一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法
阅读说明：本技术 一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法 (Eucalyptus mixed forest transformation method taking water source conservation function as leading factor ) 是由 宋贤冲 唐健 覃祚玉 石媛媛 赵隽宇 曹继钊 王会利 覃其云 邓小军 潘波 蒋湖 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法,属于生态修复技术领域。该方法包括以下技术步骤：林地选择、林木择伐、整地挖穴、苗木种植、苗木抚育、林木管理。本发明方法能够有效改进林分结构,改良林分土壤,有效提高林分蓄积量,促进林分自然更新,增加林分的结构复杂性,保护林下植被多样性,推动林下环境与土壤多样性组成及其食物网关系的自然恢复,加快桉树人工林水源涵养功能恢复,成本低,成效高。(The invention provides a method for modifying eucalyptus mixed forest by taking water conservation function as a leading factor, belonging to the technical field of ecological restoration. The method comprises the following technical steps: selecting forest land, cutting forest trees selectively, digging holes in the soil, planting nursery stocks, tending the nursery stocks and managing the forest trees. The method can effectively improve the structure of the forest stand, improve the soil of the forest stand, effectively improve the storage amount of the forest stand, promote the natural updating of the forest stand, increase the structural complexity of the forest stand, protect the diversity of the vegetation under the forest, promote the natural recovery of the diversity composition of the environment and the soil and the food net relationship of the environment and the soil under the forest, accelerate the recovery of the water conservation function of the eucalyptus artificial forest, and has low cost and high effect.)
技术领域
本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法。
背景技术
目前，我国南方有大面积的桉树人工林，随着桉树人工林随着桉树人工林面积的逐年扩大、经营强度的加大及林分结构单一化，地力衰退、林分退化、林下植被多样性缺乏、病虫害时有发生等生态负面效应日益显现，造成桉树人工林生态功能低价值或人工林的水源涵养功能丧失，严重地威胁着桉树人工林生态稳定性。
现有技术存在着对桉树人工林的改造方法，如公开号CN 110169298A公开了一种木材生产与其他生态系统服务协同的桉树生态营林方法，该方法将桉树与红锥、望天树等珍贵树种进行混交种植造林，桉树为短周期经营树种，珍贵树种为长周期经营树种，对桉树进行抚育和皆伐，对珍贵树种进行间伐，这种方法虽然能够保持桉树人工林的木材生产能力，但是由于缺乏对珍贵树种的长期的抚育，以及对桉树的皆伐和珍贵树种的间伐，导致珍贵树种的成活率不高，林分的结构简单，生物多样性低，大规模的皆伐和间伐对森林生态系统功能和生态恢复具有很大的损失，不能实现桉树人工林水源涵养功能的快速恢复。
因此，有必要提供一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，促进林木生长，可以增加林分的结构复杂性，可以有效保护生物多样性，维护地力，快速恢复水源涵养功能。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，通过桉树林木择伐、合理搭配树种、混交比例、苗木抚育等一系列措施能够有效改进林分结构，改良林分土壤，有效提高林分蓄积量，促进林分自然更新，增加林分的结构复杂性，保护林下植被多样性，推动林下环境与土壤多样性组成及其食物网关系的自然恢复，加快桉树人工林水源涵养功能恢复，成本低，成效高。
