清除伐木残留物会导致采伐地点的养分大量流失。将残留物收集到堆中可能导致幼苗建立条件的小规模差异。我们研究了纯茎和地上全树采伐对挪威云杉幼苗生长和松象鼻虫损害的影响。我们还比较了WTH样地内的两种种植环境。
在实践中,三分之一的残留物在WTH后留在现场。经过三个生长季节后,SOH和WTH处理的高度或直径增量没有差异。而相对直径增量在WTH-1幼苗中最大,在WTH-0幼苗中最小。在挪威西部地区,很少有幼苗遭受松象鼻虫的攻击,不同处理之间没有差异。
在挪威东南部,松象鼻虫受损的幼苗百分比和平均剥皮面积在WTH后显着更高与SOH我们得出结论,WTH可能导致建立条件的空间差异。
在许多国家,生物质越来越多地被用作能源,以减少一氧化碳2化石燃料的排放。伐木残留物是一种潜在的生物能源,特别是因为它不用于林业的其他目的。
在挪威,很大一部分潜在的伐木残留物来自挪威云杉,因为它占年砍伐量的64%。
«——【·挪威云杉的简单介绍·】——»
挪威的云杉林分通常是明确的,通过种植建立新的林分,通常没有事先准备场地。种植密度随场地指数而变化,但一般在1800-2500株幼苗公顷以内−1。
砍伐后去除伐木残留物是地上全树采伐的一种形式,可能以不同的方式影响云杉再生。WTH会影响养分的可获得性,因为针和树枝中的养分含量远高于茎木。
根据马尔科宁,WTH后氮的去除率是传统仅茎收获后的2-4倍。在种植后的头几年,幼苗的养分需求由于体积小而适中,并且由于该地点有机物质的分解增加,养分可用性通常很高尽管如此,WTH会对幼苗和幼苗的营养状况产生负面影响。
挪威没有关于在WTH期间将部分伐木残留物留在现场的具体准则。在实际条件下,即使在WTH之后,一些树枝和针也会留在现场。如果残留物在收集之前晾干一段时间,则在清除残留物堆后,地面上会保留一层针和小树枝。
另一方面,在桩之间,地面或多或少没有树枝和树枝。这可能导致伐木后建立条件和土壤养分可用性的小规模空间差异。
生物量收获可能通过对杂草竞争和小气候的影响来影响幼苗的存活和生长,以及间接通过用于回收残留物的机械引起的土壤扰动和压实。
由于保留伐木残留物可能会抑制杂草的生长,去除它可能导致植被对水和养分的竞争加剧。在挪威尤其如此,在种植前进行机械场地准备并不常见,除草剂的使用很少此外。
伐木残留物的去除可能会影响土壤中的水和温度条件,进而影响幼苗的根系生长和建立以及改变土壤有机质中氮的矿化速率。
关于WTH将如何影响幼苗和树苗生长,目前仍未达成共识。一些研究表明,WTH的影响很小或没有影响,而对于其他人来说,几年后效果更加明显。有时发现效果是暂时的或物种特异性。
幼苗的营养状况也可能受到WTH的影响,这反过来又会影响树皮喂养的风险以及幼苗承受这种损害的能力。一些研究表明,象鼻虫更喜欢营养水平高的幼苗,尽管沃勒茨和彼得森他们发现种植前云杉幼苗养分负荷后树皮摄食损伤没有差异。
树皮摄食导致致命损害的风险高度依赖于幼苗的活力和大小,健康且快速生长的幼苗将有更多的能量来承受和承受损害,并且会更快地长到“安全”的大小。
很少有研究调查WTH如何影响松象鼻虫的损害程度。厄兰德和尼尔森发现砍刀对松象鼻虫的损害影响很小,四年中有一年的死亡率降低。雅各布森等人报告说,在有和没有残留物收获的处理中,损害分布相当均匀,但没有详细记录松象鼻虫的损害。关于WTH如何以及是否会影响松象鼻虫的损害,从而影响幼苗的早期存活仍然不足。
残留物去除率会影响幼苗生长和成活的影响。在大多数关于最终采伐残渣去除后幼苗生长的科学研究中,伐木残留物的去除率是事先确定的,通常所有残留物都在WTH中去除。
