1、定量認(rèn)識(shí)林分結(jié)構(gòu)對(duì)其各種功能的影響，并在此基礎(chǔ)上提出能同時(shí)滿足多種功能需求的林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)森林多功能經(jīng)營的技術(shù)關(guān)鍵。針對(duì)我國北方山地水源涵養(yǎng)林經(jīng)營中存在的主導(dǎo)功能不明確、長期注重木材數(shù)量生產(chǎn)單一功能、忽視流域產(chǎn)水功能和生物多樣性保護(hù)功能等問題，探討在保障山地林區(qū)的水源供給主導(dǎo)功能的同時(shí)盡可能兼顧其他多種功能需求的森林多功能經(jīng)營技術(shù)，本文在寧夏六盤山香水河小流域選擇當(dāng)?shù)刂饕炝謽浞N華北落葉松的人工林，建立大量樣地調(diào)查林分結(jié)構(gòu)（以林木

2、密度為主）與林木生長和木材生產(chǎn)、林下植物多樣性、植物生物量和固碳量、林分水文循環(huán)和產(chǎn)水能力的數(shù)量關(guān)系，分析了林分結(jié)構(gòu)對(duì)林木抵抗雪害能力的影響，并綜合分析后確定了能減免雪災(zāi)從而保障林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、降低蒸散耗水從而維持流域產(chǎn)水能力、促進(jìn)大徑材生長從而提高木材生產(chǎn)價(jià)值、維持林下植物生長從而保護(hù)植物多樣性、保持較高植被生物量從而發(fā)揮固碳釋氧功能的合理林分密度。此研究結(jié)果可為研究地區(qū)及其他地區(qū)的人工林多功能經(jīng)營提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)指導(dǎo)。主要結(jié)論為：<

3、br>　　1.林分密度與林齡共同影響林木生長。華北落葉松的生長過程分3個(gè)階段：生長初期、快速生長期、平緩生長期。胸徑和樹高在這3個(gè)階段的林齡閾值為10年和30年，單株和林分材積為14年和30年。林分密度對(duì)樹高影響不大。林分的樹高與胸徑之比（高徑比）隨林分密度增大而升高。林分木材蓄積量隨密度增加而增大，在密度大于1500株/hm2時(shí)，蓄積量增加速率變緩。為培育更多優(yōu)質(zhì)大徑材和提高森林木材生產(chǎn)價(jià)值，將林分密度控制在1000-1500株/hm

4、2范圍內(nèi)較好。
　　2.林下植物生長受到林分密度顯著影響。林下植物種類的數(shù)量在密度為1300株/hm2時(shí)最大；林下植被的蓋度及生物量均隨密度增大而降低；但林下灌木層、草本層的物種多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、均勻度指數(shù)的最大值都出現(xiàn)在1300株/hm2的密度。從提高林下植物多樣性及促進(jìn)林下自然更新的角度，建議將小于1300株/hm2作為華北落葉松人工林近自然改造的參照密度。
　　3.林分密度影響植被生物量及固碳量。喬木層是組成林分

5、的植被生物量及固碳量的絕對(duì)主體；喬木層生物量在小于500株/hm2時(shí)隨林分密度增加而緩慢增加；在500-1500株/hm2時(shí)增加較快；在1500株/hm2以上時(shí)增速漸緩，說明林木密度過高并不能成比例地提高林木生物量，尤其不利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大徑材及維持林分穩(wěn)定性，因此需將密度控制在不超過1500株/hm2。林下灌木層的生物量及固碳量在650-1500株/hm2的范圍內(nèi)隨密度增加而急劇降低，在超過1500株/hm2后維持在很低水平并漸趨為零；林

6、下草本層的生物量及固碳量在低于1125株/hm2的范圍內(nèi)緩慢降低，在大于1125株/hm2后快速降低并在2500株/hm2時(shí)趨近于零，說明如要在林下維持一定草本，需把密度控制在1125株/hm2附近。綜合喬灌草各層的生物量和固碳量對(duì)林木密度的響應(yīng)，從維持較高植被生物量和固碳功能的角度，需把林分密度控制在1500株/hm2范圍內(nèi)。
　　4.森林雪害與林分結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。雪害程度除受氣候條件影響外，還與立地特征、林分結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。高海

7、拔沖風(fēng)地段和土層瘠薄立地的林分雪害率顯著偏大；高密度林分受害率顯著大于低密度林分，這是因?yàn)榱址置芏仍龈邔?dǎo)致林分高徑比增大。在高徑比大于0.7后開始出現(xiàn)受害，但受害率隨高徑比增大的增幅不大；當(dāng)高徑比大于0.9后，林分受害率隨高徑比增大快速升高；當(dāng)高徑比大于1.0后，林分受害率隨高徑比增大急劇升高。未來提高森林抵抗雪災(zāi)的能力，應(yīng)把林分高徑比降到0.7左右并維持在不超過0.9的范圍內(nèi)。根據(jù)林分密度與林分高徑比的關(guān)系，需要將林分密度控制在120

8、0株/hm2以下。
　　5.林分產(chǎn)水功能隨林分密度增加而降低。生長季內(nèi)的樹冠截留和林木蒸騰耗水隨林分密度增大而增加；林下蒸散則隨著密度增大而減??；林地產(chǎn)水量隨林分密度減小而非線性增加，在密度為1500株/hm2以上時(shí)，產(chǎn)水量較低且變化很?。?09.7-106.9mm）；在密度為1300-1500株/hm2時(shí)產(chǎn)水量隨密度減小而緩慢增加，每降低100株/hm2增加產(chǎn)流6.6mm；在密度低于1300株/hm2后產(chǎn)水量隨密度降低而快速增大