本发明通过以下技术方案实现：
一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，包括以下步骤：
(1)林地选择：改造桉树纯林土壤立地条件中等以上，年龄为4-6年之间，林木个体径级明显分化，优势木可明显辨别，其中优势木数量为120-150株/公顷；
(2)林木择伐：保留长势良好、枝繁叶茂、生命力强的桉树，择伐易发生病虫害、生长落后、径级较小的濒死木和枯死木以及低产劣质的桉树，择伐后桉树保留30-45株/亩；
(3)整地挖穴：对择伐后的桉树树兜进行催腐，并采取免炼山处理方法进行整地，保留林地择伐后的剩余物，同时人工清理杂草，辅以除草剂的施用，然后开挖种植穴；
(4)苗木种植：将挖好的种植穴经风化后施基肥，每个种植穴施复混肥200-300g，选择乡土珍贵树种的2年生以上苗木，要求苗木长势好、根系发达、无病虫害，在4月初至5月初林地水分充足的时段进行人工植苗；
(5)苗木抚育：在乡土珍贵树种苗木种植的当年6月开始进行抚育，连续抚育4-5年；
(6)林木管理：对乡土珍贵树种苗木抚育的同时，注意保护苗木，防止病虫害、人畜破坏和林火的发生，禁止放牧和樵采干扰。
作为技术方案的优选，步骤(4)中，所述乡土珍贵树种为米老排、灰木莲、大叶栎的任意两种或三种组合。
作为技术方案的优选，步骤(4)中，所述乡土珍贵树种的混交比例为1:1或1:1:1。
作为技术方案的优选，步骤(4)中，所述择伐后的桉树与乡土珍贵树种的株数比例为1:1-2。
作为技术方案的优选，步骤(4)中，所述乡土珍贵树种的株距为2-3m，行距为3-4m。
作为技术方案的优选，步骤(5)中，所述抚育方式为：
第一年抚育：于苗木种植当年6月进行抚育，以树苗为中心，半径1-2cm范围内铲草，扩大种植穴至45-50cm，同时进行追肥，每个种植穴施有机肥20-30g，并对苗木存活率进行调查，对死亡的苗木及时补植；
第二年抚育：于苗木种植第二年5-6月进行抚育，以树苗为中心，半径5-10cm范围内铲草，扩大种植穴至60-70cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥10-20g，到9-10月再铲草一次；
第三年抚育：于苗木种植第三年6-7月进行抚育，以树苗为中心，半径20-30cm范围内铲草，扩大种植穴至75-90cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥20-30g；
第四年抚育：于苗木种植第四年7-8月进行抚育，以树苗为中心，半径40-50cm范围内铲草，到9-10月再铲草一次，同时进行修枝整形；
第五年抚育：于苗木种植第五年9-10月进行抚育，以树苗为中心，半径60-80cm范围内铲草，同时进行修枝整形，择伐濒死木、被压木和枯死木。
作为技术方案的优选，步骤(5)中，所述修枝整形为将苗木从地面往上，1.7米以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长10-20cm的枝段，再将枝段均匀地平铺在林地上。
作为技术方案的优选，步骤(5)中，所述修枝整形的方法为：选择待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与苗木主干平行。
作为技术方案的优选，步骤(3)中，所述种植穴规格为(30-40)cm×(30-40)cm×(30-45)cm。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明通过桉树林木择伐、合理搭配树种、混交比例、苗木抚育等一系列措施能够有效改进林分结构，改良林分土壤，促进林分自然更新，增加林分的结构复杂性，保护林下植被多样性，推动林下环境与土壤多样性组成及其食物网关系的自然恢复。相比未经过改造的桉树纯林，经过改造后的混交林地表径流量减少了27.83-44.24％，有效地提高林分蓄积量，加快桉树人工林水源涵养功能恢复，改造成本低，成效高。
2、本发明将桉树与乡土珍贵树种混交造林，增加林分的结构复杂性，可以有效保护生物多样性，快速恢复水源涵养功能，维护地力，促进林木生长。本发明乡土珍贵树种的搭配以及乡土珍贵树种与桉树的株数保持比例，可以使得林分在刚进入中龄林时就能够形成很好的种间竞争关系。混交林树种根系交错，成分复杂、枯枝落叶量大，可以为土壤微生物提供更多的物质，可以有效提升土壤肥力，显著改善土壤的理化性质，土壤养分活化，可以增加林地植物对养分的吸收。
3、本发明对乡土珍贵树种苗木连续抚育4-5年，且每年的抚育措施不同，可以有效提高乡土珍贵树种的成活率，避免大规模的择伐或疏伐对森林生态系统功能和生态恢复所带来的损失，可以促进乡土珍贵树种生长的同时，制约了桉树的更新和生长，整体上促进了林分的更新和林分结构的优化。