在普通林业中,从生物学的角度来看,完全残留物去除实际上是不可能的,也是不可取的检查了在更实际条件下的残留物去除和幼苗生长。
挪威实际林业的实际收获比例尚未得到研究。特别是,缺乏关于在成堆储存期间有多少针头脱落的知识。
«——【·对云杉幼苗进行取样和实验·】——»
1.测量茎的体积和伐木残留物
在采伐之前,测量所有树木,并使用Vestjordet的体积函数计算每块的体积和布兰采格。从样本树木中估计了伐木残留物中生物量和氮的含量,包括不可销售的顶部。每个样地的树木分为20个直径等级。然后从每组中随机选择样本树。
在Gaupen,共有20棵树被选为样本树,而在Vindberg,则选择了34棵树。由于采伐过程中活力低下和破损,高彭的两棵树被丢弃,因此最终的样本树数量分别为20棵和25棵。
使用收割机砍伐样品树木,使用悬挂在起重机吊臂上的天平捆扎和称重。将树冠的绿色部分分成三个等长的部分,并从每个树冠部分的中间,从树的两侧取两根活枝,用于测量干重和营养分析。
还计算了枯枝的总数,并收集了样品进行分析。这棵树被砍掉,伯乐和茎顶被绑起来,再次称重。计算伐木残留物的潜在鲜重,即树木的总重量减去伯乐重量。
将树枝样品在103°C下干燥,直到达到稳定的重量,以提供针叶和活树枝和枯枝干重的数据。整棵树的估计数基于普通干重与鲜重比率计算。假设茎顶与树枝具有相同的针部分。不同生物量成分的汇总图数据通过从样本树导出的函数估计,DBH为自变量。
为了估算2009年和2011年10月残渣收获期间移除的树枝和针头数量,转运机在将WTH地块的伐木残渣运送到路边时,对装载和无负载称重。这些测量包括高彭的五个地块和温德伯格的四个地块。
称重在水平地面上进行,使用称重站,四个拖车车轮中的每一个都有一个称重平台。从每个WTH地块的两个残渣堆中取出残留物样品。
在夏季,残留物堆中的一头会脱落并留在地面上。为了估计针线损失,5年3月,Gaupen六棵树的伐木残留物留在2009×2011米的纤维布上,2009年2011月,温德伯格的两棵树相应地留下了伐木残渣。使用从样品树派生的函数计算每块纤维布上放置的针和树枝的量。
2.苗
分别在高彭和温德伯格种植了两年生挪威云杉幼苗。幼苗生长在12厘米内3多罐容器,每个容器有95个罐。对于高彭地块,种子来自桑德鲁德种子园,而在温德伯格,种子来自考庞格种子园。按照当地做法,种植密度为2000株,2200株。作为正常育苗程序的一部分,幼苗在种植前用杀虫剂MeritForest处理,以防止松象鼻虫。
在每个样地中,标记30棵幼苗,并在种植后直接记录地面的高度和直径。总共在高彭测量了360棵幼苗,在温德伯格测量了300棵幼苗。在SOH样地中,30棵幼苗是从对角线穿过样地的2个样带中随机选择的,或者由于地块较小,从整个区域随机选择。
在WTH样地中,从去年秋天清除残留物堆的地区采摘了15棵幼苗,而其余15棵幼苗则从样带或随机均匀分布在样地中,在没有残留物堆的地区。
3.去除残留物的生物质和氮损失
森林残留物的清除率会因操作员技能、设备、林分条件和季节而异,来自欧洲和北美的一些案例研究的平均去除率为52%。北欧研究的平均值为72%,从23%到89%不等。
我们的结果与这个平均值一致。
大约三分之一的残留物实际上留在现场,可能导致与在WTH期间去除所有树枝和针叶相比,幼苗生长和发育的结果不同。残留物去除仍然代表了对营养物质的相当大的操纵。在本研究中,在两个位点去除的氮量与标准森林施肥剂量。
在挪威,残渣采伐通常是通过在木材采伐过程中堆放残余物并在夏季晾干来完成的。其中一个原因是让针头脱落,从而减少该部位的营养流失。奥尔森等人建议将营养丰富的针头妥善分布在现场可能会抵消残留物收获的负面影响。
