株/ha、DBH 为 19.1cm、树高 10m,林下植被盖度 25%,凋落物盖度 85%。
主要建设内容:(1)调查与评估林分结构特征(2)确定和设计林窗大小、数量与布局(3)疏伐对象的确定与标记;(4)疏伐作业操作与采伐剩余物处理;(5)补充操作与完善。主要设备为样地调查工具、油锯、土壤呼吸仪、光合仪、元素分析仪等。项目总投资 17.61 万元/30ha,建设期为 12 月。执行时间为 2009 年下半年,从 2012 年开始实现年减排量约 200tCO2,碳减排成本约为 60 元/tCO2。
典型案例 2
案例名称:凤仪林场油松人工林疏伐技术示范项目
建设规模:茂县林业局凤仪林场(大沟流域)20 ha 油松人工密林。
建设条件:海拔 1960m,坡度 14.0,土壤类型为山地棕壤,林地郁闭度 0.82,乔木密度 2321 株/ha、DBH 为 15.4cm、树高 11.2m,林下植被盖度 12.3%,凋落物盖度 82%。主要建设内容:(1)调查与评估林分结构特征(2)确定和设计林窗大小、数量与布局(3)疏伐对象的确定与标记;(4)疏伐作业操作与采伐剩余物处理;(5)补充操作与完善。项目总投资万元 11.74 万元/20 ha,建设期为 12 个月,执行时间为 2009 年下半年,从 2013 年开始年减排量约 140tCO2。初步概算的碳减排成本约为 60 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
目前,我国现有人工林总面积约 6.93×107ha,绝大部分为公益性人工林,其中大多数林分是由处于幼中龄阶段(大于 15 年)冠层树种组成的纯林。其林木密度大于 2000 株/ha,森林生态系统服务功能不强,如不及时采取必要的生态疏伐改造与合理经营管理,任其自然发展,必将进一步加剧林木竞争,导致林地资源的浪费与新的生态问题(如病虫害、火灾等)。采用该技术进行林分抚育改造,可显著提高包括固碳能力在内的森林生态服务功能,推动区域森林生态屏障建设。按四川现有人工林面积 4.49×106ha 计,预计未来 5 年,该技术推广比例可达 10%,形成的年碳减排能力约 300 万 tCO2。