4、本发明保留林地择伐后的剩余物以及抚育的剩余物，有机物的堆积可以加速养分的回归和分解，更好地保证土壤中具有较高的养分，促进林地植物养分的吸收，有利于后续乡土珍贵树种的生长。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步地详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，包括以下步骤：
(1)林地选择：改造桉树纯林土壤立地条件中等以上，年龄为4-6年之间，林木个体径级明显分化，优势木可明显辨别，其中优势木数量为140株/公顷；
(2)林木择伐：保留长势良好、枝繁叶茂、生命力强的桉树，择伐易发生病虫害、生长落后、径级较小的濒死木和枯死木以及低产劣质的桉树，择伐后桉树保留40株/亩；
(3)整地挖穴：对择伐后的桉树树兜进行催腐，并采取免炼山处理方法进行整地，保留林地择伐后的剩余物，同时人工清理杂草，辅以除草剂的施用，然后开挖种植穴，种植穴规格为30cm×35cm×40cm；
(4)苗木种植：将挖好的种植穴经风化后施基肥，每个种植穴施复混肥220g，选择米老排、灰木莲、大叶栎三种乡土珍贵树种的2年生以上苗木，要求苗木长势好、根系发达、无病虫害，三种树种的混交比例为1:1:1，择伐后的桉树与乡土珍贵树种的株数比例为1:2，在4月初至5月初林地水分充足的时段进行人工植苗，株距为3m，行距为3m；
(5)苗木抚育：在乡土珍贵树种苗木种植的当年6月开始进行抚育，连续抚育4年，抚育方式为：
第一年抚育：于苗木种植当年6月进行抚育，以树苗为中心，半径2cm范围内铲草，扩大种植穴至45cm，同时进行追肥，每个种植穴施有机肥25g，并对苗木存活率进行调查，对死亡的苗木及时补植；
第二年抚育：于苗木种植第二年5月进行抚育，以树苗为中心，半径8cm范围内铲草，扩大种植穴至65cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥15g，到10月再铲草一次；
第三年抚育：于苗木种植第三年7月进行抚育，以树苗为中心，半径30cm范围内铲草，扩大种植穴至80cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥25g；
第四年抚育：于苗木种植第四年8月进行抚育，以树苗为中心，半径45cm范围内铲草，到10月再铲草一次，同时进行修枝整形；
所述修枝整形为将苗木从地面往上，1.7米以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长10cm的枝段，再将枝段均匀地平铺在林地上；修枝整形的方法为：选择待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与苗木主干平行；
(6)林木管理：对乡土珍贵树种苗木抚育的同时，注意保护苗木，防止病虫害、人畜破坏和林火的发生，禁止放牧和樵采干扰。
本实施例相同月份的地表径流量大小为混交林<桉树纯林。具体情况见表1。
表1不同植被类型地表径流量的月变化
从表1可以看出，在1-12月份总的降雨量为1415.40mm的情况下，未经过改造的桉树纯林总地表径流量为2919.80m3/hm2，经过改造后的混交林总地表径流量为2107.24m3/hm2。相比未经过改造的桉树纯林，经过改造后的混交林地表径流量减少了27.83％，有效地提高林分蓄积量。
实施例2
一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，包括以下步骤：
(1)林地选择：改造桉树纯林土壤立地条件中等以上，年龄为4-6年之间，林木个体径级明显分化，优势木可明显辨别，其中优势木数量为120株/公顷；
(2)林木择伐：保留长势良好、枝繁叶茂、生命力强的桉树，择伐易发生病虫害、生长落后、径级较小的濒死木和枯死木以及低产劣质的桉树，择伐后桉树保留30株/亩；
(3)整地挖穴：对择伐后的桉树树兜进行催腐，并采取免炼山处理方法进行整地，保留林地择伐后的剩余物，同时人工清理杂草，辅以除草剂的施用，然后开挖种植穴，种植穴规格为35cm×40cm×45cm；
(4)苗木种植：将挖好的种植穴经风化后施基肥，每个种植穴施复混肥250g，选择米老排、大叶栎两种乡土珍贵树种的2年生以上苗木，要求苗木长势好、根系发达、无病虫害，三种树种的混交比例为1:1，择伐后的桉树与乡土珍贵树种的株数比例为1:1，在4月初至5月初林地水分充足的时段进行人工植苗，株距为2m，行距为4m；
(5)苗木抚育：在乡土珍贵树种苗木种植的当年6月开始进行抚育，连续抚育5年，抚育方式为：
第一年抚育：于苗木种植当年6月进行抚育，以树苗为中心，半径1cm范围内铲草，扩大种植穴至45cm，同时进行追肥，每个种植穴施有机肥20g，并对苗木存活率进行调查，对死亡的苗木及时补植；
第二年抚育：于苗木种植第二年6月进行抚育，以树苗为中心，半径5cm范围内铲草，扩大种植穴至70cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥10g，到9月再铲草一次；
第三年抚育：于苗木种植第三年7月进行抚育，以树苗为中心，半径25cm范围内铲草，扩大种植穴至90cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥20g；