我们的研究表明,在调味过程中,相对较小的部分针头会脱落。这与雅各布森等人的发现一致。
大多数针头没有掉在地上,而是似乎在树枝之间粘在一起,与其余的残留物一起被运出。然而,足够的针和小树枝脱落,在清除残留物堆的地面上形成一个明显的层。
我们研究中的桩相当小,每个桩只由一棵树的树枝组成。尽管随着桩数的增加,掉落的针头数量似乎稳定在15-20%左右,但需要进一步的研究来评估大堆的针头脱落。
天气条件将影响针头脱落,预计干燥天气会产生更高的百分比。尽管2年温德伯格的年降雨量是高彭的3倍,但高彭和温德伯格的百分比相当。
«——【·取样最终实验结果·】——»
在WTH-1处理中,潜在的养分供应、杂草竞争水平和土壤温度都是有利的,所有这些都可能有助于增加生长。鉴于处理之间土壤温度的微小差异,似乎较少的竞争和残留物中较大的养分释放可能比土壤温度发挥了更大的作用。
就剥皮面积和受攻击幼苗的百分比而言,高彭的松象鼻虫损害比温德伯格更严重。Gaupen位于Hedmark县的Mjøsa湖附近,该地区已知会受到松象鼻虫袭击。
温德贝格松象鼻虫造成的死亡率相对较高,尽管剥皮的平均水平很低,但没有明显的解释。这可能是由于两个地点之间的植物材料或气候差异。
在Gaupen的WTH地块中,松象鼻虫的更严重攻击表明,通过将斜线成堆进行夏季的残留物收获会影响幼苗的损坏程度。这可能是由于对WTH站点的吸引力较高,或残留物收获后象鼻虫的替代食物来源较少。
由于松象鼻虫被针叶树桩和伐木残留物中的单萜烯和乙醇等挥发性化合物的气味所吸引,一堆新鲜的伐木残留物很可能比散落的树枝吸引更多的象鼻虫。
随着残留物变干,吸引力会降低,这可能在一堆中发生得更慢。在第一个季节,松象鼻虫可能会使用伐木残留物作为食物来源,直到它们在初秋退到土壤中。
当它们在第二年春天出现时,桩已被清除。象鼻虫在地面上的散布距离有限,新种植的云杉幼苗是少数食物来源之一,导致在被移除的云杉幼苗及其附近造成严重破坏。
在拉赫曼等人的研究中,尽管松象鼻虫数量更多,但与对照样地相比,树桩残渣堆积地块的幼苗损伤程度显著降低。在他们的研究中,当幼苗被种植时,堆积仍然存在,因此可能是象鼻虫的食物来源。
在我们的研究中,尽管剥皮相当重,但相对较少的WTH-1幼苗死亡。幼苗在WTH-1中生长良好的事实可能在一定程度上抵消了伤口的影响。
在我们的站点,残渣收获的地块与树枝或多或少均匀分布的地块并排放置。我们不知道在实践中的残留物收获是否会导致更多的松象鼻虫被吸引到该地点,或者它是否只会导致象鼻虫种群在明确范围内出现更大的小规模变化,以及损害程度与桩的距离的连续差异。
在普通的仅茎收获过程中,树枝在某种程度上会成堆,这可能会导致与我们的WTH地块类似的效果。与我们的研究相反,雅各布森等人没有发现松象鼻虫损伤的差异,残留物留在小绳子中,分散或去除。他们的地块甚至比我们的还要小。
«——【·笔者观点·】——»
我们在挪威西南部和东南部两个气候不同的地区进行的研究表明,在实践中,在收获森林残留物时,超过三分之一的残留物留在现场,但将残留物放在大堆中在夏季干燥只会使一小部分针叶脱落。
与SOH相比,两个地点的森林残留物采伐均不影响早期幼苗生长,但导致WTH样地内直径生长的差异。WTH还导致挪威东南部的松象鼻虫受到更严重的损害,森林从业者应该意识到,由于松象鼻虫靠近残渣堆,死亡率可能更高。
残余物收获后对补充种植的需求可能更大。
我们的结果也表明,在放置残渣堆并随后清除的区域种植的幼苗有可能更好地生长。在松象鼻虫数量较少的地区,这些地区可能是很好的种植地点。