第四年抚育：于苗木种植第四年7月进行抚育，以树苗为中心，半径40cm范围内铲草，到9月再铲草一次，同时进行修枝整形；
第五年抚育：于苗木种植第五年10月进行抚育，以树苗为中心，半径70cm范围内铲草，同时进行修枝整形，择伐濒死木、被压木和枯死木；
所述修枝整形为将苗木从地面往上，1.7米以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长15cm的枝段，再将枝段均匀地平铺在林地上；修枝整形的方法为：选择待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与苗木主干平行；
(6)林木管理：对乡土珍贵树种苗木抚育的同时，注意保护苗木，防止病虫害、人畜破坏和林火的发生，禁止放牧和樵采干扰。
本实施例相同月份的地表径流量大小为混交林<桉树纯林。具体情况见表2。
表2不同植被类型地表径流量的月变化
月份
降雨量(mm)
混交林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
桉树纯林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
1
120.50
62.42
180.50
2
7.20
0
0
3
42.50
0
0
4
110.40
58.58
165.82
5
350.20
400.65
615.36
6
200.80
382.64
532.54
7
195.60
202.66
356.87
8
184.50
230.05
385.64
9
130.20
224.65
376.83
10
100.20
50.40
182.24
11
120.60
58.87
200.59
12
50.50
0
0
合计
1613.20
1670.92
2996.39
从表2可以看出，在1-12月份总的降雨量为1613.20mm的情况下，未经过改造的桉树纯林总地表径流量为2996.39m3/hm2，经过改造后的混交林总地表径流量为1670.92m3/hm2。相比未经过改造的桉树纯林，经过改造后的混交林地表径流量减少了44.24％，有效地提高林分蓄积量。
实施例3
一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，包括以下步骤：
(1)林地选择：改造桉树纯林土壤立地条件中等以上，年龄为4-6年之间，林木个体径级明显分化，优势木可明显辨别，其中优势木数量为150株/公顷；
(2)林木择伐：保留长势良好、枝繁叶茂、生命力强的桉树，择伐易发生病虫害、生长落后、径级较小的濒死木和枯死木以及低产劣质的桉树，择伐后桉树保留45株/亩；
(3)整地挖穴：对择伐后的桉树树兜进行催腐，并采取免炼山处理方法进行整地，保留林地择伐后的剩余物，同时人工清理杂草，辅以除草剂的施用，然后开挖种植穴，种植穴规格为40cm×30cm×35cm；
(4)苗木种植：将挖好的种植穴经风化后施基肥，每个种植穴施复混肥200g，选择灰木莲、大叶栎两种乡土珍贵树种的2年生以上苗木，要求苗木长势好、根系发达、无病虫害，三种树种的混交比例为1:1:1，择伐后的桉树与乡土珍贵树种的株数比例为1:1，在4月初至5月初林地水分充足的时段进行人工植苗，株距为3m，行距为4m；
(5)苗木抚育：在乡土珍贵树种苗木种植的当年6月开始进行抚育，连续抚育5年，抚育方式为：
第一年抚育：于苗木种植当年6月进行抚育，以树苗为中心，半径1cm范围内铲草，扩大种植穴至50cm，同时进行追肥，每个种植穴施有机肥30g，并对苗木存活率进行调查，对死亡的苗木及时补植；
第二年抚育：于苗木种植第二年6月进行抚育，以树苗为中心，半径10cm范围内铲草，扩大种植穴至60cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥10g，到9月再铲草一次；
第三年抚育：于苗木种植第三年7月进行抚育，以树苗为中心，半径25cm范围内铲草，扩大种植穴至75cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥30g；
第四年抚育：于苗木种植第四年8月进行抚育，以树苗为中心，半径50cm范围内铲草，到10月再铲草一次，同时进行修枝整形；
第五年抚育：于苗木种植第五年10月进行抚育，以树苗为中心，半径60cm范围内铲草，同时进行修枝整形，择伐濒死木、被压木和枯死木；
所述修枝整形为将苗木从地面往上，1.7米以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长20cm的枝段，再将枝段均匀地平铺在林地上；修枝整形的方法为：选择待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与苗木主干平行；
(6)林木管理：对乡土珍贵树种苗木抚育的同时，注意保护苗木，防止病虫害、人畜破坏和林火的发生，禁止放牧和樵采干扰。
本实施例相同月份的地表径流量大小为混交林<桉树纯林。具体情况见表3。
表3不同植被类型地表径流量的月变化
月份
降雨量(mm)
混交林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
桉树纯林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
1
100.80
58.82
135.48
2
30.90
0
0
3
40.80
0
0
4
105.40
72.54
154.26
5
290.60
387.46
574.63
6
395.80
505.34
820.46
7
120.50
75.58
210.25
8
118.50
75.25
210.08
9
198.40
280.08
350.62
10
102.90
62.24
138.85
11
180.20
254.68
368.21
12
100.40
60.06
130.65
合计
1785.20
1832.05
3093.49
从表3可以看出，在1-12月份总的降雨量为1785.20mm的情况下，未经过改造的桉树纯林总地表径流量为3093.49m3/hm2，经过改造后的混交林总地表径流量为1832.05m3/hm2。相比未经过改造的桉树纯林，经过改造后的混交林地表径流量减少了40.78％，有效地提高林分蓄积量。
实施例4
一种以水源涵养功能为主导的桉树混交林改造方法，包括以下步骤：
(1)林地选择：改造桉树纯林土壤立地条件中等以上，年龄为4-6年之间，林木个体径级明显分化，优势木可明显辨别，其中优势木数量为125株/公顷；
(2)林木择伐：保留长势良好、枝繁叶茂、生命力强的桉树，择伐易发生病虫害、生长落后、径级较小的濒死木和枯死木以及低产劣质的桉树，择伐后桉树保留32株/亩；
(3)整地挖穴：对择伐后的桉树树兜进行催腐，并采取免炼山处理方法进行整地，保留林地择伐后的剩余物，同时人工清理杂草，辅以除草剂的施用，然后开挖种植穴，种植穴规格为30cm×35cm×30cm；
(4)苗木种植：将挖好的种植穴经风化后施基肥，每个种植穴施复混肥300g，选择米老排、灰木莲两种乡土珍贵树种的2年生以上苗木，要求苗木长势好、根系发达、无病虫害，三种树种的混交比例为1:1，择伐后的桉树与乡土珍贵树种的株数比例为1:2，在4月初至5月初林地水分充足的时段进行人工植苗，株距为3m，行距为4m；
(5)苗木抚育：在乡土珍贵树种苗木种植的当年6月开始进行抚育，连续抚育4年，抚育方式为：
第一年抚育：于苗木种植当年6月进行抚育，以树苗为中心，半径2cm范围内铲草，扩大种植穴至48cm，同时进行追肥，每个种植穴施有机肥23g，并对苗木存活率进行调查，对死亡的苗木及时补植；
第二年抚育：于苗木种植第二年5月进行抚育，以树苗为中心，半径5cm范围内铲草，扩大种植穴至70cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥20g，到10月再铲草一次；
第三年抚育：于苗木种植第三年6月进行抚育，以树苗为中心，半径20cm范围内铲草，扩大种植穴至75cm，同时进行追肥，每个种植穴施硫酸钾型复合肥20g；
第四年抚育：于苗木种植第四年8月进行抚育，以树苗为中心，半径40cm范围内铲草，到10月再铲草一次，同时进行修枝整形；
所述修枝整形为将苗木从地面往上，1.7米以下的树枝修除，然后将修掉的树枝分解为长10cm的枝段，再将枝段均匀地平铺在林地上；修枝整形的方法为：选择待修除的枝条，贴近枝条基部下锯，先锯下方，后锯上方，使切口与苗木主干平行；
(6)林木管理：对乡土珍贵树种苗木抚育的同时，注意保护苗木，防止病虫害、人畜破坏和林火的发生，禁止放牧和樵采干扰。
本实施例相同月份的地表径流量大小为混交林<桉树纯林。具体情况见表4。
表4不同植被类型地表径流量的月变化
月份
降雨量(mm)
混交林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
桉树纯林地表径流量(m<sup>3</sup>/hm<sup>2</sup>)
1
98.60
55.20
132.48
2
20.50
0
0
3
30.30
0
0
4
55.80
0
0
5
112.60
68.25
180.63
6
180.50
258.64
387.52
7
84.30
55.38
120.67
8
275.40
375.39
550.08
9
92.20
49.24
129.36
10
38.40
0
0
11
43.20
0
0
12
39.50
0
0
合计
1071.30
862.10
1500.74
从表4可以看出，在1-12月份总的降雨量为1071.30mm的情况下，未经过改造的桉树纯林总地表径流量为1500.74m3/hm2，经过改造后的混交林总地表径流量为862.10m3/hm2。相比未经过改造的桉树纯林，经过改造后的混交林地表径流量减少了42.56％，有效地提高林分蓄积量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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